集成材是利用板材或小規(guī)格材接長(zhǎng)、拼寬、層積而成的一種新型材料,具有尺寸穩(wěn)定、不易變形、不易開(kāi)裂等特點(diǎn),并具有均一性與實(shí)體木材的機(jī)械加工性能,整體強(qiáng)度是鋸材的1.5倍,可用于建筑、家具、車(chē)輛、船舶等方面。其加工工藝流程如下:制材→干燥→
雙面刨→
多片鋸→去除缺陷→指接→
四面刨→集成→砂光→截幅→出廠集成材在我國(guó)起步較晚,近幾年來(lái)發(fā)展迅速,生產(chǎn)企業(yè)也比較多。但是,企業(yè)生產(chǎn)中存在的問(wèn)題很多,表現(xiàn)為:產(chǎn)品質(zhì)量低下、出材率低、品種單一、應(yīng)用范圍窄等。究其原因,主要是管理機(jī)制與技術(shù)水平兩大方面的問(wèn)題,同時(shí),它也是企業(yè)不能長(zhǎng)足發(fā)展,舉步維艱的主要原因。因此,筆者就企業(yè)如何擺脫這種困境與被動(dòng)局面,提高產(chǎn)品質(zhì)量及出材率,從以下幾方面提出幾點(diǎn)建議。
1 制 材
制材時(shí),應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的規(guī)格加工,留出加工余量及干縮余量,加工余量一般為6～8mm;干縮余量視樹(shù)種而定(見(jiàn)表),其計(jì)算公式為δ=bk(30-w)
式中 δ——干縮余量(mm);
b——板材尺寸(mm);
k——干縮系數(shù)(%);
w——最終含水率(%)。
常見(jiàn)樹(shù)種的木材干縮系數(shù)表樹(shù) 種徑向干縮系數(shù)(%)弦向干縮系數(shù)(%)
落葉松0.187 0.408
紅 松0.122 0.321
白 樺0.188 0.258
水曲柳0.171 0.322
柞 木0.181 0.318
云 杉0.171 0.349
楸 木0.104 0.232
有很多企業(yè)是從外面采購(gòu)板材,在采購(gòu)時(shí),應(yīng)把產(chǎn)品規(guī)格與板材毛坯對(duì)應(yīng)起來(lái)考慮,留出加工余量,否則,無(wú)論毛坯過(guò)厚或過(guò)薄,都將降低出材率,提高成本,對(duì)提高企業(yè)的生產(chǎn)效益極為不利。
2 干 燥
板材應(yīng)先進(jìn)行天然干燥,含水率達(dá)到30%左右時(shí),再進(jìn)入人工干燥階段。干燥時(shí)按同一樹(shù)種(或密度相近)、同一厚度的板材分別堆垛;同時(shí),在板垛上加壓荷重,以減少板材變形、開(kāi)裂等缺陷。干燥中,要保證板材含水率的均勻度,干燥后的板材一定要在戶(hù)外板棚陳放20天以上,使其含水率達(dá)到當(dāng)?shù)仄胶夂?8%～15%),同時(shí)保證板材平衡含水率的均勻度,為穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量提供可靠保證。
3 含水率的控制
含水率必須嚴(yán)格監(jiān)測(cè),它直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量,每道工序都應(yīng)做含水率檢驗(yàn),板材的最終含水率應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的使用目的、場(chǎng)所而定,一般在8%～15%;組成指接材的板條含水率偏差越小越好,原則上偏差控制在3%以?xún)?nèi)。如果木材的含水率過(guò)高,木材中的水分把膠粘劑稀釋并浸透到木材中,不僅出現(xiàn)缺膠現(xiàn)象,而且膠合后的產(chǎn)品容易變形、開(kāi)裂;如果含水率過(guò)低,則影響膠粘劑的涂布。但根據(jù)膠粘劑的不同,有時(shí)即使是高含水率,也容易得到很好的膠合效果。目前,企業(yè)普遍采用含水率計(jì)來(lái)測(cè)量,該方法測(cè)量的結(jié)果不夠準(zhǔn)確,與實(shí)際含水率有一定的偏差,因此,最好用絕干法定期來(lái)校對(duì)一下含水率計(jì),比較兩者之間的偏差,這樣可以測(cè)定出木材的實(shí)際含水率,避免因含水率的不均而出現(xiàn)產(chǎn)品在使用過(guò)程中變形、開(kāi)裂的現(xiàn)象,不僅影響產(chǎn)品的使用效果,而且也影響企業(yè)的聲譽(yù)。
4 板材加工
有時(shí),由于板材寬度規(guī)格較多,縱剖時(shí),較多的優(yōu)質(zhì)材因尺寸不足被浪費(fèi)掉,因此制材時(shí),應(yīng)加工出符合產(chǎn)品尺寸要求的板材。另外,加工板材時(shí),順彎大的板材先橫截,使板材全長(zhǎng)順彎小于2mm,減少刨切余量;經(jīng)雙面刨刨切的板材,橫彎大的先橫截,然后在平刨上刨切側(cè)面形成一基準(zhǔn)面,再縱剖成規(guī)格板材。橫截工序很重要,它雖然不要求很高的精度,但是,按照產(chǎn)品質(zhì)量要求,工人應(yīng)在瞬間判斷出板材的等級(jí)并截?cái)?因此該工序配置熟練的技術(shù)工人是必要的,可以減少木材的浪費(fèi)。
5 指 接
由于木材的紋理及軟硬度不同,為防止崩齒(銑齒出現(xiàn)的缺陷),銑齒時(shí),移動(dòng)工作臺(tái)左側(cè)的木質(zhì)墊條厚度應(yīng)一致,否則指接后的層板易彎成拱形。指接壓力不宜過(guò)高,否則壓力解除后,容易產(chǎn)生回彈,造成膠合不良,影響膠合質(zhì)量。指接壓力一般為:針葉材及軟闊葉材6～10MPa;硬闊葉材8～10MPa。指接后的成材應(yīng)陳放24h以上。
6 指接材刨削
指接材刨削工序非常重要,目前很多企業(yè)在這道工序的加工上存在很多問(wèn)題。該工序必須采用四面刨,這樣可保證加工后的板材相鄰面互相垂直。而膠合面與非膠合面在經(jīng)過(guò)四面刨時(shí),每個(gè)面的刨切余量在2mm以上,浪費(fèi)了大量的經(jīng)過(guò)嚴(yán)格挑選出來(lái)的優(yōu)質(zhì)木材。如果在四面刨上加以改進(jìn),降低進(jìn)料輥的壓力,減少層板壓痕,每個(gè)膠合面的刨削余量可調(diào)整為1mm(以上各工序須嚴(yán)格控制、管理),降低了集成材成本。有一點(diǎn)要注意的是,刨削后的指接材應(yīng)在24h內(nèi)完成涂膠、集成工序。
7 集 成
要求指接板條上下面與兩側(cè)面垂直,膠合面的波紋度在1.5mm以下,層板的厚度公差在±0.2mm以?xún)?nèi)。層板要對(duì)稱(chēng)配置,以減少變形。要得到很好的膠合性能,均勻的涂膠是非常重要的,有單面涂膠與雙面涂膠兩種方法,每個(gè)膠層的涂膠量為200～300g/m2,調(diào)制好的膠粘劑必須在活性期內(nèi)使用,做到隨用隨調(diào),否則將造成膠粘劑的浪費(fèi)或膠合不良。涂膠后的層板應(yīng)馬上配坯,在膠未固化之前施加壓力,加壓的目的是使膠合材面緊密膠合,膠粘劑形成薄而均勻的膠膜;伴隨膠粘劑固化,亦有補(bǔ)助容積收縮的作用。加壓的條件是:施加適當(dāng)?shù)膲毫?各部位壓力均衡,壓頭間距在40cm左右。壓力不足時(shí),形成的膠層較厚,膠合性能低下;反之,壓力過(guò)大會(huì)產(chǎn)生缺膠而導(dǎo)致膠合不良。因此,一般施加的壓力為:針葉材及軟闊葉材0.5～1MPa;硬闊葉材1～1.5MPa。溫度為20～30℃,時(shí)間隨膠種而定。集成后的板材(或方材)需陳放3天以上,使膠粘劑充分固化,再進(jìn)入下一步的加工。
8 膠粘劑
目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的集成材多采用進(jìn)口膠,膠的性能好,集成材的膠合質(zhì)量高,但價(jià)格昂貴;而國(guó)產(chǎn)膠種多而雜,有些耐水性及抗老化性能差的膠粘劑充斥市場(chǎng),其產(chǎn)品性能極不穩(wěn)定,在使用過(guò)程中出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題很多,嚴(yán)重影響了集成材的使用范圍。因此有必要研制開(kāi)發(fā)膠合性能穩(wěn)定、多用途的集成材用膠粘劑,滿足使用要求,擺脫進(jìn)口膠,振興制膠業(yè)。在調(diào)膠時(shí),膠粘劑的粘度應(yīng)適中,如粘度過(guò)高,膠粘劑在木材組織內(nèi)不流動(dòng),無(wú)法形成均勻強(qiáng)固的膠層;相反,如粘度過(guò)低,過(guò)多的膠滲透到木材中,會(huì)發(fā)生缺膠現(xiàn)象。因此,應(yīng)根據(jù)膠粘劑的涂膠方式及涂膠裝置,在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)調(diào)整膠的粘度,從而獲得較高的膠合質(zhì)量和集成材成品質(zhì)量。
9 標(biāo) 準(zhǔn)
集成材在我國(guó)還是一種新型材料,近幾年來(lái)發(fā)展較快。但是,目前大多數(shù)企業(yè)無(wú)完整的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn),有的根本沒(méi)有具體的標(biāo)準(zhǔn),個(gè)別企業(yè)的出口產(chǎn)品是參照外商的要求組織生產(chǎn),這種狀態(tài)對(duì)集成材的發(fā)展及質(zhì)量管理極為不利。因此,為擺脫受制于人的地位,有必要結(jié)合我國(guó)的具體情況,制定適合我國(guó)國(guó)情的集成材生產(chǎn)及質(zhì)量統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)既要保證產(chǎn)品有良好的使用性能,又要考慮到使木材得到充分合理利用,生產(chǎn)企業(yè)有較高的經(jīng)濟(jì)效益。全國(guó)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),也便于企業(yè)組織生產(chǎn),管理部門(mén)進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督,從而促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的提高,促進(jìn)集成材生產(chǎn)的穩(wěn)步發(fā)展。
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