01第六章木材及其加工技术讲稿(一).

第六章木材及其加工技术第一节常用木材及其性能第二节木材制品的成型技术第三节木材制品的表面装饰工艺第四节木制品设计中应注意的问题第一节常用木材及其性能一、木材的特性二、木材的分类三、木材的构造四、木材的缺陷五、常用木材及其选用一、木材的特性木材是一种优良的造型材料，取材方便、分布广，它的特性如下：1.质轻而坚韧，富有弹性由疏松多孔的纤维素和木质素构成；密度在0.3~0.8之间，小于金属、玻璃等；在纵向（生长方向）的强度大，抗压、抗弯强度差2.色泽悦目，纹理美观具有天然悦目的色泽和花纹纹理；杉木的心材呈深红褐色，红松的心材呈淡玫瑰色...。一、木材的特性3.具有平衡和调节空气湿气的功能由管状细胞组成；当空气中的蒸汽压力大于木材表面水分的蒸汽压时，木材向内吸收水分，反之其水分向外蒸发；纤维结构和细胞内留有空气，受温度变化不明显，热膨胀系数低，受热时不软化。4.具有可塑性蒸煮后可切片，热压下可弯曲成型。5.易于加工成型和涂饰易锯、易刨、易切、易组合加工；木材的管状细胞易吸湿受潮，对涂料的附着力强6.具有良好的绝缘性能热导率、电导率小，随含水率增大，绝缘性降低7.易变形、易燃干缩湿胀，形状和强度发生变化；着火点低。8.各向异性二、木材的分类按树木成长状况分类外长树：树干成长向外发展，由细变粗，生长季节不同形成年轮。内长树：内部木质充实，热带的木质。按材质分类软木材和硬木材；软硬程度可分六级。19.62MPa为最软；耐压在19.72—34.34MPa的为软材；34.43—49.05MPa的为略软；49.15—63.77MPa的为略硬；63.86—98.10MPa为硬材；98.10MPa为最硬。树木伐倒后，在树墩上可以看到有许多同心圆环，植物学上称为年轮。年轮是树木在生长过程中受季节影响形成的，一年产生一轮。每年春季，气候温和，雨量充沛，树木生长很快，形成的细胞体积大，数量多，细胞壁较薄，材质疏松，颜色较浅，称为早材或春材；而在秋季，气温渐凉，雨量稀少，树木生长缓慢，形成的细胞体积小，数量少，细胞壁较厚，材质紧密，颜色较深，称为晚材或秋材。同一年的春材和秋材合称为年轮。第一年的秋材和第二年的春材之间，界限分明，成为年轮线，表明材木每年生长交替的转折点。因此从主干基部年轮的数目，就可以了解这棵树的年龄。按树叶外观形状分类针叶树、阔叶树针叶树（软材）：树干高大，且直。纹理平顺，材质均匀，易加工。常见树种：红松、马尾松、杉木、红豆杉、白松(云杉、鱼鳞松)、银杏、臭冷杉、铁杉、云南松等。主要产地在东北、长江流域及云南、贵州、四川等。主要应用：针叶材横向强度高，弹性好、不易变形，主要做结构材料。红松，叶5针1束樟子松，叶2针1束阔叶树（硬材）：树干部分一般较短，多分枝。纹理多变化，材质较硬，较难加工。阔叶树：东北榆、水曲柳、柞树、橡树、白桦、紫锻、麻栎、楠木、榉木，樟木等。主要产地在东北、内蒙、华南等。主要应用：阔叶材致密，硬度高，花纹好看，但易变形，主要做需要耐磨或要求有美观花纹的小物件或做装饰面板。三、木材的构造树干由树皮、木质部和髓心三部分组成。树皮：是外层组织，贮藏养分输送养分的渠道。是鉴别树种的重要特征。木质部：分边材和心材。边材输送水分，含水多，强度低，易腐烂。心材含水少，强度高，不易腐烂。心材价值高，颜色深。髓心：树干中心，质软，强度低，易腐朽，易干裂。木材的切面从不同方向锯切木材，表面构造和物理性能不同。有三种切面：横切面、径切面、弦切面。横切面垂直生长方向。硬度大，耐磨损，但易折断，难刨削径切面沿生长方向。通过髓心，与年轮垂直。径切面板材收缩小，不易翘曲，木材挺直，牢度较好弦切面沿树干生长方向，不经过髓心，形成山峰状或V字形美丽纹理，但易翘曲变形四、木材的缺陷1.节子：树干上活枝条或死枝条被长粗树干包围起来形成的生理现象。分活节、死节、漏节，节子不均，影响美观，坚硬，不光洁，强度下降。2.变色：一种是化学变色即阳光氧气的化学作用。生在表面经刨切后又能够恢复原材色。另一种变色即木材受真菌的侵蚀未破坏细胞壁，如青变、红斑、杂斑。3.腐朽：受真菌破坏了细胞壁，不仅变色，且结构松软，强度硬度降低。4.虫害：孔道称“虫眼”。表皮虫沟，小虫眼和大虫眼。5.裂纹：受外力、温度、湿度变化木材纤维之间发生分离的现象。径裂、轮裂、干裂、端裂、心裂、表裂。6.夹皮：受伤后继续生长形成的，未完全愈合形成外夹皮。全被木质部包围的称为夹皮。7.弯曲：轴线不在一条直线上。影响出材率，降低利用率。8.斜纹与钝棱斜纹：木材纤维排列不正常。钝棱：成材边缘欠缺部分。五、常用木材及其选用1.原木伐倒的树干经过去枝去皮后按规格锯成的一定长度的木材。分为直接使用的原木和加工使用的原木两种。直接使用的原木一般用作桩木、坑木以及建筑工程所用的原木，通常要求具有一定的长度，较高的强度；加工使用的原木是作为原材料加工用的，是将原木按一定规格尺寸锯切后的木材，又称为锯材，锯材按其宽度和厚度的比例关系又可分为板材、方材和薄木等。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。厚度在0.05至0.2mm的称为微薄木。(1)按板材厚度分：薄板(厚度18mm)；中板(厚度19--35mm)；厚板(66mm)。(2)按方材宽厚乘积的大小分为：小方(54平方厘米)；中方(55--100)；大方(226)。(3)按板方材规格标准长度:针叶树1--8m；阔叶树1--6m。2.人造板材利用原木、刨花、木屑、废材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。人造板材幅面大，质地均匀，表面平整光滑，变形小，美观耐用，易于加工。人造板材种类很多，常见的有胶合板、刨花板、纤维板、细木工板及各种轻质板等，广泛用于家具、建筑、车船等方面。（1）胶合板用三层或奇数多层刨制或旋切的单板，涂胶后经热压而成的人造板材，各单板之间的纤维方向相互垂直（或成一定角度）、对称，克服了木材的各向异性缺陷。优点：幅面大而平整美观，不易干裂、纵裂或翘曲；具有一定的隔火性、防蛀性和良好的隔音性。用于家具、船舶、车辆、乐器、包装......。胶合板（2）刨花板利用木材加工废料加工成一定规格的碎木、刨花后，在使用胶合剂经热压而成的板材。优点：幅面大，表面平整，隔热、隔音性能好，纵横面强度一致，加工方便，表面还可以进行多种贴面和装饰缺点：重量较大，握钉力较差分低密度，中密度，高密度几类。（3）纤维板利用木材加工废料或植物纤维作原料，经过破碎、浸泡、制浆、成型、干燥和热压等工序制成的一种人造板材优点：纤维板结构均匀、细微、各向强度一致，耐磨、不易胀缩、开裂和翘曲。隔音，隔热，保温。用于装修家具。分为硬质纤维板，中硬质纤维板，软质纤维板。（4）细木工板用短小木条拼接，两面再胶合两层表板。优点：坚固耐用、板面平整、结构稳定，不易变形等。（5）空心板由空心的木框或带某种少量填充物的木框构成，两面再胶压上胶合板或纤维板。3.新颖木材近年来，国内外研制出许多新颖奇特的木材。（1）有色木材日本研制出一种有色木材。先将红色和青色的盐基染料装进软管直接注入杉木树干靠近根墓的地方，4个月后即可采伐使用。这神木材从上到下浑然一色，而且永不褪色，加工成家具后，表面不需要再涂饰美化。（2）特硬木材加拿大最近推出比钢铁还要硬的覆盖木材。这种木材是把木材纤维经特殊处理，使纤维互相交结，再把合成树脂覆盖在木材表面，经微波处理而成。这神新型木材不弯曲、不开裂、不缩胀，可用作屋顶栋梁、门、窗、车厢板等。（3）陶瓷木材日本制成一种陶瓷人造木材。以经高温高压加工而成的高纯度二氧化硅和石灰石为主要原料，加入塑料和玻璃纤维等制成的。这神木材具有不易燃烧、不变形、不易腐烂、重量轻和容易加工等优点，是一种优异的建筑材料。（4）铁化木材原苏联利用铁化工艺法，将质地松软的木材在真空中用油处理，然后再像烧砖一样焙烧，木材就变得如金属般硬，同时具有防火抗腐的功能。此技术为充分利用松软木材创造了条件。（5）防火木材保加利亚研制成一神奇特的溶液，木材被它浸过后，就不会燃烧了。经过溶液处理的木材，主要用来制造船舶上许多不能用钢铁制作的零部件，为船舶安全带来了可靠保障。（6）染色木材美国研究出有趣的浸染技术，在几分钟的时间里，让木材从装有锡水的槽中通过，既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。（7）模压木材我国采用模压木制品技术制作木器，其最大特点是不需要上等木材，可使用农场最新采伐的橡胶木、防护林等小径木和枝杈材等低质木材，加上胶合剂和化学添加剂，通过专门的模具，在高温高压下加热成型。运用这种最新技术生产的各种家具，不怕风吹、日晒、雨淋、不开裂、不变形。（8）浇铸木材日本研制出一种液体化学木材。它是由木屑、环氧树脂、聚氨脂浇铸成型的。可根据需要固定成型，不需要做精细加工，具有天然木材一样的木纹和光泽，而且成本比天然木材低。（9）工艺品用人造木材以往版画和雕刻用基材，都是使用特定的优质木材。不仅来源有限，而且由于木材存在着难以克服的缺点，如材质有方向性，纵向和横向的硬度明显不同，且会因湿度变化而引起翘曲和裂纹，因而影响作品的质量。工艺品用人造木材不存在上述缺点，它是将低密度聚乙烯或高密度聚乙烯、填充剂碳酸钙或高岭士以及硬度调整剂滑石粉，按比例混合均匀，然后加入发泡剂、发泡助剂、交联剂及颜料等，搅拌均匀，混炼后注入成型机的金属模中，加压加热后，即得到具有微细气泡的工艺品用人造木材。这种材料可以代替木材用作版画板、室内外装饰和建筑物装饰材料，也可用于雕刻等。（10）脱色木材木材种类繁多，木质颜色相差甚大，即使用同一种木材也常有墨水线及斑纹，不利于制作高技术的全浅色或原色木制品。将过氧化氢、氨水和水配成木材脱色剂，用毛刷涂在斑纹或墨水线的木质上，可消除斑纹或墨水线，制成脱色木材。