利用次小徑材生產實木家具彎曲構件的方法
【專利摘要】本發明是利用次小徑材生產實木家具彎曲構件的方法，如下工藝步驟：（1）芯材制造及組坯，包括1）材種選擇，2）芯條制造，3）銑指形榫，4）浸泡與晾干，5）接長組坯，6）拼寬或層厚組坯；7）膠貼面板組坯；（2）高頻加熱彎曲及干燥，包括1）高頻加熱軟化；2）加壓彎曲；3）高頻干燥定型；4）養生；（3）加工處理，具體包括1）側面修邊；2）精加工；3）側面封邊；（4）表面砂光；（5）檢驗。優點：以次小徑材或木材加工剩余物為基材的彎曲構件，用短料、小料代替長料、大料，拓寬了用材渠道，擴大了短料小料的使用范圍，提高了木材的綜合利用率，實現小材大用，節省了企業生產成本，并且符合低碳型、環保型家具理念。
【專利說明】利用次小徑材生產實木家具彎曲構件的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及的是一種利用次小徑材生產實木家具彎曲構件的方法，屬于實木家具生產【技術領域】。
【背景技術】
[0002]次小徑材實木彎曲構件是利用小徑材、木材加工剩余物先制成集成長料，作為彎曲構件的芯材，其兩個相對表面膠合木板，并在高頻熱壓條件下彎曲而成的構件。主要工藝過程包括:制材與分選、干燥、配料、開指形榫、浸泡軟化、指接接長、側面拼寬、板坯組厚、面層貼板、聞頻熱壓彎曲、聞頻干燥、養生、精加工、砂光等。
[0003]目前，家具用實木彎曲構件主要是通過鋸制彎曲而成，不僅浪費了大量木材，而且也提高了企業生產成本。
【發明內容】
[0004]本發明提出的是一種利用次小徑材生產實木家具彎曲構件的方法，其目的旨在克服現有技術呈以鋸制彎曲所帶來的缺陷。
[0005]本發明的技術解決方案:利用次小徑材生產實木家具彎曲構件的方法，包括如下工藝步驟:
(1)芯材制造及組坯，包括I)材種選擇，2)芯條制造，3)銑指形榫，4)浸泡與晾干，5)接長組坯，6)拼寬或層厚組坯；7)膠貼面板組坯；
(2)高頻加熱彎曲及干燥，包括，I)高頻加熱軟化；2)加壓彎曲；3)高頻干燥定型；4)
養生;
(3)加工處理，具體包括I)側面修邊；2)精加工；3)側面封邊；
(4)表面砂光；
(5)檢驗。
[0006]本發明的優點:以次小徑材或木材加工剩余物為基材的彎曲構件，用短料、小料代替長料、大料，拓寬了用材渠道，擴大了短料小料的使用范圍，提高了木材的綜合利用率，實現小材大用，節省了企業生產成本，并且符合低碳型、環保型家具理念。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1是銑指形榫示意圖。
[0008]圖2是拼寬和層厚示意圖。
[0009]圖3是膠貼面板組坯示意圖。
[0010]圖4-1是加壓彎曲示意圖。
[0011]圖4-2是彎曲后構件示意圖。
[0012]圖5是高頻干燥加熱溫度曲線示意圖。
[0013]圖6是養生示意圖。[0014]圖7是實木椅背板構件示意圖。
[0015]圖8是實施例用示意圖。
【具體實施方式】
[0016]利用次小徑材生產實木家具彎曲構件的方法，包括如下工藝步驟:
(I)芯材制造及組坯，包括
1)材種選擇，木材加工剩余的材料具有多樣性，在加工利用時必須進行分類，優先按相同材種或相近材性的樹種進行組合使用，不同樹種或材性不相近的樹種避免混用。芯條的材種一般按實木彎曲構件所要求的樹種，通常選用硬闊葉材；
2)芯條制造，將次小徑材或木材加工剩余物經制材、分選及干燥后，根據材料的特點，用細木工帶鋸機等設備橫截截斷，去除節疤、蟲眼等缺陷，定寬定厚鋸制，得到長度≥200mm、寬度> 50mm、厚度1Omm~50mm的芯條。尺寸公差≤0.2mm,厚寬比通常控制在1:1~5，長寬比≥3 ；
3)銑指形榫，為提高小徑材之間的結合強度，以及考慮到彎曲工藝的需要，長度方向需利用指形榫進行接合。同時，為了防止彎曲后產生的彈性恢復或脫膠等問題破壞彎曲表面，必須在厚度方向上開指形榫；
由于芯材厚度的限制，利用微型指形榫刀具加工微型指型榫，主要技術參數:指長20mm、指頂寬1mm、指斜角3.0。、指距3mm、指頂隙0.03mm、對接端縫< 0.08mm。如圖1所示；
4)浸泡與晾干，將指接用的芯條段放入水池中，在常溫下浸泡12~24小時；然后從水池中取出，將芯條段在常溫下晾干，晾干時間控制在24~48小時，含水率控制在50%以上；
5)接長組坯，在芯條段的端部指形榫涂膠，并進行縱向加壓指接。在加壓過程中必須對厚度方向和寬度方向進行定位，避免錯位，保證表面平整。當芯條累計長度超過規定長度時，進行截斷定長；縱向壓力不超過16Mpa ;選用改性脫水脲醛樹脂膠，固含量在60%以上，粘度300~350Pa.S。調制膠液時，要加入5%~10%的面粉作填加劑并攪拌均勻，使調制后膠液粘度在2500~3000Pa.s之間;
6)拼寬或層厚組坯，拼寬或層厚是指將多條芯材在寬度或厚度方向上進行層積，目的是達到相應的寬度或厚度要求和保證強度。在拼寬或層厚時，相鄰兩塊材料縱向的對接逢錯開> 50mm,邊部指接處離端頭的長度> 80mm,拼板縫隙處高度差< 0.5mm,拼板縫隙處無膠滴膠線，側拼縫隙緊密；如圖2所示；
7)膠貼面板組坯，如圖3所示，選用改性脫水脲醛樹脂膠，將二塊面板的膠合面進行涂膠，然后與芯材組坯膠合。涂膠量一般在200~300g/m2，面板選用厚度約為6~IOmm的同種優質木材，面板含水率控制在50%左右。
[0017](2)高頻加熱彎曲及干燥，包括，
1)高頻加熱軟化，經涂膠組坯且未完全膠合固化的復合木材進行高頻加熱，進一步實現軟化，頻率在4MHz左右、電流為20~40A，軟化時間控制在2~6min，加熱頻率、加熱時間、電流大小應根據工件大小、厚薄作適當調整；
2)加壓彎曲，
如圖4-1、圖4-2所示，經高頻加熱軟化后立即進行加壓彎曲，加壓彎曲必須對構件各個方向利用特制模具進行固定和限制，防止彎曲不完全、錯位或在彎曲過程中指形榫因脫膠而開裂，造成表面不平整，接合處不緊密等問題，影響彎曲強度，一般工藝條件下，壓力為
0.8~1.0MPa、保壓時間為5~8min ；
3)高頻干燥定型，經加壓彎曲后的構件在不解除束縛的條件下直接進行高頻干燥定型，此時膠粘劑應基本固化，含水率降到6%~10%，高頻干燥一般采用的頻率為2~5MHz，時間控制在10~20min，干燥過程主要分升溫、恒溫及降溫三個階段，如圖5所示；
4)養生，經干燥定型后的彎曲構件應放置在養身房進行陳放養生。室溫控制在20~250C，含水率在8%~10%。養生階段仍需對構件進行定位，防止構件回彈，如圖6所示，將構件放入模具，并用皮帶緊固，養生時間一般控制在48小時以上，陳放養生時，彎曲件含水率控制應比家具產品的使用地的平衡含水率低2%~3%。
[0018](3)加工處理，根據產品的需要，進行相應的加工處理，包括側面修邊、端部截斷、銑型、鉆孔、開榫，對有缺陷的構件進行修補；具體包括
O側面修邊，側面修邊是指利用雙面刨等對彎曲構件側面(厚度方向上的面)進行加工，以保證側面兩相對面平行，且表面平整； 2)精加工,根據產品規格要求,對已修邊的構件進行相應的精加工,如端部截斷、邊部銑型、鉆孔、雕刻、端部開榫等；
3)側面封邊，實木彎曲構件側面涂膠，貼上與彎曲構件相匹配的實木封邊條，經冷壓固化后，進行修邊處理，將封邊條邊部裁剪、倒角及打磨。
[0019](4)表面砂光，對實木彎曲構件進行整體砂光，以保證表面光潔、厚度均勻、板邊整齊、尺寸精確、幅面規整。
[0020](5)檢驗
對次小徑材實木彎曲構件進行檢驗、分等和修補，如圖7所示為實木椅背板彎曲構件。實施例
[0021]如圖8所示，利用次小徑材生產實木家具彎曲構件，包括如下工藝步驟:
1)次小徑材或木材加工剩余物
次小徑材和加工剩余物主要指小徑級原木料，以及在制裁、配料、機加工階段的剩余的短料；
2)制材與分選
將小徑級原木料加工成板方材，斷料機按照已定的尺寸規格截斷，優先按相同材種或相近材性的樹種進行分選，不同樹種或材性不相近的樹種避免混放；
3)干燥
將制裁分選好的木材分堆擺放進行窯干，干燥后的含水率控制在8%~12%，相同木堆的含水率相同；
4)剔除缺陷
細木工帶鋸機剔除缺陷，避免出現節子、腐朽、蟲害、裂紋；
5)配料
根據材料的特點，看材下鋸；用細木工帶鋸機設備橫截截斷，縱截鋸、雙面刨定寬定厚鋸制，得到長度≥200mm、寬度≥50mm、厚度IOmm~50mm的芯條；尺寸公差< 0.2mm,厚寬比通常控制在1:1?5，長寬比> 3，將相同厚度和寬度的木料擺放在一起；
6)統指形榫
由于芯材厚度的限制，利用微型指形榫刀具加工微型指型榫，主要技術參數:指長20mm、指頂寬1mm、指斜角3.0。、指距3mm、指頂隙0.03mm、對接端縫< 0.08mm ；
7)水中浸泡
將指接用的芯條段放入水池中，在常溫下浸泡12?24小時；
8)陳放
將木料從水池中取出，放在通風處常溫晾干，以不滴水為準，晾干時間控制在24?48小時，含水率控制在50%以上；
9)指形禪涂月父
選用改性脫水脲醛樹脂膠，固含量在60%以上，粘度300?350Pa *s，調制膠液時，要加入5%?10%的面粉作填加劑并攪拌均勻，使調制后膠液粘度在2500?3000Pa *s之間，利用毛刷在榫端涂膠，涂膠量在200?300g/m2 ；
10)指接接長
將涂膠后的芯條縱向加壓指接，在加壓過程中必須對厚度方向和寬度方向進行定位，避免錯位，保證表面平齊，當芯條累計長度超過規定長度時，進行截斷定長，縱向壓力不超過 16Mpa ；
11)側面涂膠
在芯條單側涂改性脫水脲醛樹脂膠，涂膠量不宜過多，避免在拼寬中膠液溢出，涂膠量在 180 ?270g/m2 ；
12)側拼拼寬
側向拼寬是指將兩個或兩個以上的芯條在寬度方向上累加；利用拼板機拼寬，側拼壓力不超過15Mpa ;相鄰兩塊材料的對接逢錯開> 50mm,邊部指接處離端頭的長度> 80mm,拼板縫隙處高度差< 0.5mm，拼板縫隙處無膠滴膠線，側拼縫隙緊密；
13)面層涂膠
選用改性脫水脲醛樹脂膠在面板上涂膠，將木皮貼在面板上；涂膠量在150?200g/
m2；
14)層厚組坯、面板涂膠
層厚是指將多條芯材在厚度方向上進行層積；面板涂膠是指將兩塊面板的膠合面進行涂膠，然后與芯材組坯膠合；選用改性脫水脲醛樹脂膠，涂膠量在250?300g/m2，面板選用厚度為6?IOmm的同種優質木材,面板含水率控制在50% ；
15)整體組坯
將涂好的芯材與面板膠合冷壓，冷壓壓力不超過IOMpa ;要求整體組坯后的構件表面平整，無膠滴膠線且膠未固化；
16)高頻軟化
經涂膠組坯且未完全膠合固化的復合木材進行高頻加熱，進一步實現軟化，頻率在4MHz左右、電流為20?40A，軟化時間控制在2?6min，加熱頻率、加熱時間、電流大小應根據工件大小、厚薄作適當調整；
17)高頻熱壓彎曲、模具 加壓彎曲必須對構件各個方向利用特制模具進行固定和限制，防止彎曲不完全、錯位或在彎曲過程中指形榫因脫膠而開裂，造成表面不平整，接合處不緊密，影響彎曲強度；工藝條件:壓力為0.8?1.0MPa、保壓時間為5?8min ;模具由木質材料制成，分陰模和陽模；
18)聞頻干燥
經加壓彎曲后的構件在不解除束縛的條件下直接進行高頻干燥定型，此時膠粘劑應基本固化，含水率降到6%?10%，高頻干燥采用的頻率為2?5MHz，時間控制在10?20min ；干燥過程主要分快速升溫、持續恒溫及緩慢降溫三個階段；
19)養生
經干燥定型后的彎曲構件應放置在養身房進行陳放養生；室溫控制在20?25°C，含水率在8%?10%，養生階段仍需對構件進行定位，防止構件回彈，將構件放入模具，并用皮帶緊固，養生時間控制在48小時以上，陳放養生時，彎曲件含水率控制應比家具產品的使用地的平衡含水率低2%?3% ；
20)精加工
精加工是指對已彎曲后的構件按照產品的規格要求進行相應的精細加工，包括側面修邊、端部截斷、銑型、鉆孔、開榫，對有缺陷的構件進行修補；對需要封邊的實木彎曲構件側面涂膠，貼上與彎曲構件相匹配的實木封邊條，經冷壓固化后，進行修邊處理，將封邊條邊部裁剪、倒角及打磨；
21)表面砂光
利用手工砂或砂光機對構件表面精細砂光，保證表面光潔、厚度均勻、板邊整齊、尺寸精確、幅面規整；
22)檢驗
對砂光后的零部件檢驗分等，對不合格的構件返修；要求尺寸規格符合設計要求，表面光潔，厚度均勻，幅面規整，無開裂、脫膠。
【權利要求】
1.利用次小徑材生產實木家具彎曲構件的方法，其特征是該方法包括如下工藝步驟: (1)芯材制造及組坯； (2)高頻加熱彎曲及干燥； (3)加工處理; (4)表面砂光； (5)檢驗。
2.根據權利要求1所述的利用次小徑材生產實木家具彎曲構件的方法，其特征是所述的工藝步驟(1)芯材制造及組坯，包括: 1)材種選擇，木材加工剩余的材料具有多樣性，在加工利用時必須進行分類，優先按相同材種或相近材性的樹種進行組合使用，不同樹種或材性不相近的樹種避免混用；芯條的材種一般按實木彎曲構件所要求的樹種，通常選用硬闊葉材； 2)芯條制造，將次小徑材或木材加工剩余物經制材、分選及干燥后，根據材料的特點，用細木工帶鋸機等設備橫截截斷，去除節疤、蟲眼缺陷，定寬定厚鋸制，得到長度≥ 200mm、寬度≥50mm、厚度10mm~50mm的芯條；尺寸公差≤ 0.2mm,厚寬比通常控制在1:1~5,長寬比≥3 ； 3)銑指形榫，為提高小徑材之間的結合強度，以及考慮到彎曲工藝的需要，長度方向需利用指形榫進行接合；同時，為了防止彎曲后產生的彈性恢復或脫膠等問題破壞彎曲表面，必須在厚度方向上開指形榫； 由于芯材厚度的限制，利用微型指形榫刀具加工微型指型榫，主要技術參數:指長20mm、指頂寬1mm、指斜角3.0。、指距3mm、指頂隙0.03mm、對接端縫< 0.08mm ； 4)浸泡與晾干，將指接用的芯條段放入水池中，在常溫下浸泡12~24小時；然后從水池中取出，將芯條段在常溫下晾干，晾干時間控制在24~48小時，含水率控制在50%以上； 5)接長組坯，在芯條段的端部指形榫涂膠，并進行縱向加壓指接；在加壓過程中必須對厚度方向和寬度方向進行定位，避免錯位，保證表面平整；當芯條累計長度超過規定長度時，進行截斷定長；縱向壓力不超過16Mpa ;選用改性脫水脲醛樹脂膠，固含量在60%以上，粘度300~350Pa *s，調制膠液時，要加入5%~10%的面粉作填加劑并攪拌均勻，使調制后膠液粘度在2500~3000Pa.s之間; 6)拼寬或層厚組坯，拼寬或層厚是指將多條芯材在寬度或厚度方向上進 行層積，目的是達到相應的寬度或厚度要求和保證強度；在拼寬或層厚時，相鄰兩塊材料縱向的對接逢錯開> 50mm,邊部指接處離端頭的長度> 80mm,拼板縫隙處高度差(0.5mm，拼板縫隙處無膠滴膠線，側拼縫隙緊密； 7)膠貼面板組坯，選用改性脫水脲醛樹脂膠，將二塊面板的膠合面進行涂膠，然后與芯材組還膠合；涂膠量一般在200~300g/m2,面板選用厚度約為6~IOmm的同種優質木材，面板含水率控制在50% ； 根據權利要求1所述的利用次小徑材生產實木家具彎曲構件的方法，其特征是所述的工藝步驟(2)高頻加熱彎曲及干燥，包括， I)高頻加熱軟化，經涂膠組坯且未完全膠合固化的復合木材進行高頻加熱，進一步實現軟化，頻率在4MHz左右、電流為20~40A，軟化時間控制在2~6min，加熱頻率、加熱時間、電流大小應根據工件大小、厚薄作適當調整；2)加壓彎曲，經高頻加熱軟化后立即進行加壓彎曲，加壓彎曲必須對構件各個方向利用特制模具進行固定和限制，防止彎曲不完全、錯位或在彎曲過程中指形榫因脫膠而開裂，造成表面不平整，接合處不緊密等問題，影響彎曲強度，工藝條件:壓力為0.8~1.0MPa、保壓時間為5~8min ； 3)高頻干燥定型，經加壓彎曲后的構件在不解除束縛的條件下直接進行高頻干燥定型，此時膠粘劑應基本固化，含水率降到6%~10%，高頻干燥一般采用的頻率為2~5MHz，時間控制在10~20min，干燥過程主要分升溫、恒溫及降溫三個階段； 4)養生，經干燥定型后的彎曲構件應放置在養身房進行陳放養生；室溫控制在20~250C，含水率在8%~10%，養生階段仍需對構件進行定位，防止構件回彈，將構件放入模具，并用皮帶緊固，養生時間一般控制在48小時以上，陳放養生時，彎曲件含水率控制應比家具產品的使用地的平衡含水率低2%~3%。
3.根據權利要求1所述的利用次小徑材生產實木家具彎曲構件的方法，其特征是所述的工藝步驟(3)加工處理，根據產品的需要，進行相應的加工處理，包括側面修邊、端部截斷、銑型、鉆孔、開榫，對有缺陷的構件進行修補；具體包括: 1)側面修邊，側面修邊是指利用雙面刨等對彎曲構件側面，厚度方向上的面，進行加工，以保證側面兩相對面平行，且表面平整； 2)精加工,根據產品規格要求,對已修邊的構件進行相應的精加工,如端部截斷、邊部韋先型、鉆孔、雕刻、端部開禪； 3)側面封邊，實木彎曲構件側面涂膠，貼上與彎曲構件相匹配的實木封邊條，經冷壓固化后，進行修邊處理，將封邊條邊部裁剪、倒角及打磨。
4.根據權利要求1所述的利用次小徑材生產實木家具彎曲構件的方法，其特征是所述的工藝步驟(4)表面砂光，對實木彎曲構件進行整體砂光，以保證表面光潔、厚度均勻、板邊整齊、尺寸精確、幅面規整。
5.根據權利要求1所述的利用次小徑材生產實木家具彎曲構件的方法，其特征是所述的工藝步驟(5)檢驗，對次小徑材實木彎曲構件進行檢驗、分等和修補。
【文檔編號】B27M1/02GK103909554SQ201410127569
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月1日 優先權日:2014年4月1日
【發明者】徐偉, 林少校, 毛衛國, 黃瓊濤, 吳智慧 申請人:梅州市匯勝木制品有限公司, 南京林業大學