人造板在家具設(shè)計(jì)與制作中的運(yùn)用

陳國(guó)康

摘 要：家具是人們?nèi)粘Ｉ钪械闹饕骶?。由于木材紋理美觀，色澤多樣，四季溫度相近，質(zhì)輕強(qiáng)度高，富有彈性，吸聲隔音，導(dǎo)熱性低，易加工等優(yōu)點(diǎn)，木材一直是人類制作家具的主要材料。但是木材也有它的缺陷和局限性，首先，木材資源有限，不斷減少的森林面積和相對(duì)穩(wěn)定的木材成材速度，無法滿足當(dāng)今人類快速發(fā)展的制造業(yè)需求；其次，并非所有木材都適合做家具，有些木材密度低，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，容易干縮濕脹和變形開裂；再次，木材本來存在天然的缺陷，如有節(jié)眼、翹曲、潰爛等，然后，木材易燃、易腐爛和蟲蛀，干燥緩慢；最后是木材加工過程中也常產(chǎn)生大量的邊角廢料，木材利用率低。人造板的誕生，有效解決了木材原木制作家具的缺陷和局限性，相比優(yōu)勢(shì)明顯，但是劣勢(shì)也同時(shí)存在，如環(huán)保性能方面比較薄弱，甲醛含量過高等。本文主要從人造板的分類中淺談人造板在家具設(shè)計(jì)與制作中的運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：人造板；家具設(shè)計(jì)與制作

一、人造板的定義

人造板主要是指人類利用木材及其它非木材植物為原料，經(jīng)機(jī)械加工成碎料和纖維后，施加或不施加膠粘劑和其他添加劑膠合而成的板材或模壓制品。人造板的內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)經(jīng)過人工重組，不易變形，掩蓋了天然缺陷，形成統(tǒng)一規(guī)格的板材，大大提高了木材的利用率。據(jù)統(tǒng)計(jì)1立方米人造板可代替3～5立方米木材使用。人造板除了可以高效利用木材外，還能減少原木開料、拼接、壓刨、拋光、涂漆等操作的人工和時(shí)間成本。在家具設(shè)計(jì)與制作中常用的人造板主要包括膠合板、纖維板、刨花板等三大類產(chǎn)品，其延伸產(chǎn)品和深加工產(chǎn)品達(dá)上百種。

二、人造板的分類和在家具設(shè)計(jì)與制作中的運(yùn)用

1.膠合板材料在家具設(shè)計(jì)與制作中的運(yùn)用

膠合板又名夾板，是指由蒸煮軟化過的原木，經(jīng)旋切或刨切成薄板，然后將各張薄板的木纖維方向相互垂直放置，用耐水性好的合成樹脂膠粘結(jié)，再經(jīng)加壓、干燥、鋸邊、表面修整而成的板材。其層數(shù)成奇數(shù)，一般為3-13層，分別稱三合板、五合板等。膠合板是家具制造常用材料之一，也是人造板三大板之一。阿爾瓦·阿爾托是芬蘭建筑大師和家具設(shè)計(jì)大師，他繼承前輩馬歇·多耐脫等在19世紀(jì)對(duì)模壓膠合板和彎曲木的研究，在20世紀(jì)初改進(jìn)了膠，使模壓及彎曲技術(shù)過了關(guān)，得到普及而進(jìn)入市場(chǎng)。1931年后阿爾瓦·阿爾托為佩美奧療養(yǎng)院設(shè)計(jì)的病人用休息扶手椅（圖1）、懸臂木躺椅（圖2）、懸臂休息椅（圖3）等都是多層膠合彎曲木家具。

多層膠合彎曲技術(shù)是指將多張涂了膠水的薄板加壓彎曲，通過壓力一直保持到膠層固化成型，從而制得彎曲部件的方法。其工藝流程是：一薄板準(zhǔn)備，根據(jù)彎曲木部件設(shè)計(jì)的形狀和尺寸來挑選配置薄板。二是涂膠配坯，將膠粘劑均勻涂在薄板上，再根據(jù)彎曲部件的用途采用不同的配坯方法進(jìn)行配坯，可平行配坯，各層單板纖維方向平行一致放置，主要用于順纖維方向受力的彎曲部件；也可垂直配置，相鄰層單板纖維方向垂直放置，用這種配坯方式制成的彎曲部件強(qiáng)度均勻；更可混合配置，這樣配坯方式彎曲性能良好，用在形狀復(fù)雜的彎曲部件。三是模壓膠合彎曲，可采用硬模加壓膠合彎曲或軟膜加壓膠合彎曲。四是彎曲部件的陳放，膠合彎曲后，必須放置一段時(shí)間，使其內(nèi)應(yīng)力均勻以減少變形。這種多層膠合彎曲木的最大優(yōu)勢(shì)是多層之間互相膠合，各項(xiàng)應(yīng)力互相抵消，張力均勻一致，所以結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，成型后配合緊密，有一定的彈性，而且具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性。多層膠合彎曲工藝可以把木板彎曲定型，設(shè)計(jì)與制作的家具造型曲直交替，簡(jiǎn)潔新穎，拆裝靈活，運(yùn)輸方便，結(jié)構(gòu)舒適合理，更符合人體工程學(xué)。還有是多層膠合彎曲木家具適合機(jī)械化大批量生產(chǎn)，大大提高生產(chǎn)效率，降低成本。木材利用率也由一般木家具的45%提高到75%，與實(shí)木家具比較，其抗彎、抗剪、抗壓強(qiáng)度提高15%以上。隨著多層膠合彎曲木家具生產(chǎn)技術(shù)的不斷成熟，越來越多大膽創(chuàng)新的膠合彎曲木家具在市場(chǎng)中涌現(xiàn)。如Eames模壓膠合板座椅（圖4）、蟻椅（圖5）、The GJ Chair（圖6）等。

膠合板材料除了可以制作多層膠合彎曲木家具外，也是制作各種板式家具的上等好材。用膠合板材料設(shè)計(jì)與制作家具的缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在造價(jià)較高，膠合用的膠粘劑存在一定的空氣污染，如果材料沒有充分干燥或生產(chǎn)工藝存在問題時(shí)，可能導(dǎo)致板材變形。另外，膠合板膠層會(huì)老化，長(zhǎng)期承載能力差，使用期限比實(shí)木短。還有的是膠合板不如纖維板板面層光潔，用膠合板做基層，表面上再粘合飾面板材時(shí)，不如中纖維板做基層牢固。

2.纖維板材料在家具設(shè)計(jì)與制作中的運(yùn)用

纖維板又名密度板，是指以木材及其它非木材植物為原料，經(jīng)機(jī)械加工纖維分離后，施加膠粘劑或添加劑，在加熱加壓的條件下，壓制成的板材。制造 1立方米纖維板約需2.5～3立方米的木材，可代替3立方米鋸材或5立方米原木。纖維板具有材質(zhì)均勻細(xì)密、質(zhì)軟耐沖擊、邊緣牢固不易開裂、容易造型涂飾、避免了腐朽、蟲蛀等優(yōu)點(diǎn)，是制作家具的一種良好材料。纖維板制作家具的最大優(yōu)勢(shì)是可以一次成型模壓纖維板生產(chǎn)家具部件（圖7），可以加工成各種異型的邊緣（圖8），并且不必封邊，直接可涂飾，可以取得較好的造型效果。纖維板內(nèi)部物理組織結(jié)構(gòu)均勻，內(nèi)外一致，可以進(jìn)行表面的雕花加工和加工成各種斷面的裝飾線條，適于代替天然木材作家具結(jié)構(gòu)材料，適合造型復(fù)雜的歐式家具。高檔歐式家具用實(shí)木雕刻制作，普通歐式家具是用纖維板壓制成形，再經(jīng)過噴漆或烤漆制作。

一次成型模壓纖維板工藝就是將一定量的纖維物品放入到成型溫度下的模具對(duì)模腔內(nèi)，然后閉模加熱、加壓，使得纖維物品受熱軟化，受壓流動(dòng)，均勻分布到模具的每一個(gè)部位，最后固化成型的工藝方法。一次成型模壓纖維板的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在生產(chǎn)效率高，便于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化和專業(yè)化；產(chǎn)品尺寸精度比較高，可以重復(fù)性的使用；表面比較的光潔，不需要進(jìn)行二次的修飾；能夠一次完成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制品；能夠進(jìn)行批量的生產(chǎn)，降低了生產(chǎn)的成本 。一次成型模壓纖維板主要運(yùn)用在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、雕刻圖案繁多的歐式家具部件加工生產(chǎn)上。

纖維板材料也是制作板式家具的主要材料。辦公家具中的大班臺(tái)、大型會(huì)議桌、木皮文件柜等家具大多數(shù)以中、高纖維板為基材，貼面一般用胡桃木、櫻桃木、柚木等木皮飾面。纖維板最大的缺點(diǎn)就是不防潮，遇水膨脹率大，變形大，長(zhǎng)時(shí)間承重變形大。其次是纖維板中膠粘劑、添加劑、固化劑等物質(zhì)容易揮發(fā)，會(huì)對(duì)環(huán)境的污染和人體健康造型一定危害。還有是纖維板握釘力較差，螺釘旋緊后很容易發(fā)生松動(dòng)。

3.刨花板材料在家具設(shè)計(jì)與制作中的運(yùn)用

刨花板又叫顆粒板（圖9），是指以木材及其它非木材植物為原料，經(jīng)機(jī)械加工成碎料后，施加膠粘劑或添加劑，在熱力和壓力作用下膠合成的人造板。刨花板內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較均勻，不易變形，橫向承重力較好，吸音和隔音性能也好，可以進(jìn)行各種貼面裝飾（圖10），可以根據(jù)需要加工成大幅面的板材。刨花板材料制作家具最大的優(yōu)勢(shì)是價(jià)格低廉，工藝最簡(jiǎn)，能源消耗最少。主要運(yùn)用在桌子、柜子、床等板式家具的設(shè)計(jì)與制作中。

刨花板是板式家具制造中最常用的一種人造板材，適合制作造型簡(jiǎn)潔、款式多樣、價(jià)格低廉的各類板式家具。刨花板最大的缺點(diǎn)就是不夠環(huán)保，由于在刨花板生產(chǎn)過程中，會(huì)加入大量的甲醛基膠粘劑或添加劑，因此其成品會(huì)或多或少會(huì)釋放游離甲醛，當(dāng)游離甲醛含量超過一定限制時(shí)，會(huì)影響人體健康。另外，刨花板內(nèi)部為顆粒狀結(jié)構(gòu)，不易于銑型，在裁板時(shí)容易造成暴齒的現(xiàn)象，邊緣粗糙，容易吸濕，所以用刨花板制作的家具封邊工藝就顯得特別重要，不適合現(xiàn)場(chǎng)制作4.細(xì)木工板材料在家具設(shè)計(jì)與制作中的運(yùn)用

細(xì)木工板俗稱大芯板， 是由兩片單板夾著優(yōu)質(zhì)天然的實(shí)木拼板，再經(jīng)冷、熱壓機(jī)膠壓后制成。細(xì)木工板具有質(zhì)輕、易加工、握釘力好、不易變形，尺寸穩(wěn)定等特點(diǎn)，是板式家具制造較為理想的材料。細(xì)木工板最大優(yōu)勢(shì)是內(nèi)部天然實(shí)木拼板結(jié)構(gòu)，更順應(yīng)人類對(duì)自然生態(tài)的要求。細(xì)木工板主要應(yīng)用于家具制造、門板、壁板等，特別適合當(dāng)下流行的私人訂制家具，整體櫥柜設(shè)計(jì)與制作的材料選擇。細(xì)木工板最大的缺點(diǎn)也都是不夠環(huán)保，由于細(xì)木工板是特殊的膠合板，在生產(chǎn)過程中大量使用尿醛膠，甲醛釋放量普遍較高，環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)普遍偏低。另外細(xì)木工板內(nèi)部的實(shí)木條為縱向拼接，故豎向的抗彎壓強(qiáng)度差，長(zhǎng)期的受力會(huì)導(dǎo)致板材明顯的橫向變形。

三、人造板制作家具的優(yōu)缺點(diǎn)

人造板設(shè)計(jì)與制作家具的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在：一是有效提高木材利用率，幅面大，結(jié)構(gòu)性能好，造型穩(wěn)定，不易變形，彎曲成型性能好；二是拆裝方便，采用五金件連接，裝配、拆卸、物流搬運(yùn)都十分方便，適合電商時(shí)代的市場(chǎng)需求；三是個(gè)性化，因?yàn)槿嗽彀遒N面的多樣化，可以根據(jù)個(gè)人喜好進(jìn)行私人訂制，包括家具的尺寸款式、顏色圖案、質(zhì)地等均可進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)；四是生產(chǎn)周期快，采用統(tǒng)一尺寸規(guī)格的人造板和五金件為原材料，便于機(jī)械化批量加工生產(chǎn)，生產(chǎn)速度快；五是相對(duì)實(shí)木家具價(jià)格便宜。人造板設(shè)計(jì)與制作家具的缺點(diǎn)主要有：一是人不夠環(huán)保，雖然人造板大大提高了木材利用率，但是因?yàn)槿嗽彀逯圃爝^程中需要添加大量的膠粘劑或添加劑進(jìn)行膠合模壓才能成為板材，此類家具易釋放對(duì)環(huán)境造成污染、對(duì)人體有害的甲醛。二是使用壽命短，不夠牢固，由于人造板的內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)經(jīng)過人工重組，密度相對(duì)較低，五金件容易松動(dòng)脫離；三是貼面紋理缺乏自然、溫馨的美感。

膠合板抗彎、抗剪、抗壓強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，多層膠合彎曲木制作的家具造型優(yōu)美，適合機(jī)械化大批量生產(chǎn)，加工工藝性能也優(yōu)于其它人造板板。纖維板可以一次成型模壓生產(chǎn)家具部件，生產(chǎn)效率高，便于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化和專業(yè)化。刨花板的制造工藝最簡(jiǎn)，能源消耗最少，價(jià)格低廉，但需用大量膠粘劑，不夠環(huán)保。細(xì)木工板采用內(nèi)部天然實(shí)木拼板結(jié)構(gòu)，更順應(yīng)人類對(duì)自然生態(tài)的要求，但是大量使用尿醛膠，甲醛釋放量普遍較高，也都不夠環(huán)保。為了更好的在家具設(shè)計(jì)與制作中運(yùn)用各種人造板，膠合板、纖維板、刨花板、細(xì)木工板等可以綜合利用，使其各盡所長(zhǎng)

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