瓦楞紙板用于家具設(shè)計(jì)的實(shí)踐探索★

陳 雪 張恩赫 鄭阿偉 杜曉坤 李 鵬

(東北林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040)

·裝飾與裝潢·

瓦楞紙板用于家具設(shè)計(jì)的實(shí)踐探索★

陳 雪 張恩赫 鄭阿偉 杜曉坤 李 鵬*

(東北林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040)

應(yīng)用瓦楞紙板作為主要材料，進(jìn)行了茶桌和沙發(fā)兩件全紙質(zhì)家具的設(shè)計(jì)與制造實(shí)踐，包括造型設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝等，設(shè)計(jì)成果表明瓦楞紙板用于紙質(zhì)家具創(chuàng)新設(shè)計(jì)是可行的，并提出了一些進(jìn)一步開(kāi)發(fā)瓦楞紙板家具的建議。

瓦楞紙板，家具，設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)

0 引言

紙質(zhì)材料具有無(wú)毒、無(wú)污染、易回收、可循環(huán)利用、易降解等特點(diǎn)，因此從20世紀(jì)70年代起，部分紙質(zhì)材料作為家具中的輔助材料就得到了廣泛的應(yīng)用，如裝飾紙、蜂窩紙等。近年來(lái)，由于環(huán)境和資源問(wèn)題，以紙代木，特別是廢舊紙張的回收利用，已成為社會(huì)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。目前將紙質(zhì)材料作為家具制造的主體材料，開(kāi)發(fā)出質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的紙制家具，已成為家具行業(yè)的設(shè)計(jì)熱點(diǎn)[1]。

在市面上常見(jiàn)瓦楞紙板、蜂窩紙板和工業(yè)紙板，其中瓦楞紙板最為普遍。瓦楞紙板是由箱板紙和波紋狀的瓦楞芯紙經(jīng)過(guò)膠粘劑粘合而成的多層板狀物，剖面結(jié)構(gòu)近似三角形，層數(shù)有單層、雙層、三層和五層等，呈波紋狀的兩個(gè)波峰表面和襯紙粘合，形成連續(xù)的拱形，結(jié)構(gòu)具有較大的剛性和承載力[2]。本文以瓦楞紙板作為家具設(shè)計(jì)的主體材料進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)踐，設(shè)計(jì)的產(chǎn)品對(duì)象為茶桌和沙發(fā)。

1 材料

設(shè)計(jì)實(shí)踐中所用到主要材料為瓦楞紙板和乳白膠，輔助材料為蜂窩紙板。

1)瓦楞紙板。

本次設(shè)計(jì)實(shí)踐采用五層瓦楞紙板，由三層箱板紙和兩層瓦楞芯紙粘合而成。五層瓦楞紙板用紙量適中，強(qiáng)度高，承重力強(qiáng)；彈性好，易折疊，可塑性強(qiáng)。

2)乳白膠。

乳白膠是由醋酸乙烯單體在引發(fā)劑作用下經(jīng)聚合反應(yīng)而制得的一種熱塑性粘合劑。水溶性，使用安全、無(wú)毒；可常溫固化、固化較快；固化后的膠層無(wú)色透明，韌性、耐久性好，粘結(jié)強(qiáng)度較高。可廣泛應(yīng)用于粘結(jié)紙制品。

2 設(shè)計(jì)與工藝

應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法進(jìn)行家具的造型與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，所使用的軟件為AutoCAD。設(shè)計(jì)過(guò)程是首先運(yùn)用AutoCAD三維建模工具創(chuàng)建、繪制出家具造型設(shè)計(jì)草圖，觀察整體造型效果，然后進(jìn)行結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及優(yōu)化選擇。

2.1 造型設(shè)計(jì)

1)茶桌。

茶桌主體造型分為桌面和桌體兩部分。桌面為圓形，桌體造型設(shè)計(jì)采用線與面結(jié)合的造型元素，整個(gè)造型形態(tài)以幾何化的菱形花瓣為主，直線條穩(wěn)重挺拔，花瓣造型簡(jiǎn)潔素雅，如圖1所示。

2)沙發(fā)。

沙發(fā)外形由坐臥處和扶手處兩種截面組成。各種插接單元均以直線為主，只在靠背、轉(zhuǎn)折處運(yùn)用曲線造型，是以減少漸變截面和曲弧線的應(yīng)用，達(dá)到工藝簡(jiǎn)單，降低成本的要求。同時(shí)，為了沙發(fā)造型的通透輕巧感，各插接件中間留有空隙，輔以紙筒。通過(guò)插接件間的靈活插接組合，達(dá)到豐富的視覺(jué)韻律感、形式感，如圖1所示。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)瓦楞紙板的結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度性能特點(diǎn)，所設(shè)計(jì)的家具在結(jié)構(gòu)上采用膠結(jié)合和開(kāi)槽插接的結(jié)構(gòu)。

1)茶桌。

茶桌的各組成部分主要采用膠結(jié)合。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容為桌體內(nèi)外花瓣間的連接、桌體花瓣與中心紙筒的連接、桌面與桌體的連接及桌體規(guī)則定型的方法。桌體主要結(jié)構(gòu)如圖2所示，加底座和中間卡片使茶桌方便安裝、定型，其中花瓣、底座分別膠接紙筒，桌體膠接桌面。

因?yàn)榛ò甑恼郫B獲得了更多的承重點(diǎn)來(lái)支撐受力面，提高了紙板縱向承載力。同時(shí)，多個(gè)花瓣在橫向相互制衡達(dá)到穩(wěn)定牢靠的狀態(tài),使茶桌具備足夠的承重能力和強(qiáng)度。

2)沙發(fā)。

沙發(fā)運(yùn)用插接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如圖3所示，將紙板裁出槽口，運(yùn)用十字穿插方式相互插接組合，各插接單體相互鉗制構(gòu)成立體形態(tài)。橫縱向插接單體相互之間既起著支持作用，又起著重要的連接作用。插接單體上槽口距離設(shè)計(jì)為2 cm，槽寬為紙板厚度，共有5種插接單體。

2.3 制作工藝

采用劃線、裁切、刻痕、折疊、插接、涂膠、打磨等工藝完成瓦楞紙板家具的制造[3]。

1)茶桌。

首先根據(jù)零部件圖對(duì)瓦楞原紙板進(jìn)行劃線和裁切得到各種零件切板板件。劃線與裁切要求尺寸精確，誤差控制在允許范圍內(nèi)。然后在花瓣板件折疊線處壓制出規(guī)整、深度適中的壓痕線，將切板按折疊線折疊。再用蜂窩紙板制作在涂膠固化期時(shí)用于固定外形、施加壓力的模具。選擇蜂窩紙板做模具，是因?yàn)榉涓C紙板不需層疊就達(dá)到一定厚度，尺寸穩(wěn)定性好，抗折、抗壓能力均大于瓦楞紙板[4]。各部件組合好后，在連接處施膠。乳白膠用量適宜、涂布均勻充分、無(wú)溢出。將蜂窩紙板定型模具套在桌體外部，放置8 h以上常溫固化。最后對(duì)桌體進(jìn)行后期處理，如不平與毛躁處的削平、打磨。

2)沙發(fā)。

首先根據(jù)零部件圖對(duì)瓦楞原紙板進(jìn)行劃線、裁切，得到設(shè)計(jì)所需的截面形狀。然后依據(jù)各截面連接處槽口位置、大小、數(shù)量的設(shè)計(jì)進(jìn)行開(kāi)槽口，見(jiàn)圖4。由于沙發(fā)相同截面及相同截面的槽口在形狀上的一致性，可以運(yùn)用工具或機(jī)器進(jìn)行批量化成型生產(chǎn)。之后再按設(shè)計(jì)方案插接裝配，形成面和體，并安裝紙筒，其中扶手處紙筒為豎立，坐臥處紙筒為橫躺，以增強(qiáng)強(qiáng)度和美觀性。最后進(jìn)行后期處理。

綜合茶桌和沙發(fā)的制作工藝過(guò)程可知，紙板具有良好的切割性、粘貼性、可折疊性，加工工藝簡(jiǎn)單，造型豐富。

2.4 成品展示

茶桌家具以直線和面的形式展現(xiàn)，外觀簡(jiǎn)潔規(guī)整。主要利用折疊結(jié)構(gòu)，輔以膠接，達(dá)到較穩(wěn)定牢固的結(jié)構(gòu)造型。并且經(jīng)過(guò)力學(xué)性能測(cè)試，證明其具有足夠的承重能力，如圖5所示。

沙發(fā)全部利用插接結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)需粘合，拆裝方便。插接面的間距為2 cm×2 cm，接觸面并不影響人的舒適感。由于瓦楞紙板的縱向承載強(qiáng)度高和多維度瓦楞紙板組合后整體強(qiáng)度增強(qiáng)的特性，其具有足夠的承重能力。同時(shí)，沙發(fā)表面形式感強(qiáng)，裸露的瓦楞截面給人耳目一新的感覺(jué),見(jiàn)圖6。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)瓦楞紙板家具的創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐，明確了紙板家具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，實(shí)踐證明紙板家具強(qiáng)度足夠、工藝簡(jiǎn)單、成本低廉且造型豐富。通過(guò)本次設(shè)計(jì)實(shí)踐也發(fā)現(xiàn)了進(jìn)一步開(kāi)發(fā)瓦楞紙板要解決的問(wèn)題，如轉(zhuǎn)折處紙板易折角，需考慮進(jìn)行角部增強(qiáng)處理；應(yīng)對(duì)插接槽間距、深度等進(jìn)行合理計(jì)算；紙制家具的表面裝飾和防水問(wèn)題等。相信隨著紙質(zhì)家具結(jié)構(gòu)的不斷創(chuàng)新，工藝的不斷發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)的不斷規(guī)范，會(huì)不斷地脫離傳統(tǒng)家具的形質(zhì)和造型方法，形成自己獨(dú)特的、美觀個(gè)性的家具風(fēng)格，并達(dá)到實(shí)用、高強(qiáng)、輕質(zhì)、環(huán)保的要求。

[1] 林立平.紙質(zhì)材料在家具中的應(yīng)用研究[D].長(zhǎng)沙：中南林業(yè)科技大學(xué),2008：1-66.

[2] 何少石.面向生產(chǎn)的紙質(zhì)家具設(shè)計(jì)研究[D].成都:西南交通大學(xué)，2008:1-68.

[3] 劉愛(ài)平.紙板家具的研究與設(shè)計(jì)[D].哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué)，2011：1-56.

[4] 章向宇.紙質(zhì)家具設(shè)計(jì)的研究[D].長(zhǎng)沙：中南林業(yè)科技大學(xué)，2011：1-42.

The application of the corrugated board in furniture design★

Chen Xue Zhang Enhe Zheng Awei Du Xiaokun Li Peng*

(CollegeofMaterialScienceandEngineering,NortheastForestryUniversity,Harbin150040,China)

For exploring the furniture manufactured by whole paper-based materials, a tea table and a sofa were designed and manufactured using the corrugated board. The appearance， structure and processing technology of the corrugated board were studied. The design results showed that the corrugated board could be used for paper based furniture design, and some suggestions were given for developing corrugated board furniture in this paper.

corrugated board, furniture, design， structure

1009-6825(2015)07-0206-03

2014-12-29 ★:東北林業(yè)大學(xué)大學(xué)生國(guó)家級(jí)創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目資助(項(xiàng)目編號(hào)：201410225007)

陳 雪(1993- )，女，在讀本科生； 張恩赫(1994- )，男，在讀本科生； 鄭阿偉(1992- )，男，在讀本科生； 杜曉坤(1992- )，女，在讀本科生

李 鵬(1973- )，男，碩士生導(dǎo)師，教授

TU237

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