板木復(fù)合衣柜門板結(jié)構(gòu)與工藝研究

■孫勝玉，萬 輝 Sun Shengyu ＆amp; Wan Hui

(東北林業(yè)大學(xué)，黑龍江省哈爾濱 150000）

在傳統(tǒng)制作工藝中，木質(zhì)衣柜門板通常采用實(shí)木框架結(jié)構(gòu)，而實(shí)木框架結(jié)構(gòu)的制作工藝復(fù)雜，用材主要為實(shí)木，費(fèi)用較高且易變形難以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)[1]。隨著名貴木材供應(yīng)日益減少，人類對木材的需求量越來越大，應(yīng)用的范圍越來越廣， 要求的品質(zhì)也越來越高[2]。而現(xiàn)階段在家具市場，板式家具以其造型豐富多變，價(jià)格適中，結(jié)實(shí)耐用深受消費(fèi)者喜愛[3]。家具行業(yè)的發(fā)展也進(jìn)入了新常態(tài)，行業(yè)需要在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，加工制造，創(chuàng)新服務(wù)等方面不斷提升，以適應(yīng)新的發(fā)展階段[4]。因此對人造板的應(yīng)用與研究也順應(yīng)了市場資源的要求?；趯?shí)木框架結(jié)構(gòu)的問題，設(shè)計(jì)出一系列外觀造型仿實(shí)木框架結(jié)構(gòu)的板木復(fù)合型衣柜門板。此系列產(chǎn)品共2款，每款又分2種結(jié)構(gòu)。采用膠合板為基層板附加實(shí)木線條的方法替代實(shí)木框架結(jié)構(gòu)。

木材的變形主要是由木材內(nèi)水分吸收與釋放引起的[5]。而膠合板是多層單板旋切膠合而成，且堅(jiān)持奇數(shù)層的原則和對稱原則即膠合板相鄰層纖維方向相互垂直并且對稱中心兩側(cè)的單板，在樹種、厚度、含水率、層數(shù)等方面相互對稱，因此當(dāng)其發(fā)生干縮濕漲時(shí)相鄰層會相互抑制，從而使變形量得到控制。此外，膠合板是中國人造板中產(chǎn)量最大板種，2014年全國生產(chǎn)膠合板約1.497億m3，生產(chǎn)設(shè)備也得到提高，生產(chǎn)效率提升，生產(chǎn)質(zhì)量也提高很多[6]。因此，采用膠合板為基層板代替實(shí)木基材具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和試驗(yàn)價(jià)值。

1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

以多層膠合板為基礎(chǔ)單側(cè)附加實(shí)木線條并封邊制作衣柜門板，測試5個月后門板的變形情況。

2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h2>

測試多層板單側(cè)附加線條后，門板整體變形度是否滿足產(chǎn)品要求，并選擇最佳設(shè)計(jì)方案，確定加工工藝。

3 實(shí)驗(yàn)材料和儀器

3.1 實(shí)驗(yàn)材料

3.1.1 板材及封邊條

基層板采用臨沂福貓板材廠生產(chǎn)的膠合板。

附加線條采用東南亞橡膠木指接板。封邊條選用25道水曲柳封邊條。

該實(shí)驗(yàn)所需板材尺寸規(guī)格（表1）所示。

3.1.2 膠黏劑

該實(shí)驗(yàn)所需膠黏劑種類及相關(guān)參數(shù)（表2）所示。

3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

該實(shí)驗(yàn)所需主要儀器設(shè)備（表3）所示。

4 實(shí)驗(yàn)過程及方法

4.1實(shí)驗(yàn)過程

門板的制作在實(shí)驗(yàn)室車間完成其主要制作流程如下：板材的選擇—裁切—拋光—（銑槽）—（封邊）—涂膠—粘貼線條—?dú)忉敼潭ā鋲骸嗄z處理—（封邊）—封閉底漆—掛墻觀察。

表1 板材尺寸規(guī)格

表2 膠黏劑相關(guān)參數(shù)

表3 主要儀器設(shè)備

實(shí)驗(yàn)用的板材為臨沂福貓板材廠生產(chǎn)提供的膠合板，尺寸規(guī)格為2420mm×1220mm×n，在選材時(shí)對板材進(jìn)行了質(zhì)量檢測，對于存在膠合板常見質(zhì)量缺陷的進(jìn)行了篩選。如：疊芯、離縫、鼓泡、開膠、膠層脫皮、版面壓痕、過度翹曲等[7]。選用相對平整、花紋較優(yōu)、質(zhì)量合格的優(yōu)質(zhì)素板進(jìn)行試驗(yàn)以免影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確有彎曲的選擇彎曲變形小的素板，在凹面進(jìn)行涂膠。

4.2 工藝參數(shù)的確定

根據(jù)國標(biāo)規(guī)定膠合板I、II類產(chǎn)品的含水率應(yīng)在6%~14%[8]。本實(shí)驗(yàn)所用膠合板均符合這一標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)各膠黏劑的特性和幾種門板款式的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行制作，工藝參數(shù)（表4）所示。施壓方式均為冷壓，強(qiáng)度為4.2MP，重力15T。

4.3 封邊工藝

人造板封邊不僅可以使板材環(huán)保，美觀，而且很大程度上可以體現(xiàn)人造板的質(zhì)量，對木材起到一定保護(hù)作用[9]。但不同的結(jié)構(gòu)具有不同的封邊工藝，兩種款式的結(jié)構(gòu)不同所以他們的封邊方式也不同。A款結(jié)構(gòu)（圖4-1）所示，封邊時(shí)無需封線條位置，只需封基層板即可，因此在附加線條之前直接將基層板封邊，而且平板直接封邊也利于操作。B款門板的結(jié)構(gòu)（圖4-2）所示，B款封邊時(shí)要將附加線條一同封上，因此B款封邊需要在附加線條之后進(jìn)行。

4.4 涂漆、掛墻觀察

封邊與附加線條結(jié)束后進(jìn)行涂飾工藝，在試件表面涂飾封閉底漆，其主要目的在于封閉木材表面孔洞，減小木材含水率的變化幅度[10]。為了提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性和實(shí)踐性，涂飾完畢后仿照衣柜門板的使用條件將試件進(jìn)行掛墻觀察，每10天測量一次實(shí)驗(yàn)室內(nèi)溫濕度值，每40天測量一次門板變形量。變形量的測量方法是用一塊2000mm×200mm×18mm的直板沿門板表面對角線平放，用塞尺測量板面與直板的最大偏差[11]。

5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

涂漆后木材存放的適宜溫度為23±2°C[12]，通過對溫濕度變化(圖5-1)所示，從7月到12月的5個月時(shí)間里溫度變化量不大，穩(wěn)定在17～27°C之間，上下10°C的溫差，而且這區(qū)間的溫度為適宜溫度適合木材的存放。但是濕度的變化卻非常大，波動起伏明顯，這對木材的含水率影響很大，而木材的翹曲變形主要受木材含水率變化引起的。

之所以選擇在7~12月份進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)，是因?yàn)檫@5個月的時(shí)間正好是1個季度，能反映出1年的氣候變化規(guī)律，可以由點(diǎn)及面，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)具有極強(qiáng)的真實(shí)性、可靠性。經(jīng)5個月的觀察測量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果如表5所示。

(表6)為參照中華人們共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3659-1999對試件短邊長度在400~500mm之間的翹曲度公差的規(guī)定制作[13]。

通過對(表5)中各組樣板的翹曲度變化分析可得以下結(jié)果：

A1組樣板中x樣板的所有數(shù)據(jù)均在0.2mm以下，達(dá)到了翹曲度等級的1級標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量優(yōu)異。y樣板中的數(shù)據(jù)除個別數(shù)據(jù)外也都符合2級標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量較優(yōu)。但是z樣板的質(zhì)量等級卻達(dá)到4級標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量較差。

A2組樣板中x樣板的標(biāo)準(zhǔn)等級除前2次測量在4級標(biāo)準(zhǔn)外其他都在2級標(biāo)準(zhǔn)。y樣板的質(zhì)量等級也都達(dá)到1、2級的標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量優(yōu)異。z樣板的變動較大經(jīng)歷了從較大翹曲再回彈的變形過程，性能不穩(wěn)定。

表4 各款式門板施膠類別及工藝參數(shù)

表5 門板變形量數(shù)據(jù)

B2組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中x樣板的翹曲度都在5級標(biāo)準(zhǔn)，y組樣板的翹曲度都符合4級標(biāo)準(zhǔn)，z樣板的翹曲度都符合4級標(biāo)準(zhǔn)。單從翹曲度大小方面看B2組的樣板翹曲度較大，變形嚴(yán)重。但該組中每次測量數(shù)據(jù)之間的變化不大，也就是說在觀察階段樣板并未在原翹曲度的基礎(chǔ)上發(fā)生較大變化。

通過以上數(shù)據(jù)結(jié)果分析并不足以說明樣板的優(yōu)劣程度，如B2組的實(shí)驗(yàn)中雖每次測量的翹曲度都比較大，但每次測量之間的相對變化卻很小，經(jīng)試驗(yàn)記錄B組板件在加工成型之前就存在較大的翹曲變形，也就是說B組實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的較大翹曲度并不能充分說明其設(shè)計(jì)的合理性與否。對每次數(shù)據(jù)結(jié)果之間的變化關(guān)系分析，就能很好的說明門板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)對翹曲的影響。通過對數(shù)據(jù)的處理(圖5-2)所示。

圖5-2為各組中3塊樣板的掛墻前變形平均值、最大相對變化量平均值、最大變形量平均值。通過圖表分析可得：

A1組各項(xiàng)數(shù)據(jù)都非常優(yōu)異，均符合2級標(biāo)準(zhǔn)，性能穩(wěn)定不管是掛墻前變形還是相對變形量都很小，因此這種結(jié)構(gòu)具有很好的穩(wěn)定性[14]。

A2組數(shù)據(jù)雖然掛墻前變形較小，但是其相對變化量卻很高達(dá)到0.63mm，也就是說在成型后觀察階段，這組樣板出現(xiàn)了較大的變形，其性能穩(wěn)定性較差。

B1組樣板掛墻前的翹曲極大，雖然樣板在成型前就存在一定的翹曲，但其相對變形量同樣也達(dá)到了0.79mm，這也就說明了這種結(jié)構(gòu)的不合理性且穩(wěn)定性極差。

變壓器的功能便是電壓的合理調(diào)換。如今，節(jié)能型變壓器已經(jīng)涌現(xiàn)在好多地方。顯著的優(yōu)點(diǎn)是，以更少的損耗來運(yùn)行。無論是單相配變還是三相配變，都擁有了新的功能。一些變壓器還能應(yīng)對一些特殊的要求，結(jié)合考慮到噪聲等問題，更好的服務(wù)于居民。有條件的農(nóng)村，可以用新變壓器替換村里的老式S7及以下型號的變壓器。

B2組樣板雖然掛墻前翹曲度很高，但其穩(wěn)定性較好，該組樣板的最大相對變形量只有0.47mm，也就是說在觀察階段該組樣板相對于掛墻前并沒有出現(xiàn)更嚴(yán)重的變形，導(dǎo)致出現(xiàn)這種結(jié)果的原因，是在實(shí)驗(yàn)樣板的選擇時(shí)板件就存在較大的翹曲度，在實(shí)驗(yàn)過程中也有相應(yīng)的記錄。因此證明該種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)性能是穩(wěn)定的，符合產(chǎn)品要求。

6 結(jié)語與建議

6.1 結(jié)論

①實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果證明A1和B2的設(shè)計(jì)具有合理性，產(chǎn)品性能穩(wěn)定翹曲度符合國家標(biāo)準(zhǔn)。最終確定A1、A2的結(jié)構(gòu)圖（圖6-1、6-2）所示。

乳白膠為市面上使用最廣泛的膠種。在涂膠完成后需要用氣釘進(jìn)行固定，防止冷壓時(shí)歪離。

表6 翹曲度公差等級標(biāo)準(zhǔn)

■圖6 A1款結(jié)構(gòu)圖

■圖4-1 A款門板結(jié)構(gòu)圖

■圖5-1 室內(nèi)溫濕度變化圖

■圖5-2 不同結(jié)構(gòu)樣式變形量對比

■圖6-2 A2款結(jié)構(gòu)圖

■圖4-2 B款門板結(jié)構(gòu)圖

②由于2種款式的結(jié)構(gòu)不同因此在加工工藝流程上有一些區(qū)別。2種款式的加工工藝分別為：

A1：板材的選擇—裁切—拋光—封邊—涂膠—粘貼線條—?dú)忉敼潭ā鋲?12h)—余膠處理—涂漆—成型。

A2：板材的選擇—裁切—拋光—銑槽—涂膠—粘貼線條—?dú)忉敼潭ā鋲海?2h）—余膠處理—封邊—涂漆—成型。

6.2 建議

在制作和選擇膠合板時(shí)要選擇含水率達(dá)標(biāo)，質(zhì)量較優(yōu)的板材進(jìn)行加工。

③本次實(shí)驗(yàn)未進(jìn)行線條銑型的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)，而線條附加銑型工藝也就相應(yīng)的增加了生產(chǎn)難度。線條銑型后進(jìn)行冷壓時(shí)，需要將冷壓機(jī)的壓力面覆蓋一層柔性材料以保護(hù)線性，防止在銑型過程中由于壓力過大破壞線型。