木材加工涉及多種專業交叉
木材具有重量輕、強重比高、彈性好、耐衝擊、紋理色調豐富美觀,加工容易等優點,自古至今都被列為重要的原材料。
木材加工由於能源消耗低,污染少,資源有再生性,在國民經濟中也占重要地位。
現在產品已從原木的初加工品如電桿、坑木、枕木和各種鋸材,發展到成材的再加工品如建築構件、家具、車輛、船舶、文體用品、包裝容器等木製品,以至木材的再造加工品即各種人造板、膠合木等,從而使木材工業形成獨立的工業體系。
木材加工是以木材為原料,主要用機械或化學方法進行的加工,其產品仍保持木材的基本特性。在森林工業中,木材加工業和林產化學加工同為森林採伐運輸的後續工業,是木材資源綜合利用的重要部門。
研究木材加工工藝技術的學科是木材工藝學,它以木材學為基礎,應用物理學、化學、生物學,以及機械工程、熱工學等領域的理論和方法,是門多種專業交叉的綜合性學科。
木材的分類
目前在設計中運用的木材主要分為人造板與天然木材。人造板在設計中常用的有大芯板、膠合板、飾面板、纖維板、刨花板、保麗板、樺麗板、防火板(塑料帖面板)、紙制飾面板等。
由於天然木材在生長過程中,都不可避免地存在和產生各種缺陷,同時木材加工也產生大量的邊角廢料,為了提高木材利用率,提高產品質量,利用木材及其它植物的碎料和纖維製作的人造板材已得到廣泛的推廣和應用。
而常用的天然木材主要有水曲柳、東北榆、柳桉木、樟木、椴木、樺木、色木、柚木、山毛櫸、櫻桃木、紫檀、柏木、紅豆杉、紅松、柞木、黃菠蘿、核桃楸、木荷、花梨木、紅木、苦楝、香椿、酸棗等。
木材切削
木材的加工技術主要包括木材切削、木材幹燥、木材膠合木材表面裝飾等基本加工技術,以及木材保護、木材改性等功能處理技術。這裡主要向大家介紹幾種木材的基本加工工藝。
木材切削可分3種形式:①工件被切去一層相對變形較大的切屑,剩下的是半制品或製品,如刨削、車削等;
②切屑本身即為製品,如單板旋切、刨切等;③切屑和剩下的工件均為製品,如削片制材中所用的銑削。
木材幹燥
在設計中除直接使用原木外,木材都加工成板方材或其他製品使用。
為減小木材使用中發生變形和開裂,通常板方材須經自然乾燥或人工乾燥。自然乾燥是將木材堆垛進行氣干。人工乾燥主要用乾燥窯法,亦可用簡易的烘、烤方法。
乾燥窯是一種裝有循環空氣設備的乾燥室,能調節和控制空氣的溫度和濕度。經乾燥窯乾燥的木材質量好,含水率可達10%以下。
使用中易於腐朽的木材應事先進行防腐處理。用膠合的方法能將板材膠合成為大構件,用於木結構、木樁等。木材還可加工成膠合板、碎木板、纖維板等。
木材易受空氣濕度影響而濕脹干縮,從而會使木材製品潮濕,不久就會腐蝕而被破壞,所以就有了木材幹燥技術的誕生。木材幹燥是通過加熱並利用木材內、外水蒸氣的壓力差,使木材含水率降到適用值的過程。
木材工業中不可缺少的生產環節。木材幹燥的作用在於:減輕重量,節約調運的勞力和費用;防蛀防腐,延長使用年限;防止變形翹曲,增大彈性,有利於提高木製品質量。
在保證乾燥質量的前提下提高幹燥速度是乾燥的基本原則。乾燥的質量要求:已干木材的終含水率及乾燥均勻度能滿足加工工藝的要求。保持木材的完整性,不發生為工藝規範所不容許的缺陷,不改變木製品應有的性質。
木材膠合
木材膠合就是將木材與木材或其他材料的表面膠接成為一體的技術。它是木製品部件榫接和釘接方法的發展。
人造板的誕生,就是以膠合技術為基礎。膠合,還可使短材接長,薄材増厚,窄材加寬,劣材變優,提高木材的利用效果和利用水平,因而在木材加工中有重要作用。按膠合製品的用途和選用膠粘劑的性能,分結構性膠合和非結構性膠合兩類。
為使膠合製品用作建築結構材料而用膠合強度高、耐老化性能好的膠合劑進行的木材膠合,稱結構膠合,此外是非結構膠合。木材之間的膠合主要是特性膠合(又稱比膠合)和機械膠合。
此外也存在化學膠合,但其作用影響較小,在考慮膠合強度時常被略去。木材膠合主要經歷被膠木材的準備、塗(施)膠、組胚、晾置、閉合、加熱和後處理等工序。
木材膠合的發展基礎是膠粘劑的開發、新工藝的發明、新設備的製造和木材科學的發展。很多學者正在研究改進的膠粘劑有木素膠單寧膠、異氰酸酯膠等;糖類非甲醛系膠粘劑遲早也將被應用於工業生產。
新工藝的創造主要表現在無膠膠合技術的發展。這些都將使未來的木材膠合技術提到一個新的水平。
木材表面加工處理
對木材及其製品按最終使用要求和視覺要求進行的表面加工處理過程。木製品大都在製成最終產品後進行,人造板則在使用之前或在製成木製品後進行。
中國古代早已使用生漆、桐油塗飾木製品。明代家具除塗飾外,還有了雕刻、鑲嵌等裝飾技術。20世紀40年代後,酚醛樹脂塗料開始在一些國家被採用,以後合成樹脂塗料逐漸占主要地位。
60年代陸續出現的新穎、貼面裝飾材料,又為木材表面裝飾工藝的進一步發展提供了條件。