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1、木材及加工工艺 1木材的基本性能 2木材的工艺特性木材的成型加工 表面装饰技术 3常用木材原木 人造板材 新颖板材 木材及其成形工艺 1木材的基本性能 木材是一种优良的造型材料 自古以来 它一直是最广泛最常用的传统材料 其自然 朴素的特性令人产生亲切感 被认为是最富于人性特征的材料 木材作为一种天然材料 分布广泛 取材方便 具有优良的特性 在新材料层出不穷的今天 在设计中仍具有非常重要的地位 引言 木质杯子 1木材的基本性能 树干的构造 1木材的基本性能 1 质轻由疏松的纤维素和木质素构成 密度一般在0 3 0 8之间 质轻坚硬 并富有弹性 纵向生成方向强度大 抗压 抗弯曲性能差 2 具有天然
2、的色泽和美丽的花纹如红松木心材呈淡玫瑰色 边材呈黄白色 杉木心材呈红裼色 边材呈淡黄色等 3 具有调湿性由许多管状细胞构组成 对空气中的湿气具有吸收和放出的平衡功能 4 隔声吸音性多孔性材料 具有良好的吸音隔声功能 红松木 杉木 1木材的基本性能 5 具有可塑性蒸煮后可切片 热压下可弯曲 可以用胶 钉 榫眼等方法牢固地结合 6 易加工和涂饰可通过锯 刨 切割 打孔 组合等工艺加工成型 且加工比金属方便 7 对热 电有良好的绝缘性木材的热导率 电导率小 可作绝缘材料 8 易变形 易燃 9 各向异性同一树种木材 产地 生长条件和部位不同 物理化学性质差异很大 2木材的成形工艺 主要介绍 木材的常用
3、成形工艺木材的常用表面处理 2 1木材的成型加工 1 木材加工的工艺流程每个构件在加工前都要根据被加工构件的形状 尺寸 材料 加工精度 表面粗糙度等方面的技术要求和加工批量大小 合理选择加工方法 加工机床 刀具 夹具等 拟定出合理的工艺过程 由于木制品构件的形状 规格多种多样 其加工工艺过程各不完全相同 但一般加工顺序如下 木制品构件一般加工顺序 1 配料 2 基准面的加工 3 相对面的加工 按归类木制品的质量要求 将各种不同树种 不同规格的木材 锯割成符合制品规格的毛料 即基本构件 为了使构件获得正确的形状 尺寸 和表面粗糙度 并保证后续工序定位准确 必须对毛料基准面进行加工 作为后续加工的
4、基准 基准面完成以后 以基准面为基准加工其他表面 木制品构件一般加工顺序 4 划线 5 榫头 榫眼及型面的加工 6 表面修整 按结构要求 划榫头 榫眼及圆孔等的尺寸和位置 是保证产品质量的关键工序 榫结合是木制品结构中最学见的结构方式 因此开榫 打眼工序是构件加工的主要工序 其加工质量直接影响产品的强度和使用质量 构件的表面修整加工应根据构件的表面质量要求来决定 外露的构件表面要精确修整 内部用料可不作修整 2 1木材的成型加工 2 木材加工的基本方法 1 锯割将尺寸较大的原木 板材或方材等 沿纵向 横向或按曲线进行开锯 分解 开榫 锯肩 截断 下料时 都要运用锯割加工 2 刨削木材经锯割后的
5、表面一般较粗糙且不平整 必须进行刨削加工 木材经刨削后 可以获得尺寸和形状准确 表面平整光洁的构件 3 凿削框架榫孔结构是构件间结合的基本形式 榫孔的凿削是木制品成型加工的基本操作方法之一 4 铣削利用木工铣削机床 进行开榫 开槽或曲面外形加工 自进式双头锯 45度圆盘锯 2 1木材的成型加工 3 木制品的装配装配的概念 按照木制品结构装配图及有关的技术要求 将若干构件结合成部件 再将若干部件或若干部件和构件结合成木制品的过程 称为装配 结合方式 榫结合 胶结合 螺钉结合 圆钉结合 金属或硬质塑料联接件结合及混合结合等 简要介绍 3 木制品的装配 1 榫结合 主要依靠榫头四壁与榫孔相吻合 装配
6、时注意清理榫孔内的残存木渣 榫头和榫孔涂胶要薄而均匀 装榫头时用力不要过猛 以防挤裂榫眼 必要时可加木楔 达到配合紧实 榫结合的各种形式 榫结合的优点 传力明确构造简单结构外露便于检查 3 木制品的装配 2 胶结合 应用 主要用于实木板的拼接及榫头和榫孔的胶合 特点 制作简便 结构牢固 外形美观 操作要点 1 合理选择粘结剂 2 要掌握涂胶量 晾置和陈放 压紧 操作温度 粘接层厚度五大要素 3 木制品的装配 2 胶结合 目前木制品行业常用的胶黏剂种类很多 最常用的是聚醋酸乙烯酯乳胶液 俗称乳白胶 特点 1 使用方便 具有良好和安全的操作性能 不易燃 无腐蚀性 对人体无刺激作用2 常温下固化快
7、无需加热 能得到较好的干状胶合强度 固化后的胶层无色透明 不污染木材表面 3 成本高 耐水性 耐候性差 易吸湿 长时间静载荷作用下 胶层发生蠕变 所以 仅仅适用于室内木制品 3 木制品的装配 3 螺钉与圆钉结合 螺钉与圆钉的结合强度取决于木材的硬度和钉的长度 并与木材纹理有关 木材越硬 钉直径越大 长度越长 沿横纹结合 则强度越大 否则强度越小 操作时要合理确定钉的有效长度 并防止构件劈裂 3 木制品的装配 4 板材拼接常用的结合方式 木制品上较宽幅面的板材 一般采用实木板拼接而成 为减少拼接后的翘曲变形 尽可能选用材质相近的板料 结合方式 胶粘 胶粘和榫 槽 钉并用 看图 2 2制品的表面装
8、饰技术 1 木制品的表面涂饰 1 表面涂饰目的 2 装饰前的表面处理 3 底层涂饰 4 面层涂饰 装饰作用 增加天然木质的美感掩盖缺陷改变木质感保护作用 提高硬度防水防潮防霉防污保色 1 表面涂饰目的 由于木材表面不可避免地存在各种缺陷 如表面的干燥度 纹孔 毛剌 虫眼 节疤 色斑 松蜡及其分泌物松节油等 不预先进行表面处理 将会严重影响涂饰质量 因此 必须针对不同的缺陷采取不同的方法进行涂饰前的表面处理 1 干燥 木材有干缩湿胀的特点 易造成涂层起泡 开裂和回粘等现象 因此 新木材需要干燥到含水率在8 12 时才能进行涂饰 干燥方法有自然晾干和低温烘干两种 2 去毛剌 木材表面刨光或磨光后
9、总有一些没有完全脱离的木质纤维残留在表面上 影响表面着色的均匀性 因此 涂层被覆前一定要去毛剌 去毛剌方法有水胀法 虫胶法和火燎法 2 装饰前的表面处理 水胀法 先用沾水的干净抹布擦拭木器表面 木毛将会吸收水分膨胀变粗变硬 表面干燥后再用细砂纸或砂布打磨即可去掉木毛 虫胶法 用稀的虫胶清漆刷涂 虫胶 酒精 1 8 则木毛不但竖起 而且会变脆 更易用砂布打磨干净 火燎法 方法是用排笔在有木毛的地方快速刷一层酒精 立即点火烧掉 经火燎的木毛因发硬发脆而更容易砂磨 采用这种方法要特别注意安全 2 装饰前的表面处理 3 脱色 不少木材含有天然色素 有时需要保留 可起到天然装饰作用 但有时候因色调不均匀
10、 带有色斑 或木制品要涂成浅淡的颜色 或者涂成与颜色无关的任意色彩时 就需要对木制品表面进行脱色处理 脱色方法方法很多 常用漂白剂 双氧水 次氯酸钠 过氧化钠 对材料表面颜色较深部位进行局部漂白处理 4 消除木材内含杂物 大多数针叶树木材中含有松脂 松脂及其分泌物会影响涂层的附着力和颜色的均匀性 在气温较高的情况下 松脂会从木材溢出 造成涂层发粘 木材内含的单宁与着色的染料反应 使涂层颜色深浅不一 因此 在木材涂覆前的处理中 应将木材内含杂物去除 去除松脂的方法 对木材各种节疤中渗出的松脂 应用铲刀刮去 再用酒精清洗 点刷漆片 防止以后再有松脂渗出 2 装饰前的表面处理 目的 改善木制品表面的
11、平整度 提高透明涂饰及模拟木纹和色彩的显示程度 获得纹理优美 颜色均匀的木质表面 底层涂饰工序 渗水老粉 填补木材管孔 着色并显示木纹刮腻子 填平木材表面的孔 洞 并有一定的着色作用刷颜色透明胶 着色 封闭底层 防止面涂层渗入刷水色 对底层着色虫胶拼色 对底色不均匀处进行修补 3 底层涂饰 透明涂饰 用于木纹漂亮 底材平整的木制品 部分透明涂饰面漆见P123表8 3不透明涂饰 对木制品纹理的掩盖作用 部分不透明涂饰面漆见P123表8 4 4 面层涂饰 2 2制品的表面装饰技术 2 木制品表面覆贴 表面覆贴 是将面饰材料通过粘合剂粘贴在木制品表面而成一体的装饰方法 常用面饰材料 聚氯乙烯膜 人造
12、革 DAP 酞酸二烯丙树脂 装饰纸 木纹纸 薄木板等 后成型加工的边部造型 3常用木材 主要介绍 原木人造板材新颖木材 3原木 直接使用的原木 一般用途电柱 桩木 坑木及建筑用原木 有一定的长度 较高的强度 加工使用的原木 是按一定规格尺寸锯害后的木材 又称锯材 按宽度和厚度的比例关系可分为如下三种 板材 横断面宽度为厚度的3倍及3倍以上者 方材 横断面宽度不足厚度的3倍者 薄木 厚度小于1mm的薄木片 厚度有0 05 0 2mm的称为微薄木 3人造板材 利用原木 刨花 木屑及其他植物纤维为原料 加入胶粘剂和其他添加剂而制成的板材 特点 幅面大 质地均匀 表面平整光滑 变形小 美观耐用 易于加
13、工 常用种类 胶合板 刨花板 纤维板 细木工板 分别介绍 3人造板材 1 胶合板 用3层或多层 奇数层 单板加压胶合而成的板材 特点 各层纤维板的纤维方向互相垂直 可克服木材各向异性的缺陷 胶合板不易开裂和翘曲 幅面大而平整 材质均匀 横纹抗拉强度高 板面纹理美观 装饰性好 分类 三合板 五合板等 3人造板材 2 刨花板 用木质刨花或碎木屑为主要原料 加胶热压而成的人造板材 特点 幅面大 表面平整 隔热隔音性能好 纵横面强度一致 便于加工 可进行贴面等表面装饰 但不耐潮分类 三合板 五合板等 3 纤维板 以木材加工的废料或植物纤维作原料 经原料处理 成型 热压等工序而制成的板材 特点 材质构造
14、均匀 各向强度一致 不易胀缩开裂 具有隔热 吸音和较好的加式性能 分类 纤维板分类 3人造板材 4 细木工板 又称大芯 一种拼合结构的木质板材 在板芯表面胶合一层或两层单板 按板芯结构分 实心细木工板 空心细木工板 坚固耐用 板面平整 结构稳定 不易变形 是良好的结构材料 广泛用作家具材料 展板材料及建筑壁板等 3新颖木材 1 特硬木材 加拿大开发生产出一种比钢还要硬的覆盖木材 该木材是把木材纤维经特殊处理 使纤维相互交结 再把合成树脂覆盖在木材表面 然后经微波处理而成 这种新型木材不弯曲 不开裂 不缩短 可用作屋顶栋梁 门窗 车厢板等 2 有色木材日本大分县林业实验场推出一种有色木材 其是先
15、将红色和青色的盐基性染料装进软管直接注入杉树树干靠近根部的地方 4个月后可采伐解板 这时木材从上到下浑然一色 而且永不褪色 制成的家具 可不需再油漆美化 3新颖木材 3 陶瓷木材 日本制成一种陶瓷人造木材 它以经高温高压加工而成的高纯度二氧化硅和石灰为主原料 加入塑料和玻璃纤维等材料制成 该木材具有不易燃烧 不变形 不易腐烂 重量轻和易加工等特点 是一种优异的建筑材料 4 染色木材美国研究出有趣的浸染技术 在几分钏的时间内 让木材从装有锡水的槽中通过 即能使木材呈现出金黄 咖啡 乌黑等颜色 又可烫出美丽的花纹 不仅色彩自然而且防腐耐用 3新颖木材 5 防火木材 日本京都大学木材研究所研制成一种
16、不怕火木材 它是在抗火材料中添加了无机盐 并把木材先后浸入含有钡离子和磷酸离子的溶液中 使木材内部产生磷酸钡盐的无机层 后洗净晾干 该木材防朽 防白蚁 这种抗火木材制成的床 家具和墙壁 天花板等 即使房间里地毯着火 也不会被火烧着 6 模压木材我国采用模压木制品技术做木器 其最大特点就是不需上等木材 可使用农场最新采伐的橡胶木 防护林等小径木和枝权材等低质木材 加上胶合剂和化学添加剂 衬上胶塑浸渍装饰线 通过专门的模具 在高温高压下一次成型 运用这种新技术生产的各种家具 不怕风吹 日晒 雨淋 不开裂 不变形 木材在设计中的应用 主要介绍 设计中木材的选用木材的感觉特性设计实例 1设计中木材的选
17、用 为达到产品造型设计的要求 保证产品的质量 科学合理地选用木材是至关重要的 根据产品的造型设计要求和不同的部件 在木材的选用上应按木材的特性考虑如下技术条件 1 在一定的强度及韧性 刚度和硬度 重量适中 材质结构应细致 2 有美顺的自然纹理 材质感悦目 3 干缩 湿胀性和翘曲变形性小 4 易加工 切削性能好 5 胶合 着色及涂饰性能好 6 弯曲性能好 7 有抗气候和虫害性 2木材的感觉特性 视感 触感 1 视感木纹色彩 木纹 年轮 木材纹理由年轮构成 宽窄不一的年轮记载了自然环境 气候变化及树木的生长过程 木纹 木纹的形状与木材的锯切方向有关 木纹 木材构造不同 木纹形状也不同 针叶树 纹理
18、细 材质软 具有丝绸般光泽 和绢画般的静态美 以素装为宜 阔叶树 组织复杂 木纹富于变化 材质较硬 材面较粗 具有油画般的动态美 经表面涂装后效果更好 色彩 色彩是决定木材印象最重要的因素 也是设计中最生动 最活跃的因素 木材有较广泛的色相 有洁白如霜的云杉 漆黑如墨的乌木 大多数木材的色相均聚集在以橙色为中心的从红色至黄色的某一范围内 以暖色为基调 给人一种温暖的感觉 2木材的感觉特性 2 触感 冷暖感 木材除材色为暖色 从视觉上给人以温暖感以外 与其他材料相比也是温暖感较强的材料 这与木材的多孔性有关 木材的空隙虽不完全封闭 但也不自由相通 所以木材是良好的隔热保暖材料 干湿感 温度与湿度
19、是构成材料舒适与否的主要条件 对人们心理活动的影响极为明显 木材是吸温材料 吸湿后尺寸极不稳定是其缺点 但由于木材吸湿 放湿作用对环境湿度变化有着缓冲调节作用 因此木材是具有优良调湿功能的材料 2木材的感觉特性 木材使用方面设计师面临的重要课题 1 如何珍惜利用这一珍贵资源 2 如何积极发挥木材的特性 3 如何改良木材的缺点 4 如何为木材增添新的特点 5 如何改良木材的加工成型技术 6 如何提高使用者的意识 加深对这一珍贵资源的理解 3设计实例 1 红蓝椅 3设计实例 2 交叉 扶手椅 3设计实例 3 迷题扶手椅 3设计实例 4 玛丽 洛尔 桌 3设计实例 5 半靠背椅 3设计实例 6 靠背椅 本章结束
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