实木门防开裂变形生产工艺的研究

1实木门防开裂变形生产工艺的研究汉阴县林业局晁党权摘要：实木门造型厚实，纹理自然美观，坚实耐用深受消费者喜爱。但由于实木门多采用名贵木材加工而成，材质坚硬且密度高，价格贵，同时受制于门扇的开裂变形问题没有得到根本性的解决，严重的制约力实木门的应用。通过木门开裂变形因素的分析，这里提出一套新的工艺，采取对实木门零部件结构的木材结构的进行重组，从而彻底解决实木门的开裂变形问题，并调高木材的利用率，降低了实木门的成本，使得实木门的开裂变形和加工昂贵不再是制约实木门应用的主要因素。关键词：实木门；开裂变形；生产工艺一、实木门生产工艺现状全实木是用实木加工制作的装饰门，目前从木材加工工艺上看原实木和指接木门两种。原实木木门是以取材自森林的天然原木作门芯，然后经下料、刨光、开榫、打眼、雕刻、组拼、油漆等工序加工而制成的；指接木实木门是用原木经锯切、指接、刨光、拼板加工成指接板材，再通过与原木实木门相同的工序加工制成的木门，性能要比原木实木门稳定得多，不易变形。实木门多采用名贵木材，木材硬度相对较大，木材多为硬木，收缩率率大，易开裂。同时实木门零部件尺寸较大，木材表面质量要求高导致木材利用率较低，如果采用指节工艺虽然在开裂方面有了一定的改善，但用于采用了指节工艺，由于拼接缝、指节缝，使木门表2面木材纹理的天然性影响。目前大多商家承诺在一年内免费为客户维修，但没有从根本上解决实木门开裂变形问题。二、实木门开裂变形因素分析：1木材的含水率过高是导致木门变形的一个主要原因，由于，木材干缩湿胀特性，及各向异性（轴向干缩率0.1%~0.3%，径向干缩率3%~6%，弦向干缩率6%~12%）。木材的弦向干缩与径向干缩不同造成的差异干缩也会发生内应力，造成开裂。2木材干燥过程中产生的内应力。木材在干燥的过程中由于外层的含水率较内层的降的快，形成内高外低的含水率梯度，造成木材内外不能同时干缩，加上木材径向、弦向干缩率的差异，在木材内部内应力。木材经过锯切、刨切使得现有的应力平衡被打破，内应力得到释放引起木材变形、开裂；木门使用过程中随着含水率的变化及外界环境的变化，木材的内应力才会慢慢释放，最终导致变形、开裂。厚度大尺寸大的木材内部更难干燥，内应力更大，更易引起开裂变形。3实木门的镶板尺寸一般较大，特别是在垂直纹方向极易引起干缩，造成木门在使用一段时间后出现门镶板与门梃间出现开裂分离现象。4实木门由于使用木材加工，同时平面面积大，并且固定点少，使用过程中由于内外两面环境温度、湿度差异，容易产生变形和开裂。5未正确使用胶黏剂、涂胶不均匀，或涂胶组拼后的保压时间和养生时间不到造成门梃交接处开裂。6使用环境不适合，如在潮湿环境、长期暴露在日光下等引起的3开裂变形。三、防止实木门开裂变形工艺通过实木门开裂变形因素分析，我们采用一种新型的实木门生产工艺，从根本上解决了木材开裂变形问题，同时不影响实木门原有天然纹理质感。本工艺通过对实木门零部件木材结构的重组后再进行加工，他加工工艺与传统工艺类似，这里我们以门梃厚度4cm，镶板厚度24mm为例，重点从木材结构重组工艺。1门梃1.1门梃结构：门梃材料采用三层顺纹叠加胶合结构。上下表层采用3mm厚锯制实木薄板，中间层采用34.5mm厚实木指节材两侧分别拼接实木封边条，实木指节材表面质量除腐朽虫眼、孔洞外无其它材质要求。1.2门梃制作工艺：1.2.1门梃表板选加好板材按照门梃尺寸下料，长度方向预留20mm加工余量，宽度方向预留5mm加工余量；用卧式带锯或框锯分解成4mm薄板，定厚砂光到3mm。1.2.2门梃芯材用质量较次料或边角料制作成36mm厚指节板，纵向锯切到设计尺寸；用拼板机两侧胶拼实木封边条，加工完成后尺寸宽度方向预留2mm加工余量，长度方向预留10mm加工余量；用定厚砂光机砂光到34.5mm，砂带选用120号。1.2.3表板、芯板采用热压胶合，门梃芯板双面涂胶，上下面分别叠放3mm后实木表板，用热压机热压胶合，热压温度80-90℃，压4力3-4kg/c㎡，热压时间5分钟。1.2.4用宽带定厚砂光机定厚砂光到40mm，砂带选用180号。1.2.4清边，用铣床将门梃表板多出的部分铣削平整。1.2.5经过开榫头、打孔、铣型加工完成门梃制作工艺（与传统工艺一致。1.3工艺优点：门梃芯材采用了指接材,使得门梃不易开裂变形，表面粘贴3mm实木薄板，进一步改变了木材原有的组成结构，更加增强了抗开了变形性能，由于胶层的渗透，木门的吸水率降低，可承受较大的室内外含水率差异。通过此种工艺结构门梃具有了不易开裂、变形、翘曲。2.门镶板2.1门镶板结构：门镶板采用三层垂直交叉叠加胶合结构。上下表层采用8mm厚实木板材平拼，中间8mm实木板条。三层板材纹理方向垂直叠加胶合。2.2门镶板制作工艺：2.2.1镶板表板选用材质较较好板材，采用25mm厚板材用卧式带锯分解成两片11mm厚板材或加12mm厚板材生产；将材质不合格的要剔除后按照镶板尺寸锯切到相应长度尺寸，长度留15mm加工余量；压刨定厚到10mm；单片锯清边，同时将材质不合格的部分剔除；人工配板组坯后用高频拼板机拼板胶拼，胶拼后的宽度留15-20mm加工余量；用宽带定厚砂光机双面砂光定厚到8mm。2.2.2镶板芯板用较次板材或边角余料、不合格表板；按镶板宽5度锯切到相应的长度尺寸下料，留15-20mm加工余量；双面压刨定厚刨切到8mm，较厚的料用先卧式带锯分解的到10mm，再用双面压刨定厚刨切到8mm。2.2.3镶板表板、芯板采用冷压胶合；上下表板分别单面涂胶，中间平铺芯料，冷压胶合，冷压时间4小时，压力4kg/c㎡。2.2.4按照设计尺寸锯切到镶板到相应尺寸，镶板长、宽方向尺寸与门梃间每边留出3mm伸缩间隙；用柔性刨光机双面刨光，砂带选用180号。2.2.5用相应的铣型刀具对镶板周边铣型。2.3工艺优点：镶板采用三层垂直交叉叠加胶合，提高了木材垂直纹理方向的干缩率，提高了横纹剪切强度，降低了门芯板的横纹收缩了，和抗开裂变形能力。3.门扇组装。3.1在门梃镶嵌镶板的槽内，靠近镶板边侧5-10cm处镶嵌3-5cm长的弹性胶条.3.2榫头涂胶装木榫后门梃与镶板进行组装，保压时间4小时。3.3工艺优点：镶板与榫槽间留有3mm伸缩间隙，在间隙中加入弹性胶条，使得镶板装配紧密，同时门扇在使用过程中干湿度的变换不会导致镶板松动、移位，或者吸水膨胀后撑开门梃。4门扇砂光、油漆、包装。四、与传统工艺对比具有以下的优点61、门扇的制作可用薄板制作，薄板在干燥的过程中干燥质量较厚板好，产生内应力小，同时加工过程中通过木材重组使得木材的内应力得到释放，避免了在使用过程中由于内应力的引起的开裂变形。2、门梃、镶板的部件通过木材重组后加工，较传统的实木板材直接加工具避免了零部件的开了开裂变形，特别是镶板采用三层纹理垂直叠加结构，极大的降低了横向纹理方向的干缩率，从而避免了由于镶板的干缩引起的镶板松动。3、门扇组装时在镶板与门梃间留有3mm伸缩间隙，在间隙中镶嵌有弹性胶条，使得镶板与门梃配合紧密，并避免了由于镶板由于干缩引起的镶板松动、移位现象。4、采用此工艺，仅是改变了门梃、镶板的结构，表面不会出现指节缝，保持了传统的实木门表面自然纹理的外观，不会出现指节实木那样的拼缝、指节缝。5、提高了木材的利用率。传统木门由于零部件规格较大，零部件材质要求质量较高，边角料和材质较差料不能得到较好的利用，实际利用率仅30-40%，采用此法表层板材选用较好的板材加工，而且要求一个表面无材质缺陷，，门梃芯材、镶板芯材可采用加工产生的边角余料、质量较次材质加工。木材利用率可达50%以上。6、零部件合格品率高。由于加工时采用的是薄板，材质缺陷容易比目测出来后及时剔除，避免在零部件加工完成后材发现材质缺陷。77、选用材料厚度规格较少，利于原材料的综合利于，传统方法门梃选用5cm厚板材，加工完成后为40mm，镶板用30厚板材，加工完成后为24mm。采用此法只选用25后板材，门梃表板可用框锯或卧式带锯分解成4片4mm薄板定厚砂工的3mm，镶板可用卧式带锯分解到11mm两块板材,定厚到8mm，三层叠加后为24mm。五、结论综合以上分析此工艺制作的实木门不仅保持了传统工艺制作木门的外观质感，从根本上解决了实木门的开裂、变形问题，同时提高木材利用率20%以上。使得实木门的开裂变形不再是制约实木门的因素，具有很高的实用推广价值。参考文献：王聚颜：陕西林业科技No.11989，pp.59-62“木材变形开裂及其预防”