竹集成材家具的造型與生產(chǎn)工藝

1、竹集成材家具的造型和生產(chǎn)工藝 （ 康典竹家具 ）自古以來人類就喜歡用木材和竹材來裝點(diǎn)室內(nèi)環(huán)境和制作室內(nèi)家具。因此， 實(shí)木家具和圓竹家具歷史悠久， 源遠(yuǎn)流長(zhǎng)， 直至現(xiàn)代仍為人們所喜愛。 竹集成材 家具是近幾年開發(fā)出來的新生竹家具， 因其材料具有大自然賦予的獨(dú)特美感以及 優(yōu)越的材料特性， 并具有生態(tài)性和環(huán)保性而為國(guó)內(nèi)外， 特別為環(huán)保意識(shí)較強(qiáng)的歐 美發(fā)達(dá)國(guó)家所青睞。筆者從家具基材、典型結(jié)構(gòu)、基材天然的造型要素、特殊件 加工及使用場(chǎng)所等幾個(gè)方面，對(duì)竹集成材家具的特點(diǎn)作分析研究。1 竹集成材家具基材制備 竹材紋理通直，韌性大，劈裂性好，易于劈篾編織，通過簡(jiǎn)單的剖、沖、刨、 磨等加工可制成各種生活用品，

2、具有木材無可比擬的優(yōu)點(diǎn)。 同時(shí)竹子具有繁殖容 易，生長(zhǎng)快，成材早，產(chǎn)量高具有一次造林成功，可年年擇伐，永續(xù)利用而不破 壞生態(tài)環(huán)境的特點(diǎn)。 由于竹材結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成都和木材有很大差異， 其強(qiáng)度和密 度都高于一般木材， 竹材產(chǎn)品的強(qiáng)度大于一般木材產(chǎn)品， 因此可用較小厚度的竹 材產(chǎn)品替代較大厚度的木材產(chǎn)品， 以取得經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)。 竹材紋理通直， 質(zhì)感爽 滑，色澤簡(jiǎn)潔，易于漂白、染色和炭化等處理，完全可以和一些闊葉材相媲美， 是生產(chǎn)集成材的優(yōu)質(zhì)材料。竹集成材是一種新型的竹質(zhì)人造板； 它是通過以竹材為原料加工成一定規(guī)格 的矩形竹片，經(jīng)三防 （防腐、防蟲、防蛀 ） 、干燥、涂膠等工藝處理進(jìn)行組坯膠合 而成的

3、竹質(zhì)板方材。 根據(jù)家具用材的要求特點(diǎn)， 可設(shè)計(jì)成以下結(jié)構(gòu)： 竹質(zhì)立芯板 材結(jié)構(gòu)，竹單板 （或竹薄木 ）結(jié)構(gòu)，竹集成材橫拼板，竹集成材豎拼板，上層橫拼 單板、下層為豎拼單板的雙層復(fù)合型板， 上下表層為豎拼單板、 芯層為橫拼單板 的三層復(fù)合型板。竹集成材家具就是用這種竹集成材加工而成的一類新型家具。 竹集成材最小單元為竹片， 因此它繼承了竹材的物理化學(xué)特性； 同時(shí)又有自身的 特點(diǎn)。竹集成材具有竹材收縮率低的特性， 在一定程度上改善了竹材本身的各向 異性；并具有強(qiáng)度大、尺寸穩(wěn)定、幅面大、變形小、剛性好、耐磨損，并可進(jìn)行 鋸截、刨削、鏤銑、開榫、鉆孔、砂光、裝配、各種覆面和涂飾裝飾等加工方式， 還可以

4、調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和尺寸， 并滿足對(duì)強(qiáng)度和剛度等方面的要求， 來滿足不同的 使用要求。竹集成材表面有天然的致密通直的紋理、竹節(jié)錯(cuò)落有致、板的邊緣可只需銑 削加工，顯示板邊緣的竹材的天然質(zhì)感， 因此，家具用竹集成材是良好的結(jié)構(gòu)材， 并具有天然的美學(xué)要素。此外，其結(jié)構(gòu)的不同，裝飾效果也不同，因此這種板的 結(jié)構(gòu)對(duì)家具的造型有一定的影響，這方面同家具用的木質(zhì)人造板有較大的不同， 因?yàn)榧揖哂玫哪举|(zhì)人造板不僅要飾面處理， 更需要包邊裝飾。 竹集成材生產(chǎn)主要 采用低游離甲醛含量的UF樹脂膠或用無毒特種膠；相對(duì)傳統(tǒng)木質(zhì)人造板生產(chǎn)用 膠而言，竹集成材生產(chǎn)用膠更注意環(huán)保性。竹集成材相對(duì)一般實(shí)木的力學(xué)強(qiáng)度較 大，且干縮系

5、數(shù)較小，表1為竹集成材與橡木和紅松的力學(xué)強(qiáng)度的比較。表 1 竹集成材與橡木和紅松的力學(xué)強(qiáng)度的比較力學(xué)性能干縮系數(shù)(%)抗拉強(qiáng)度(MPa)抗吟強(qiáng)度(MPa)抗壓強(qiáng)度(MPa)竹集成材0.255184.27108.5265,39橡木0.392)53.55L10*Q362.23紅松0.45998 432.8典型板材竹質(zhì)立芯板材的制作工藝流程：選竹一鋸截一開條一粗刨一蒸煮、 三防或炭化T干燥T精刨T選片T涂膠、陳化T表層膠拼T芯層膠拼T芯層刨光 T整板膠合一鋸邊或開料一砂光一檢驗(yàn)分等、修補(bǔ)包裝(1)選竹：竹片制造時(shí)基本采用竹地板的生產(chǎn)工藝的工序。 選用離地250ram5m 處毛竹桿，且要求粗、直，壁厚

6、 79mm竹齡46a。竹齡過小，4a時(shí)，其細(xì) 胞內(nèi)含物的積累尚少，纖維問的微孔徑較大，纖維強(qiáng)度尚未完全形成，在干燥后 易引起變形，制成品干縮濕脹系數(shù)大，幾何變形也大，故不宜選用；竹齡過大，7a 時(shí)，在干燥后，硬度過大(含硅量增加)，強(qiáng)度開始降低，對(duì)刀具損傷也大，故也 不宜大量選用。 鋸截：根據(jù)產(chǎn)品的長(zhǎng)度再加910cm的加工余量截?cái)嘀褡拥玫街穸巍?3) 開條：將上道工序所得的竹段鋸解成竹片。由于利用剖竹機(jī)來鋸解竹段所得的竹片直度不夠，而給下面的工序帶來一定的困難，并會(huì)降低材料的利用率。 因此為了獲取直度滿足要求的竹片，宜采用工作臺(tái)可移動(dòng)的開片鋸來加工生產(chǎn)。(4) 粗刨：修平竹片的內(nèi)外節(jié)，并刨去一

7、層竹青和竹黃，這樣水分容易進(jìn)出 竹材壁部，減少精刨機(jī)負(fù)荷以及干燥裝窯體積?？s短干燥時(shí)間。(5) 蒸煮：蒸煮目的是把竹材內(nèi)的蛋白質(zhì)，糖類，淀粉類，脂肪以及蠟質(zhì)等 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)除掉。完全蒸汽蒸煮時(shí)間為 68h，分常壓和加壓兩種，其中加壓蒸煮 的壓力為0. 60. 8MPa蒸煮的同時(shí)可增加竹片的白度和亮度。此外，蒸煮時(shí) 可加入防蟲劑、防腐劑和防霉劑進(jìn)行三防處理。(6) 炭化：炭化也是為了把竹材內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)除掉。它是將竹片在高溫，高濕下變成深棕色；炭化的溫度為 100105C，壓力為0. 30. 4MPa時(shí)間為3 4h。(7) 干燥：蒸煮處理后的竹片，含水率超過 80%，達(dá)到飽和狀態(tài)，需要進(jìn)行 干燥處理。竹

8、材的密度較大，為 0. 8g/ cm3左右，且密度分布不均，竹壁外側(cè) 密度較內(nèi)側(cè)大。竹節(jié)部分密度局部增大，竹桿的莖部向梢部密度逐漸減小，因此， 竹材的干燥比較困難，易產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力，造成翹曲變形。因而，竹片干燥溫度不 宜過高，一般控制在 75 E左右，升溫不能太快，要注意窯內(nèi)干燥溫度及空氣循 環(huán)速度。干燥后含水率為 7%9%,竹片達(dá)到干燥工藝標(biāo)準(zhǔn)要求，制成品才不 易變形、開裂或脫膠。(8) 精刨：竹片干燥后要進(jìn)行精刨以除去竹片的竹青和竹黃，厚度精度保持 在土 0. 2mn之內(nèi)，刨刀片選用硬質(zhì)合金刀具。(9) 選片：選片要求達(dá)到兩個(gè)目的，一是剔除機(jī)械加工中不合格的竹片，另 一是將色澤差異大的竹片分

9、級(jí)，變色的要增加調(diào)色工序，以淡化竹片的色澤。同 一塊板材應(yīng)選用色澤一致的竹片。(10) 涂膠：采用脲醛樹脂膠粘劑，其固含量60%65%,粘度3550PaS, 施膠量控制在200g/m左右。也可對(duì)脲膠進(jìn)行改性或使用其他膠種， 以增加或提 高某些性能。竹片在涂膠后應(yīng)陳化，其時(shí)間應(yīng)比木質(zhì)材料的陳化時(shí)間長(zhǎng)一些 ( 一 般為 l5 20rain) ，這是因?yàn)橹癫牡南蚁蚧驈较蛭俾瘦^低。(11) 表層膠拼：表層材料為竹片橫拼板時(shí)，竹片徑面為膠合面，通過橫向膠 拼成一定規(guī)格尺寸的表層材料。(12) 芯層膠拼：把色澤較一致并經(jīng)涂膠陳化后的竹片按青對(duì)青、黃對(duì)黃排列 的弦面作為膠合面， 然后按所需要寬度排列，

10、并通過拼板壓機(jī)膠拼成一定規(guī)格尺 寸的芯層材料。膠壓設(shè)備采用蒸汽或高頻加熱的雙向單層壓機(jī)。(13) 芯層刨光：膠拼后的芯層材料 (芯板)需進(jìn)行刨光處理，使芯層厚度均勻 一致，要求芯層厚度公差為± 02mm。(14) 整板膠合：由于竹材的導(dǎo)熱系數(shù)比木質(zhì)材料略小，因此其熱壓時(shí)間應(yīng)略 長(zhǎng)于木質(zhì)材料；熱壓溫度與木質(zhì)膠合板相同，熱壓壓力可視竹片的平整度而異， 且與壓機(jī)的操作順序有關(guān)，一般比木質(zhì)材料稍大。采用熱壓，溫度為100110 C, 多層膠合時(shí)，正壓壓力為1. 51. 8MPa豎拼時(shí)的側(cè)壓壓力為I1. 5MPa時(shí) 間為1012mi n；熱壓后的板坯在冷卻過程中易產(chǎn)生變形，需放入冷壓機(jī)中，使

11、之在受約束的情況下冷卻定型，以保證板材的平整。(15) 鋸邊或開料： 冷壓后的板坯經(jīng)開料鋸進(jìn)行縱橫向鋸邊或開料成要求的規(guī) 模尺寸。(16) 砂光：用寬帶砂光機(jī)，對(duì)一定規(guī)格尺寸(長(zhǎng)x寬)板材表面進(jìn)行磨削加工， 以保證板材表面光潔，厚度均勻。(17) 檢驗(yàn)分等、修補(bǔ)與包裝：砂光后的板材應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)、分等和修補(bǔ)，然后 再按等級(jí)包裝入庫。 其他竹集成材板方材的制作工藝基本上與竹質(zhì)立芯板的制作 工藝相同。2 竹集成材家具典型結(jié)構(gòu) 根據(jù)竹集成材家具基材的特點(diǎn)，可開發(fā)成三種類型的竹家具：一是以榫接合 為主的傳統(tǒng)家具， 造型和結(jié)構(gòu)上類似于傳統(tǒng)的硬木家具， 這類竹家具結(jié)構(gòu)基本上 可采用實(shí)木家具的結(jié)構(gòu)， 但在營(yíng)造框

12、式家具造型效果時(shí)， 直接通過板面銑型實(shí)現(xiàn)， 可節(jié)約材料和減少工序， 降低成奉。 原實(shí)木家具的框架結(jié)拘是鑲嵌式的， 而對(duì)于 竹集成材家具可通過銑削來實(shí)現(xiàn)這種框式造型 (如圖 1)；二是現(xiàn)代板式竹集成材 家具，可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)型部件化的加工。竹材強(qiáng)度較大，為此.竹集成材板式家具在 整體造型上可更為輕巧， 簡(jiǎn)潔，明快在結(jié)構(gòu)上， 基本可采用木質(zhì)人造板連接方式， 但連接件強(qiáng)度要求更高， 并宜使用牙距大、 牙板寬而利于專用螺釘或硬木自攻螺 釘(圖 2)三是造型優(yōu)美的竹集成材彎曲家具，主要發(fā)揮竹材較好的縱向柔韌性。與竹集成材家具相比，傳統(tǒng)的圓竹家具，機(jī)械化程度低導(dǎo)致其生產(chǎn)效率下降， 傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工藝，無法實(shí)現(xiàn)系列

13、化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化的大批量生產(chǎn)；而竹集成 材家具，打破傳統(tǒng)工藝，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)以及家具的模數(shù)化組合、 延展、可移動(dòng); 整體設(shè)計(jì)上崇尚家具天然，樸素，環(huán)保的特性。竹集成材家具的結(jié)構(gòu)可采用的接合方式為膠接合、榫接合、結(jié)構(gòu)連接件接臺(tái)、 竹銷（條）竹釘接臺(tái)以及“ 32nnn系統(tǒng)”設(shè)計(jì)膠接合主要用于竹集成材家具基材自 身結(jié)構(gòu)膠合。竹材強(qiáng)度及韌性較好，可做竹釘或作為輔助加固的連接（圖3）浮s n銷和忖釘方糠麼洼託分；3竹集成材家具基材本身具有造型特征通過對(duì)竹片表面外形特征的分析，竹片通常具有竹節(jié)、端面、弦面和徑面。 通常情況下。單根竹片的大小相對(duì)與其所在的家具板面是比較小的， 在造型設(shè)計(jì) 上往往可將其視為

14、造型形態(tài)要素中的線由此，竹節(jié)、竹片端面、竹片弦面和竹 片徑面就可分別被視為節(jié)點(diǎn)端點(diǎn)、弦面線和徑面線。我們可以提煉出竹片在竹集 成材家具造型上具有的最基本的構(gòu)成要素： 點(diǎn)和線。根據(jù)實(shí)際需要并經(jīng)不同的生 產(chǎn)工藝處理，竹片可保持天然的本色，也可經(jīng)炭化處理成（深 ）棕色，還可染成 各種各樣的顏色，目前這種處理比較少由此，竹片還具有造型中的色彩要素，且 當(dāng)前主要顏色為本色和棕色；在造型設(shè)計(jì)中，可利用這不同顏色的竹片構(gòu)成美麗 的圖案這些固有的造型要素具有很強(qiáng)的裝飾效果，并賦予竹家具造型以新概念。竹集成材家具的整體造型上顯得更為輕Ij，更能體現(xiàn)竹材的剛性以及力的美 學(xué)另外，竹材縱向具有較好的柔韌性，充分利用

15、這一特性，可以制作出造型更為豐富，更為優(yōu)美的竹集成材彎曲家具，從而進(jìn)一步滿足不同生活的需要竹集成材 家具可不用封邊處理竹集成材根據(jù)組坯層數(shù)分為單層、雙層和多層?？梢酝ㄟ^銑削加工板的邊緣，體現(xiàn)竹材的天然的質(zhì)感，而且銑邊是一個(gè)很快的一次性操作工 序，比用貼面封邊要便宜得多（圖412）:ft片弦面構(gòu)城弦JEfiLfT節(jié)在槪面上構(gòu)成富有興憩的制薦噴清鍥雅紋的大然鵬理和色愚竹片嫌阿購也的線弦面駛令） 越熬帳丁宀竹片端舟構(gòu)戍附娛f軽面膠合）圖4圖§節(jié)點(diǎn)在竹套慮射家鼻農(nóng)面套諱甦果°忖風(fēng);権大;圖6用竹集成材刨切單板貼面的家具（竹端面單板.竹弦面單板和竹徑面單板圖7竹片端面有序排列構(gòu)成線再

16、由線構(gòu)成曲面的立體造型（永國(guó)）» «利用炭化竹片和本色竹片不同融色構(gòu)成裝飾拔.方.Ehl板直美麗的圖案（大莊、廣寧）圖9通過雕刻、鏤銃的仿明清圈椅竹集成材家具（湖州華春）圖10經(jīng)過涂飾改變竹材的顏色而具有現(xiàn)代造型的座椅圖11以較小的尺寸滿足較大的載荷強(qiáng)度造型輕巧、簡(jiǎn)潔:板邊銳削加工不封邊，體現(xiàn)竹材的天然的質(zhì)感（森瑞;永國(guó)）0BU 造型憂線型流暢的搖椅江蘇宜興4竹集成材家具彎曲構(gòu)件加工方法（圖13）選片鋸截開條粗刨蒸煮、 軟化、三防捆扎放入模具彎曲干燥定 型竹片條潦礁拼寬菠臺(tái)單屠竹片條板竹片條板刨削定厚砂光竹片條 板涂腔組坯層積腔臺(tái)彎曲竹材集成材構(gòu)件5主要使用場(chǎng)所竹集成材家具

17、屬中高檔家具，使用場(chǎng)所廣泛；按社會(huì)生活中的一些典型社會(huì) 活動(dòng)類型和典型工作、生活環(huán)境的不同，可分為民用家具、辦公家具（如文員桌、 文件柜、大班臺(tái)、大班椅等）、特種家具（如公共建筑家具、商業(yè)家具、賓館家具、 學(xué)校用家具等）以及戶外家具（如公園、游泳池及花園用家具等）目前，可根據(jù)這 些地方的不同特點(diǎn)結(jié)合竹材的材性和造型上的憂勢(shì)，如結(jié)構(gòu)輕巧，縱向易彎曲， 具有剛性線形和天然的古樸紋理與質(zhì)感，容易營(yíng)造回歸自然、返樸歸真的環(huán)境等 進(jìn)行設(shè)計(jì)已基本上可生產(chǎn)出具有地方特色或滿足特殊氛圍要求的竹集成材家 具。6小結(jié)（1）古今中外，人們都是利用自然界最容易獲得且最容易加工的材料來制作家具，首先被廣泛采用的樹料是木

18、材，被用于做實(shí)術(shù)家具其次是竹材梭用來 做圓竹家具。隨著我國(guó)對(duì)竹材的工業(yè)化利用的技術(shù)的發(fā)展， 開發(fā)出來的竹集成材 現(xiàn)已被用來制作竹集成材家具，從而為整個(gè)家具業(yè)的發(fā)展注入了新鮮的血液， 同 時(shí)也拓寬了竹家具的內(nèi)涵并給予了竹家具現(xiàn)代文明的氣息。竹集成材家具.因其具有生態(tài)性和環(huán)保性集聚了竹材的天然特性、實(shí)木家具及板式家具的加工特點(diǎn)， 打破了傳統(tǒng)圓竹家具結(jié)構(gòu)和加工工藝，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)以及家具的模數(shù)化組合、 延展、可移動(dòng)整體設(shè)計(jì)上崇尚家具天然，樸素，環(huán)保的特性為國(guó)內(nèi)外消費(fèi)者所 青睬。（2）竹材強(qiáng)度和密度都高于一般木材可用較小厚度的竹材產(chǎn)品替代較大厚 度的木材產(chǎn)品，以取得經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)。竹材紋理通直，質(zhì)感爽滑，色澤簡(jiǎn)潔，易 于漂白、染色和炭化等處理，完全可以和一些闊葉材相媲美。竹集成材幅面大、 尺寸穩(wěn)定；強(qiáng)度大、剛性好、耐磨損；具有一定的防蟲、防腐性能；在一定程度 上改善了竹材本身的各向異性； 可以進(jìn)行各種覆面和涂飾裝飾， 以滿足不同的使 用要求。(3) 竹集成材家具可開發(fā)成三種類型的竹家具：一