人造板在家具設計與制作中的運用

陳國康

摘 要：家具是人們日常生活中的主要器具。由于木材紋理美觀，色澤多樣，四季溫度相近，質輕強度高，富有彈性，吸聲隔音，導熱性低，易加工等優點，木材一直是人類制作家具的主要材料。但是木材也有它的缺陷和局限性，首先，木材資源有限，不斷減少的森林面積和相對穩定的木材成材速度，無法滿足當今人類快速發展的制造業需求；其次，并非所有木材都適合做家具，有些木材密度低，內部結構不穩定，容易干縮濕脹和變形開裂；再次，木材本來存在天然的缺陷，如有節眼、翹曲、潰爛等，然后，木材易燃、易腐爛和蟲蛀，干燥緩慢；最后是木材加工過程中也常產生大量的邊角廢料，木材利用率低。人造板的誕生，有效解決了木材原木制作家具的缺陷和局限性，相比優勢明顯，但是劣勢也同時存在，如環保性能方面比較薄弱，甲醛含量過高等。本文主要從人造板的分類中淺談人造板在家具設計與制作中的運用。

關鍵詞：人造板；家具設計與制作

一、人造板的定義

人造板主要是指人類利用木材及其它非木材植物為原料，經機械加工成碎料和纖維后，施加或不施加膠粘劑和其他添加劑膠合而成的板材或模壓制品。人造板的內部物理結構經過人工重組，不易變形，掩蓋了天然缺陷，形成統一規格的板材，大大提高了木材的利用率。據統計1立方米人造板可代替3～5立方米木材使用。人造板除了可以高效利用木材外，還能減少原木開料、拼接、壓刨、拋光、涂漆等操作的人工和時間成本。在家具設計與制作中常用的人造板主要包括膠合板、纖維板、刨花板等三大類產品，其延伸產品和深加工產品達上百種。

二、人造板的分類和在家具設計與制作中的運用

1.膠合板材料在家具設計與制作中的運用

膠合板又名夾板，是指由蒸煮軟化過的原木，經旋切或刨切成薄板，然后將各張薄板的木纖維方向相互垂直放置，用耐水性好的合成樹脂膠粘結，再經加壓、干燥、鋸邊、表面修整而成的板材。其層數成奇數，一般為3-13層，分別稱三合板、五合板等。膠合板是家具制造常用材料之一，也是人造板三大板之一。阿爾瓦·阿爾托是芬蘭建筑大師和家具設計大師，他繼承前輩馬歇·多耐脫等在19世紀對模壓膠合板和彎曲木的研究，在20世紀初改進了膠，使模壓及彎曲技術過了關，得到普及而進入市場。1931年后阿爾瓦·阿爾托為佩美奧療養院設計的病人用休息扶手椅（圖1）、懸臂木躺椅（圖2）、懸臂休息椅（圖3）等都是多層膠合彎曲木家具。

多層膠合彎曲技術是指將多張涂了膠水的薄板加壓彎曲，通過壓力一直保持到膠層固化成型，從而制得彎曲部件的方法。其工藝流程是：一薄板準備，根據彎曲木部件設計的形狀和尺寸來挑選配置薄板。二是涂膠配坯，將膠粘劑均勻涂在薄板上，再根據彎曲部件的用途采用不同的配坯方法進行配坯，可平行配坯，各層單板纖維方向平行一致放置，主要用于順纖維方向受力的彎曲部件；也可垂直配置，相鄰層單板纖維方向垂直放置，用這種配坯方式制成的彎曲部件強度均勻；更可混合配置，這樣配坯方式彎曲性能良好，用在形狀復雜的彎曲部件。三是模壓膠合彎曲，可采用硬模加壓膠合彎曲或軟膜加壓膠合彎曲。四是彎曲部件的陳放，膠合彎曲后，必須放置一段時間，使其內應力均勻以減少變形。這種多層膠合彎曲木的最大優勢是多層之間互相膠合，各項應力互相抵消，張力均勻一致，所以結構穩定，成型后配合緊密，有一定的彈性，而且具有長期穩定性。多層膠合彎曲工藝可以把木板彎曲定型，設計與制作的家具造型曲直交替，簡潔新穎，拆裝靈活，運輸方便，結構舒適合理，更符合人體工程學。還有是多層膠合彎曲木家具適合機械化大批量生產，大大提高生產效率，降低成本。木材利用率也由一般木家具的45%提高到75%，與實木家具比較，其抗彎、抗剪、抗壓強度提高15%以上。隨著多層膠合彎曲木家具生產技術的不斷成熟，越來越多大膽創新的膠合彎曲木家具在市場中涌現。如Eames模壓膠合板座椅（圖4）、蟻椅（圖5）、The GJ Chair（圖6）等。

膠合板材料除了可以制作多層膠合彎曲木家具外，也是制作各種板式家具的上等好材。用膠合板材料設計與制作家具的缺點主要體現在造價較高，膠合用的膠粘劑存在一定的空氣污染，如果材料沒有充分干燥或生產工藝存在問題時，可能導致板材變形。另外，膠合板膠層會老化，長期承載能力差，使用期限比實木短。還有的是膠合板不如纖維板板面層光潔，用膠合板做基層，表面上再粘合飾面板材時，不如中纖維板做基層牢固。

2.纖維板材料在家具設計與制作中的運用

纖維板又名密度板，是指以木材及其它非木材植物為原料，經機械加工纖維分離后，施加膠粘劑或添加劑，在加熱加壓的條件下，壓制成的板材。制造 1立方米纖維板約需2.5～3立方米的木材，可代替3立方米鋸材或5立方米原木。纖維板具有材質均勻細密、質軟耐沖擊、邊緣牢固不易開裂、容易造型涂飾、避免了腐朽、蟲蛀等優點，是制作家具的一種良好材料。纖維板制作家具的最大優勢是可以一次成型模壓纖維板生產家具部件（圖7），可以加工成各種異型的邊緣（圖8），并且不必封邊，直接可涂飾，可以取得較好的造型效果。纖維板內部物理組織結構均勻，內外一致，可以進行表面的雕花加工和加工成各種斷面的裝飾線條，適于代替天然木材作家具結構材料，適合造型復雜的歐式家具。高檔歐式家具用實木雕刻制作，普通歐式家具是用纖維板壓制成形，再經過噴漆或烤漆制作。

一次成型模壓纖維板工藝就是將一定量的纖維物品放入到成型溫度下的模具對模腔內，然后閉模加熱、加壓，使得纖維物品受熱軟化，受壓流動，均勻分布到模具的每一個部位，最后固化成型的工藝方法。一次成型模壓纖維板的優點體現在生產效率高，便于實現生產的自動化和專業化；產品尺寸精度比較高，可以重復性的使用；表面比較的光潔，不需要進行二次的修飾；能夠一次完成結構復雜的制品；能夠進行批量的生產，降低了生產的成本 。一次成型模壓纖維板主要運用在結構復雜、雕刻圖案繁多的歐式家具部件加工生產上。

纖維板材料也是制作板式家具的主要材料。辦公家具中的大班臺、大型會議桌、木皮文件柜等家具大多數以中、高纖維板為基材，貼面一般用胡桃木、櫻桃木、柚木等木皮飾面。纖維板最大的缺點就是不防潮，遇水膨脹率大，變形大，長時間承重變形大。其次是纖維板中膠粘劑、添加劑、固化劑等物質容易揮發，會對環境的污染和人體健康造型一定危害。還有是纖維板握釘力較差，螺釘旋緊后很容易發生松動。

3.刨花板材料在家具設計與制作中的運用

刨花板又叫顆粒板（圖9），是指以木材及其它非木材植物為原料，經機械加工成碎料后，施加膠粘劑或添加劑，在熱力和壓力作用下膠合成的人造板。刨花板內部結構比較均勻，不易變形，橫向承重力較好，吸音和隔音性能也好，可以進行各種貼面裝飾（圖10），可以根據需要加工成大幅面的板材。刨花板材料制作家具最大的優勢是價格低廉，工藝最簡，能源消耗最少。主要運用在桌子、柜子、床等板式家具的設計與制作中。

刨花板是板式家具制造中最常用的一種人造板材，適合制作造型簡潔、款式多樣、價格低廉的各類板式家具。刨花板最大的缺點就是不夠環保，由于在刨花板生產過程中，會加入大量的甲醛基膠粘劑或添加劑，因此其成品會或多或少會釋放游離甲醛，當游離甲醛含量超過一定限制時，會影響人體健康。另外，刨花板內部為顆粒狀結構，不易于銑型，在裁板時容易造成暴齒的現象，邊緣粗糙，容易吸濕，所以用刨花板制作的家具封邊工藝就顯得特別重要，不適合現場制作4.細木工板材料在家具設計與制作中的運用

細木工板俗稱大芯板， 是由兩片單板夾著優質天然的實木拼板，再經冷、熱壓機膠壓后制成。細木工板具有質輕、易加工、握釘力好、不易變形，尺寸穩定等特點，是板式家具制造較為理想的材料。細木工板最大優勢是內部天然實木拼板結構，更順應人類對自然生態的要求。細木工板主要應用于家具制造、門板、壁板等，特別適合當下流行的私人訂制家具，整體櫥柜設計與制作的材料選擇。細木工板最大的缺點也都是不夠環保，由于細木工板是特殊的膠合板，在生產過程中大量使用尿醛膠，甲醛釋放量普遍較高，環保標準普遍偏低。另外細木工板內部的實木條為縱向拼接，故豎向的抗彎壓強度差，長期的受力會導致板材明顯的橫向變形。

三、人造板制作家具的優缺點

人造板設計與制作家具的優點主要體現在：一是有效提高木材利用率，幅面大，結構性能好，造型穩定，不易變形，彎曲成型性能好；二是拆裝方便，采用五金件連接，裝配、拆卸、物流搬運都十分方便，適合電商時代的市場需求；三是個性化，因為人造板貼面的多樣化，可以根據個人喜好進行私人訂制，包括家具的尺寸款式、顏色圖案、質地等均可進行個性化設計；四是生產周期快，采用統一尺寸規格的人造板和五金件為原材料，便于機械化批量加工生產，生產速度快；五是相對實木家具價格便宜。人造板設計與制作家具的缺點主要有：一是人不夠環保，雖然人造板大大提高了木材利用率，但是因為人造板制造過程中需要添加大量的膠粘劑或添加劑進行膠合模壓才能成為板材，此類家具易釋放對環境造成污染、對人體有害的甲醛。二是使用壽命短，不夠牢固，由于人造板的內部物理結構經過人工重組，密度相對較低，五金件容易松動脫離；三是貼面紋理缺乏自然、溫馨的美感。

膠合板抗彎、抗剪、抗壓強度高，結構穩定，多層膠合彎曲木制作的家具造型優美，適合機械化大批量生產，加工工藝性能也優于其它人造板板。纖維板可以一次成型模壓生產家具部件，生產效率高，便于實現生產的自動化和專業化。刨花板的制造工藝最簡，能源消耗最少，價格低廉，但需用大量膠粘劑，不夠環保。細木工板采用內部天然實木拼板結構，更順應人類對自然生態的要求，但是大量使用尿醛膠，甲醛釋放量普遍較高，也都不夠環保。為了更好的在家具設計與制作中運用各種人造板，膠合板、纖維板、刨花板、細木工板等可以綜合利用，使其各盡所長

參考文獻：

[1] 曾堅 朱立珊《北歐現代家具》中國輕工業出版社2002年出版166頁.

[2] 楊乃臣 宋志磊《一次成型模壓纖維板生產工藝之探討》《科技傳播》 2013年第 14期128-129頁.