現(xiàn)代木材加工技術(shù)初探

劉兆奎

傳統(tǒng)的木材加工技術(shù)已經(jīng)不能適應(yīng)全新的發(fā)展形式，現(xiàn)代加工技術(shù)也是在這一過(guò)程中逐漸實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)木材加工技術(shù)的取代。在全新的加工技術(shù)下，木材的特性與價(jià)值可得到最大限度的發(fā)揮，甚至可實(shí)現(xiàn)對(duì)一些新特性的創(chuàng)造。這對(duì)木材應(yīng)用范圍的拓寬有極大的促進(jìn)作用。對(duì)先進(jìn)的加工技術(shù)進(jìn)行利用不僅可提高木材加工企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)可在一定程度上幫助相關(guān)企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化，因此必須在木材加工中實(shí)現(xiàn)對(duì)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用。

一、木材加工技術(shù)簡(jiǎn)介

1.木材加工的定義

在不改變木材基本特性的基礎(chǔ)上利用化學(xué)方法以及機(jī)械設(shè)備對(duì)木材原料進(jìn)行加工就是傳統(tǒng)的木材加工。社會(huì)在不斷發(fā)展，技術(shù)也在進(jìn)行不斷的更新，人們對(duì)木材的基本特性也提出更高要求，其中主要包括木材的高彈、紋理以及色調(diào)等，防火防腐等要求也是其必不可少的組成部分。傳統(tǒng)工藝已經(jīng)不能實(shí)現(xiàn)對(duì)社會(huì)發(fā)展的有效適應(yīng)，現(xiàn)代木材加工技術(shù)主要是基礎(chǔ)木材學(xué)、應(yīng)用物理學(xué)以及生物學(xué)結(jié)合的基礎(chǔ)上進(jìn)行，其中還包括化學(xué)、熱工學(xué)以及聲學(xué)等必不可少的部分。在對(duì)上述原理進(jìn)行充分利用的基礎(chǔ)上對(duì)木材進(jìn)行加工就是指現(xiàn)代木材加工技術(shù)，不僅可對(duì)木材的使用特性進(jìn)行有效提高，同時(shí)可對(duì)其系統(tǒng)性活動(dòng)進(jìn)行最大限度的保持。

2.我國(guó)木材加工技術(shù)的歷史演變

木材加工在我國(guó)自古有之。大家最為熟悉的應(yīng)屬春秋末期的魯班，他發(fā)明了簡(jiǎn)單的木材加工工具墨汁、角尺等；秦漢之際，木材加工工具進(jìn)一步發(fā)展出現(xiàn)了鑿、錛；北魏時(shí)則初步形成了簡(jiǎn)單地木材加工技術(shù)；唐宋時(shí)期木材加工技術(shù)發(fā)展較快，人們會(huì)用鋸開、氣干、拼合、包封等較復(fù)雜的技術(shù)處理木材，并采取蒸煮、干燥、加楔和留縫的方法提高木結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；到了明代木材加工技術(shù)走向成熟，木制家具更是以精巧的結(jié)構(gòu)和簡(jiǎn)樸的造型馳名內(nèi)外。而我國(guó)木質(zhì)結(jié)構(gòu)的古建筑和自然園林藝術(shù)更是國(guó)內(nèi)外的一個(gè)驚嘆。新中國(guó)成立后陸續(xù)成立了木材加工研究部門致力于發(fā)展木材加工技術(shù)。

二、提高木材加工技術(shù)的必要性

自從進(jìn)入21世紀(jì)，現(xiàn)代化以及國(guó)際化是我國(guó)木材加工行業(yè)未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)與方向，國(guó)際間頻繁的經(jīng)濟(jì)貿(mào)易往來(lái)對(duì)其有極大的推動(dòng)作用。不斷提高木材技術(shù)不僅可保持我國(guó)木材加工行業(yè)的領(lǐng)先地位，同時(shí)可在一定程度上對(duì)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)行不斷增強(qiáng)。在全球環(huán)境持續(xù)惡化的趨勢(shì)與背景之下，各國(guó)政府不斷提高對(duì)環(huán)境污染以及資源浪費(fèi)現(xiàn)象的重視程度，因此在實(shí)際對(duì)木材進(jìn)行加工時(shí)必須實(shí)現(xiàn)與環(huán)保理念的有機(jī)結(jié)合，促使可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

三、目前較前沿的木材加工技術(shù)有哪些

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐與發(fā)展，木材加工技術(shù)已經(jīng)取得顯著成就。全球范圍內(nèi)存在多種木材加工技術(shù)，我們主要針對(duì)較為先進(jìn)的幾種技術(shù)進(jìn)行分析與介紹。實(shí)現(xiàn)與先進(jìn)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合對(duì)新技術(shù)的推廣有重要作用，同時(shí)可在一定程度上對(duì)行業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)行提高。

1.CVD涂層技術(shù)

CVD涂層技術(shù)即化學(xué)氣相沉積技術(shù)，其主要原理是采用各種金屬類（如鎳、銅、鈦、鈷、鉻、鉭、鋁等）化學(xué)物質(zhì)或混合物質(zhì)在刀片表層形成一層涂抹或沉積膜，通過(guò)加強(qiáng)穩(wěn)定性、耐磨性、韌性乃至切割性等以提高刀具的使用效率。英國(guó)制造研究部門早前已經(jīng)通過(guò)鈦化合物和其他金屬混合物在刀具表面沉積涂層來(lái)達(dá)到提高刀片耐磨度的試驗(yàn)，得出其性能高于常規(guī)刀片的4倍左右。萬(wàn)奈特（美）公司也利用鈦鋁化合物的混合體在超晶體刀具表面進(jìn)行涂層覆蓋，且使用效果至少提升一半左右的工作效率。德國(guó)教授發(fā)現(xiàn)采用微米級(jí)別的氧化鋁涂層的陶瓷刀具的切割效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于常見刀具的切割效果。而日本三菱集團(tuán)研發(fā)的特殊鈦金屬超級(jí)涂層刀具，表面光滑且忍性極高、耐磨和穩(wěn)定性都有很優(yōu)秀的表現(xiàn)。

2.高速切削技術(shù)

高速切削技術(shù)的原理是利用提高加工工具單位時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)速來(lái)增強(qiáng)刀具、砂輪的使用效果，縮短完成一件產(chǎn)品加工制造的時(shí)間。但是這種技術(shù)對(duì)刀具的挑選比較苛刻。德國(guó)Leitz公司研發(fā)的快速自動(dòng)換刀系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速可達(dá)到36000r/min以上，且收縮式和液壓式加緊夾頭大大增加了柄盤類刀具的安裝精度，其生產(chǎn)能力提高近一倍。L公司開發(fā)的系列產(chǎn)品都有著極其出色的表現(xiàn)。值得一提的是，旗下的多變廓成型銑刀。它利用三角特殊定位方式可重磨換刀片設(shè)計(jì)令刀片與刀體搭配更具靈活性，不僅降低了采購(gòu)成本、同時(shí)也提高了加工過(guò)程中對(duì)材料的適應(yīng)性。高速切削技術(shù)很關(guān)鍵的一個(gè)因素就是動(dòng)力平衡，它關(guān)系著生產(chǎn)安全。加拿大的圖奧特教授和我國(guó)的陳世平教授都對(duì)動(dòng)力平衡方面進(jìn)行了研究分析和試驗(yàn)，并取得了一些進(jìn)展。相信不久的將來(lái)，對(duì)于高速切削刀具使用的安全性會(huì)越來(lái)越有保障。

3.納米改性加工技術(shù)

納米改性加工技術(shù)主要是利用納米科技對(duì)木材原料的基本性能進(jìn)行優(yōu)化的一種加工技術(shù)。它是將微波處理技術(shù)與壓力浸漬等方法有機(jī)結(jié)合提升木材的滲透性，然后盡可能多的使前驅(qū)溶液進(jìn)入木材原體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，以木材為原生場(chǎng)所，發(fā)生原位反應(yīng)生成納米材料后成為新型的復(fù)合材料。生成的無(wú)機(jī)納米體可以改變木材的性能。不同材料的納米體還有不同的表現(xiàn)，如氧化鈦納米體可以提升木材的硬度；氧化硅納米體可以保溫；銀銅等金屬氧化物的納米體具有較強(qiáng)的光譜殺菌能力等等。

4.超聲波切割加工技術(shù)及在線檢測(cè)技術(shù)

超聲波切割技術(shù)是利用工具端面做超聲振動(dòng)通過(guò)磨料的機(jī)械碰撞作用、磨拋和超聲波的空化作用加工木材的一種技術(shù)。超聲波切割技術(shù)雖然對(duì)木材的硬度有所要求，但它依然對(duì)木材部件各種形狀的加工有很好的適應(yīng)度，而且操作精度很高，可以有效提高生產(chǎn)效率。在線檢測(cè)技術(shù)是利用帶鋸自控與聲控、激光標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)有機(jī)結(jié)合在一起組成的信息自動(dòng)化系統(tǒng)的木材加工技術(shù)。

5.綠色加工技術(shù)

綠色環(huán)保加工技術(shù)主要是應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)環(huán)保節(jié)能減排的要求而出現(xiàn)的一系列新概念加工技術(shù)。如木材加工過(guò)程中的除塵、除噪振技術(shù)以及廢舊木材的回收再利用技術(shù)。除塵技術(shù)目前的主要辦法是采用高效旋風(fēng)分離器對(duì)廢材進(jìn)行分離篩選或在砂光打磨段采用分層過(guò)濾除塵器。而除噪振技術(shù)則是通過(guò)研究刀片在空氣中產(chǎn)生阻力和空氣流的相關(guān)性來(lái)尋找減小噪聲和振動(dòng)的技術(shù)。

通過(guò)對(duì)較為前沿的現(xiàn)代化木材加工技術(shù)的了解和掌握，可以結(jié)合我國(guó)實(shí)際木材加工行業(yè)的現(xiàn)狀和優(yōu)勢(shì)，積極研究和開發(fā)具有國(guó)際領(lǐng)先水平的木材加工技術(shù)。既要保持我國(guó)木材加工的傳統(tǒng)精髓又具有時(shí)代創(chuàng)新特色，是研發(fā)未來(lái)木材加工技術(shù)的一個(gè)課題。只有保持繼承傳統(tǒng)的創(chuàng)新才能更具有民族性和超越性，并使我國(guó)的木材加工技術(shù)立于不敗的領(lǐng)先地位。

（作者單位：164031黑龍江省通北林業(yè)局）endprint