櫻桃木樹根重組裝飾材紋理模壓試驗(yàn)研究

顏宏偉，朱明月

（審協(xié)江蘇中心，江蘇 蘇州 215000）

櫻桃木樹根重組裝飾材紋理模壓試驗(yàn)研究

Experimental study of cherry tree root recombinant decorative wood texture molding

顏宏偉，朱明月1

（審協(xié)江蘇中心，江蘇 蘇州 215000）

本文對(duì)自行設(shè)計(jì)和制造的櫻桃木樹根紋理模具進(jìn)行木方的模壓和單板刨切試驗(yàn)，結(jié)果表明：試制的櫻桃木樹根單板紋理與紋理源圖一致，從而驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的重組裝飾材模具是正確的，能夠滿足生產(chǎn)的需要。

重組裝飾材；壓力；模壓；紋理

重組裝飾材產(chǎn)品最終的紋理效果要受到壓制過程中的壓力、單板本身的性質(zhì)等多方面的因素。因此，為了驗(yàn)證模具在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中的可行性，本文采用自行設(shè)計(jì)制造的櫻桃木樹根紋理模具對(duì)楊木單板進(jìn)行模壓試驗(yàn)，觀察模壓后的紋理，檢驗(yàn)真實(shí)的紋理形狀與軟件模擬所得的紋理曲線是否一致。

1 不同曲率曲面模具的壓力傳遞試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)材料

楊木，旋切成厚為0.8 mm的單板，并加工成90×90 mm的尺寸，含水率8%左右。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

HHB—700B型液壓泵、實(shí)驗(yàn)裝置、模具（Φ70mm）。

1.3 試驗(yàn)方案

模具曲面的最小曲率半徑為8.284 mm，曲面上凹凸幅度最大且曲率最大處的曲率半徑是27 mm，以最大幅度處的最小曲率半徑為中間值，加工半徑分別為10、15、20、25、30、35、40、45、50的球面模具，深度d=8 mm，連接圓弧半徑r=5 mm。

利用加工的模具，分別壓制張數(shù)為5、10、15、20、25、30的單板，觀察其變形情況。

1.4 試驗(yàn)結(jié)果及分析

（1）壓力值。將液壓缸的壓力轉(zhuǎn)化為施加在模具上的壓力值。

由表1可以看出，當(dāng)用不同的模具壓制相同層數(shù)的單板時(shí)，隨著模具曲率半徑的增加，所需壓力值也逐漸增大。在模壓的過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)單板較厚時(shí)，將單板壓制與模具吻合所需壓力不大，大部分壓力用于將凸起的部分壓緊。總體上來說，壓制相同張數(shù)的單板，隨著模具曲率半徑的增大，所需壓力呈增大趨勢(shì)；相同的模具，隨著壓制單板層數(shù)的增加，所需壓力也呈增大趨勢(shì)。

表1 模具曲率半徑、單板層數(shù)與所需壓力P2（MPa）的關(guān)系

（2）模具下方的單板有些完好無損。模壓過程中，發(fā)現(xiàn)中間及靠近凹模一側(cè)的單板完好無損，原因在于單板在彎曲變形過程中，應(yīng)該是外側(cè)受拉內(nèi)側(cè)受壓，但是在模壓過程中單板的外側(cè)受到相鄰單板的摩擦阻力作用，使彎曲變形不能自由進(jìn)行，影響到模壓過程中壓力傳遞的距離。因此，在模壓較高的重組裝飾材木方時(shí)，為使整根木方的裝飾紋理達(dá)到一致，應(yīng)根據(jù)模具的凹凸幅度，將每垛單板分開壓合。對(duì)于0.8 mm厚的單板，每垛單板的張數(shù)盡量不超過30張。

根據(jù)模壓壓力、單板凹凸程度及開裂斷裂情況，得出櫻桃木樹根紋理每次壓制的單板在11張左右，所用壓力約1.5 MPa。

2 櫻桃木樹根紋理模壓試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)材料

（1）楊木單板，旋切成厚為0.8 mm的單板，并加工成250×145 mm的尺寸。

（2）染料，包括木材紅、木材藍(lán)、木材黑、酸性金黃、酸性大紅和酸性黑。

（3）脲醛樹脂膠粘劑、乳白膠。

（4）固化劑（NH4Cl）。

2.2 試驗(yàn)設(shè)備

人造板試驗(yàn)壓機(jī)、櫻桃木樹根紋理模具、保壓裝置。

2.3 試驗(yàn)流程及參數(shù)

試驗(yàn)流程：?jiǎn)伟濉磕z→陳化→組坯→冷壓→養(yǎng)護(hù)→再次組坯→模壓木方→刨切。

涂膠：脲醛膠：乳白膠=2∶1，單面涂膠量300～320 g/m2。

陳化時(shí)間：1 h。

模壓參數(shù)：壓力1.5 MPa，時(shí)間1 h。

養(yǎng)護(hù)：養(yǎng)護(hù)時(shí)間3～5天，養(yǎng)護(hù)溫度為室溫（20℃左右）。

模壓木方：模壓木方的高度為80 mm，模壓11張左右大約需要模壓12次。

2.4 試驗(yàn)結(jié)果及分析

試驗(yàn)?zāi)旱玫降募y理圖與源圖紋理有一些小差異，原因有以下幾個(gè)方面。

（1）不同位置的刨切平面刨切木方后所得的紋理是不同的，試驗(yàn)中的刨切平面與軟件中及紋理源圖中的刨切平面位置不一致，導(dǎo)致紋理的差異；

（2）在矢量化的過程中，由于紋理源圖的紋理有一定的寬度，需要通過一定的算法對(duì)其進(jìn)行細(xì)化，在這個(gè)過程中產(chǎn)生一定的誤差，致使矢量圖與紋理源圖不能完全一致；

（3）在UG環(huán)境下，通過矢量圖產(chǎn)生模具曲面的過程中，為使曲面較為光滑平整，需對(duì)其進(jìn)行修改，導(dǎo)致軟件模擬的紋理圖與矢量圖紋理不一致；

（4）模具制造中的加工誤差；

（5）在模壓的過程中，單板并沒有完全貼合模具，有可能是模壓壓力不夠，也可能是單板回彈所致。

試驗(yàn)生產(chǎn)的櫻桃木樹根紋理與源圖紋理一致。

3 結(jié)論

不同紋理的重組裝飾材產(chǎn)品所需模具的凹凸幅度不同，因此其模壓參數(shù)會(huì)有所變化，本文得到自行設(shè)計(jì)的櫻桃木樹根紋理的相關(guān)參數(shù)：

（1）櫻桃木樹根紋理每次壓制的單板在11張左右，所用壓力約1.5 MPa，冷壓需要較長(zhǎng)的保壓時(shí)間，建議使用高頻加熱法。

（2）試驗(yàn)結(jié)果表明：試制的櫻桃木樹根單板紋理與源圖紋理一致，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)制造的重組裝飾材模具是正確的，能夠滿足生產(chǎn)的需要。

［1］ 莊啟程主編.科技木：重組裝飾材［M］.北京：中國(guó)林業(yè)出版社，2004，9.

TS65

1009-797X （2015） 16-0097-02

A

10.13520/j.cnki.rpte.2015.16.032

顏宏偉（1985-），女，研究生學(xué)歷，研究實(shí)習(xí)員，畢業(yè)于南京林業(yè)大學(xué)，從事機(jī)械領(lǐng)域的專利審查。

2015-07-06

1等同于第一作者。