第四章 家具材料基础

家具与陈设设计主讲人：赵巧香第四章家具材料基础《家具与陈设设计》河北科技师范学院艺术学院节目录第一节家具主材——木材第二节竹藤材第三节金属材料第四节玻璃第五节石材第六节塑料第七节胶粘剂第八节涂料第九节五金辅料第四章家具材料基础第一节家具主材——木材天然木材的种类木材选用的优缺点天然木材的加工与规格木质人造板天然木材的种类针叶材（又称软材）：树干通直而高大，纹理平直，材质均匀，木质轻软，易于加工，强度较高，表观密度及胀缩变形小，耐腐蚀性强。常见的针叶材有红松、落叶松、白松、云杉、冷杉、铁杉、柳杉、红豆杉、杉木、柏木、马尾松、华山松、云南松、北美黄杉（花旗松）、智利松、辐射松、本松等。阔叶材（又称硬材）：树干通直部分一般较短，材质较硬，难加工，较重，强度大，胀缩翘曲变形大，易开裂，常用作尺寸较小的构件，有些树种具有美丽的纹理与色泽，适于作家具、室内装修及胶合板等。常用的阔叶材树种有水曲柳、白腊木、锻木、榆木、杨木、械木（色木）、枫香（枫木）、枫杨、桦木（白桦、西南桦）、酸枣、漆树、黄连木、冬青、桤木（冬瓜木）、栗木、槠木、锥木（栲木）、泡桐、鹅掌楸、楸木、梓木、黄杨木、榉木、山毛榉（水青冈）、柞木、橡木、橡胶木、樱桃木、胡桃木、樟木（香樟）、楠木、柳按、红柳按、柚木、桃花心木、阿比东、龙脑香、门格里斯（康巴斯）、塞比利（沙比利）、紫檀、黄檀、酸枝木、香木、花梨木、黑檀（乌木）、鸡翅木、铁力木。木材选用的优缺点优点：质轻而强度较大。具有天然纹理和清雅的色泽。容易加工和涂饰。电、热、声的传导性小。木材环境学特性:包括视觉特性、触觉特性、调湿特性、空间声学性质以及对生物体的调节特性。木材是一种轻质材料，一般木材的密度常在0.4——0.9g/cm3，而其单位质量的强度却比较大，各种木材顺纹抗压极限强度的平均值在50MPa。能耐较大的变形而不折断。木材无论是宏观、微观还是超微结构上均显示出多孔性，它是一种“蜂窝状”结构。木材的年轮和天然纹理经锯切方向的不同形成了粗、细、直、斜的纹理样式，再经刨切、旋切、拼接等各种方式的加工，更加丰富了其精美的天然纹理。各种木材所具有的不同天然色泽，在赏心悦目的同时也成为家具回归自然的一种流行趋势，这为家具及室内装饰提供了广阔的途径，是其他材料无法相比的。木材由于它的密度小，经采伐、锯截、干燥后，使用简单工具或机械就可以进行锯、刨、磨（砂）、钻等切削加工；还可以用钉接、榫接、胶合等方法加以连接。由于木材的材质结构具有毛细孔及管状细胞，因此极易吸湿受潮。油漆的附着力强，着色和涂饰性能好。易于进行漂白（脱色）、着色（染色）、涂饰、贴面等装饰处理；另外，进行干燥、弯曲、压缩、切片（刨切、旋切）、改性（强化、防腐、防火、阻燃）等机械或化学处理也比较方便。由于木材是有孔性材料，它的纤维结构和细胞内部留有停滞的空气，空气是热、电的不良导体，因此，隔音和绝缘性能好，热传导慢，热膨胀系数小，热胀冷缩的现象不显著，常给人以冬暖夏凉的舒适感和安全感。木材的视觉心理量与木材材色物理量有着密切的关系。这说明了材色明度值的改变对心里感觉产生影响。木材可以吸收阳光中的紫外线，减轻人体的危害，同时木材又能反射红外线。与混凝土、塑料等材料相比较，木材具有明显的湿度调节功能。木材为多孔性吸声材料，在控制环境混响时间、抑制环境噪声方面比较有利，能创造较好的室内声环境，在交谈时可拥有良好的清晰度，且有较好的隔音效果，人处于其中，比在混凝土、砖等材料结构的室内感到舒适。木材选用的优缺点缺点：吸湿性（胀缩性、干缩湿胀性）。异向性（各向异性）。变异性。天然缺陷。易受虫菌蛀蚀和燃烧。在含水率低于纤维饱和点时，木材具有吸湿性。木材解湿时其尺寸和体积的缩小称为干缩，相反吸湿引起尺寸和体积的膨胀称为湿胀。干缩和湿胀并不是在任何含水率条件下都能发生的，而只有在纤维饱和点以下才会发生。木材的干缩湿胀在不同的方向上是不一样的，横向干缩较纵向要大几十倍至上百倍，横向干缩中弦向约为径向的两倍。木材的干缩湿胀随树种、密度以及晚材率的不同而异。针叶材的干缩较阔叶材要小:软阔叶材的干缩较硬阔叶材要小;密度大的树种干缩值越大;晚材率越大的木材干缩值也越大。湿胀和干缩是木材固有的不良特性，它对木材的加工、利用影响极大，不仅会造成木材尺寸、形状和强度的改变，而且会导致板材的变形、开裂、翘曲和扭曲等现象。木材在构造上是非均一的材料。木材的力学强度、干缩和湿胀、对水分或液体的贯透性、导热、导电以及传播声音等性质比匀质材料要复杂得多。造成木材异向性的主要原因是由木材的组织构造所决定的。通常是指因树种、树株、树干的不同部位及立地条件、造林和营林措施等的不同，而引起的木材外部形态、构造、化学成分和性质上的差异。同一树种木材的构造和物理、力学性质，也只是在一定的范围内近似而已。在树木生长过程中，受周围环境因素影响，致使树木生长发育不正常;有的是树木生长正常的生理现象，如节子、斜纹，都称木材天然缺陷。虽然天然缺陷降低了木材的强度性质，另一方面却给予了材面美丽的花纹，制成的单板刨片可供作装饰材料，所以缺陷在一定程度上有相对的意义。木材在保管和使用期间，经常会受到虫菌的危害，使木材产生虫蛀和腐朽现象，也极易着火燃烧。为防虫蛀和防火，通常用干燥（含水率在18%以下）、油漆以及防腐朽、防火、阻燃处理。天然木材的加工与规格家具木材的规格有板材、方材、薄木、曲木。按材料断面的宽度为厚度的只倍及三倍以上的称为板材，而宽厚比小于3:1的称为方材。板材和方材是家具制作中最常用的材料，另外薄木、曲木和人造板材是家具用材中的特种材料，使用也较多。薄木:厚度在0.1一12mm的木材称为薄木。用锯割方法所得的薄木称为锯割薄木，用刨削方法得到的薄木称为刨制薄木，用旋切方法得到的薄木称为旋制薄木。曲木:在家具生产中，经常会遇到制造各种曲线形的零部件，这就需要使用曲木。曲木的加工方式有两大类:一类为锯制加工，即用较大的木料按所需的曲线加以锯割而成；另一类加工方式为曲木弯制方法，常用的有实木弯曲和薄木胶合弯曲两种加工方法。木质人造板木质人造板是将原木或加工剩余物经各种加工方法制成的木质材料。人造板的种类很多，其中最常用的是胶合板、刨花板、纤维板、细木工板、空心板、多层板以及层积材和集成材等。人造板具有幅面大、质地均匀、表面平整、易于加工、利用率高、变形小和强度大等优点。采用人造板生产家具，结构简单、造型新颖、生产方便、产量高、质量好，便于实现标准化、系列化、机械自动化生产。胶合板胶合板是原木经旋切或刨切成单板，涂胶后按相邻层木纹方向互相垂直组坯胶合而成的二层或多层（奇数）板材。胶合板的品种很多，有普通胶合板、厚胶合板、装饰胶合板等。松木胶合板进口胶合板胶合板特点胶合板具有幅面大、厚度小、密度小、木纹美丽、表面平整、不易翘曲变形、轻巧坚固、强度高、加工简便、便于弯曲等优良特性。胶合板的结构决定了它的各向物理力学性能比较均匀，它克服了天然木材各向异性的缺陷。在使用性能上要比天然木材优越。胶合板可以合理地使用木材，提高木材利用率。每2.2m3原木可生产1m3胶合板；生产1m3胶合板，可代替相等使用面积的4.3m3左右原木锯解的板材使用。胶合板可与木材配合使用。它适用于家具上大幅面的部件，不管是作面还是作衬里，都极为合适。胶合板种类按树种（面板）分:阔叶材胶合板和针叶材胶合板。按胶层耐水性分：按照胶合板使用的胶粘剂耐水和耐用性能、产品的使用场所，可分为室内型胶合板和室外型胶合板两大类，或I类（耐气候、耐沸水）胶合板、Ⅱ类（耐水）胶合板、Ⅲ类（耐潮）、Ⅳ类（不耐水）胶合板等四类。按结构和制造工艺分:普通胶合板；装饰胶合板，即表面用薄木、木纹纸、浸渍纸、塑料薄膜以及金属片材等贴面做成的装饰贴面板；特殊胶合板，即特殊处理、专门用途的胶合板，如塑化胶合板、防火（阻燃）胶合板、航空胶合板、船舶胶合板、车厢胶合板、异型胶合板等。刨花板刨花板是利用小径木、木材加工剩余物（板皮、截头、刨花、碎木片、锯屑等）、采伐剩余物和其他植物性材料或植物的秸秆加工成一定规格和形态的碎料或刨花，并施加胶粘剂后，经铺装和热压制成的板材，俗称碎料板。刨花板刨花板特点刨花板具有幅面尺寸大、表面平整、结构均匀、长宽同性、无生长缺陷、不需干燥、隔音隔热性好、有一定强度、利用率高等优点。刨花板密度大、平面抗拉强度低、厚度膨胀率大、边部易脱落、不宜开桦、握钉力低、切削加工性能差、游离甲醛释放量大、表面无木纹等缺点。刨花板可以综合利用小径木和碎料，节约木材资源，提高木材利用率。刨花板须经二次加工装饰（表面贴面或涂饰），周边应镶实木或与板面相应的封边材料。刨花板种类按制造方法分:挤压法刨花板和平压法刨花板。按结构分:单层结构刨花板（拌胶刨花不分大小粗细的铺装压制而成，饰面较困难）、二层结构刨花板（外层细刨花、胶量大，芯层粗刨花、胶量小，家具常用）、渐变结构刨花板（刨花由表层向芯层逐渐加大，无明显界限，强度较高，用于家具及室内装修）。按原料分:木质刨花板和非木质刨花板（竹材刨花板、棉秆刨花板、亚麻屑刨花板、一甘蔗渣刨花板、秸秆刨花板、水泥刨花板、石膏刨花板等）。纤维板纤维板是以木材或其他植物纤维为原料，经过削片、制浆、成塑、干燥和热压而制成的板材，常称为密度板。根据其密度的不同可分为硬质、半硬质和软质三种纤维板。密度纤维板纤维板特点软质纤维板;密度不大、物理力学性能不及硬纤板，主要在建筑工程中用于绝缘、保温和吸音、隔音等方面。中密度纤维板（MDF）和高密度纤维板（HDF）:幅面大、结构均匀、强度高、尺寸稳定变形小、易于切削加工（锯截、开样、开槽、砂光、雕刻和铣型等）、板边坚固、表面平整、便于直接胶贴各种饰面材料、涂饰涂料和印刷处理，是中高档家具制作和室内装修的良好材料。纤维板种类按原料分：木质纤维板、非木质纤维板。按制造方法分：湿法纤维板（以水为介质，不加胶或少加胶）、干法纤维板（以空气为介质，用水量极少，基本无水污染）。按密度分：软质纤维板（LDF，密度小于0.49g/cm3）、中密度纤维板（MDF，密度0.4~0.8g/cm3）,高密度纤维板（高密度板HDF，密度一般为0.8一0.99g/cm3）。细木工板细木工板俗称木工板，它是将厚度相同的木条，同向平行排列拼合成芯板，并在其两面按对称性、奇数层以及相邻层纹理互相垂直的原则各胶贴一层或两层单板而制成的实心覆面板材，所以细木工板是具有实木板芯的胶合板，也称实心板、大型板。松木胶合板细木工板特点与实木板比较：细木工板幅面宽大、结构尺寸稳定;不易开裂变形、表面平整一致；利用边材小料、节约优质木材；板面纹理美观、不带天然缺陷；横向强度高、板材刚度大。与“三板”比较：细木工板与胶合板相比，原料要求较低；与刨花板、纤维板相比，质量好、易加工；与胶合板、刨花板相比，用胶量少、设备简单、投资少、工艺简单、能耗低。细木工板的结构稳定，不易变形，加工性能好，强度和握钉力高，是木材本色保持最好的优质板材，广泛用于家具生产和室内装饰，尤其适于制作台面板和坐面板部件以及结构承重构件。细木工板种类按原料分：木质纤维板、非木质纤维板。按制造方法分：湿法纤维板（以水为介质，不加胶或少加胶）、干法纤维板（以空气为介质，用水量极少，基本无水污染）。按密度分：软质纤维板（LDF，密度小于0.49g/cm3）、中密度纤维板（MDF，密度0.4~0.8g/cm3）,高密度纤维板（高密度板HDF，密度一般为0.8一0.99g/cm3）。空心板空心板是由轻质芯层材料（芯板）和覆面材料所组成的空心复合结构板材。家具生产用空心板的芯层材料多由周边木框和空芯填料组成。松木胶合板进口胶合板空心板特点空芯板质量轻、变形小、尺寸稳定、板面平整、材色美观，有一定强度，是家具生产和室内装修的良好轻质板状材料。空心板种类空心板根据其空芯填料的不同主要有木条栅状空心板、板条格状空心板、薄板网状空心板、薄板波状空心板、纸质蜂窝状空心板、轻木茎秆圆盘状空心板等。空心板