現代木材加工技術初探

劉兆奎

傳統的木材加工技術已經不能適應全新的發展形式，現代加工技術也是在這一過程中逐漸實現對傳統木材加工技術的取代。在全新的加工技術下，木材的特性與價值可得到最大限度的發揮，甚至可實現對一些新特性的創造。這對木材應用范圍的拓寬有極大的促進作用。對先進的加工技術進行利用不僅可提高木材加工企業的競爭優勢，同時可在一定程度上幫助相關企業實現經濟效益最大化，因此必須在木材加工中實現對先進技術的應用。

一、木材加工技術簡介

1.木材加工的定義

在不改變木材基本特性的基礎上利用化學方法以及機械設備對木材原料進行加工就是傳統的木材加工。社會在不斷發展，技術也在進行不斷的更新，人們對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、紋理以及色調等，防火防腐等要求也是其必不可少的組成部分。傳統工藝已經不能實現對社會發展的有效適應，現代木材加工技術主要是基礎木材學、應用物理學以及生物學結合的基礎上進行，其中還包括化學、熱工學以及聲學等必不可少的部分。在對上述原理進行充分利用的基礎上對木材進行加工就是指現代木材加工技術，不僅可對木材的使用特性進行有效提高，同時可對其系統性活動進行最大限度的保持。

2.我國木材加工技術的歷史演變

木材加工在我國自古有之。大家最為熟悉的應屬春秋末期的魯班，他發明了簡單的木材加工工具墨汁、角尺等；秦漢之際，木材加工工具進一步發展出現了鑿、錛；北魏時則初步形成了簡單地木材加工技術；唐宋時期木材加工技術發展較快，人們會用鋸開、氣干、拼合、包封等較復雜的技術處理木材，并采取蒸煮、干燥、加楔和留縫的方法提高木結構的穩定性；到了明代木材加工技術走向成熟，木制家具更是以精巧的結構和簡樸的造型馳名內外。而我國木質結構的古建筑和自然園林藝術更是國內外的一個驚嘆。新中國成立后陸續成立了木材加工研究部門致力于發展木材加工技術。

二、提高木材加工技術的必要性

自從進入21世紀，現代化以及國際化是我國木材加工行業未來發展的趨勢與方向，國際間頻繁的經濟貿易往來對其有極大的推動作用。不斷提高木材技術不僅可保持我國木材加工行業的領先地位，同時可在一定程度上對國際競爭力進行不斷增強。在全球環境持續惡化的趨勢與背景之下，各國政府不斷提高對環境污染以及資源浪費現象的重視程度，因此在實際對木材進行加工時必須實現與環保理念的有機結合，促使可持續發展目標的實現。

三、目前較前沿的木材加工技術有哪些

經過長期的實踐與發展，木材加工技術已經取得顯著成就。全球范圍內存在多種木材加工技術，我們主要針對較為先進的幾種技術進行分析與介紹。實現與先進技術的有機結合對新技術的推廣有重要作用，同時可在一定程度上對行業的現代化進行提高。

1.CVD涂層技術

CVD涂層技術即化學氣相沉積技術，其主要原理是采用各種金屬類（如鎳、銅、鈦、鈷、鉻、鉭、鋁等）化學物質或混合物質在刀片表層形成一層涂抹或沉積膜，通過加強穩定性、耐磨性、韌性乃至切割性等以提高刀具的使用效率。英國制造研究部門早前已經通過鈦化合物和其他金屬混合物在刀具表面沉積涂層來達到提高刀片耐磨度的試驗，得出其性能高于常規刀片的4倍左右。萬奈特（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。德國教授發現采用微米級別的氧化鋁涂層的陶瓷刀具的切割效果遠遠大于常見刀具的切割效果。而日本三菱集團研發的特殊鈦金屬超級涂層刀具，表面光滑且忍性極高、耐磨和穩定性都有很優秀的表現。

2.高速切削技術

高速切削技術的原理是利用提高加工工具單位時間內的轉速來增強刀具、砂輪的使用效果，縮短完成一件產品加工制造的時間。但是這種技術對刀具的挑選比較苛刻。德國Leitz公司研發的快速自動換刀系統的轉速可達到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，其生產能力提高近一倍。L公司開發的系列產品都有著極其出色的表現。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計令刀片與刀體搭配更具靈活性，不僅降低了采購成本、同時也提高了加工過程中對材料的適應性。高速切削技術很關鍵的一個因素就是動力平衡，它關系著生產安全。加拿大的圖奧特教授和我國的陳世平教授都對動力平衡方面進行了研究分析和試驗，并取得了一些進展。相信不久的將來，對于高速切削刀具使用的安全性會越來越有保障。

3.納米改性加工技術

納米改性加工技術主要是利用納米科技對木材原料的基本性能進行優化的一種加工技術。它是將微波處理技術與壓力浸漬等方法有機結合提升木材的滲透性，然后盡可能多的使前驅溶液進入木材原體的內部結構中，以木材為原生場所，發生原位反應生成納米材料后成為新型的復合材料。生成的無機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，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的光譜殺菌能力等等。

4.超聲波切割加工技術及在線檢測技術

超聲波切割技術是利用工具端面做超聲振動通過磨料的機械碰撞作用、磨拋和超聲波的空化作用加工木材的一種技術。超聲波切割技術雖然對木材的硬度有所要求，但它依然對木材部件各種形狀的加工有很好的適應度，而且操作精度很高，可以有效提高生產效率。在線檢測技術是利用帶鋸自控與聲控、激光標準檢測系統數據庫有機結合在一起組成的信息自動化系統的木材加工技術。

5.綠色加工技術

綠色環保加工技術主要是應現代社會環保節能減排的要求而出現的一系列新概念加工技術。如木材加工過程中的除塵、除噪振技術以及廢舊木材的回收再利用技術。除塵技術目前的主要辦法是采用高效旋風分離器對廢材進行分離篩選或在砂光打磨段采用分層過濾除塵器。而除噪振技術則是通過研究刀片在空氣中產生阻力和空氣流的相關性來尋找減小噪聲和振動的技術。

通過對較為前沿的現代化木材加工技術的了解和掌握，可以結合我國實際木材加工行業的現狀和優勢，積極研究和開發具有國際領先水平的木材加工技術。既要保持我國木材加工的傳統精髓又具有時代創新特色，是研發未來木材加工技術的一個課題。只有保持繼承傳統的創新才能更具有民族性和超越性，并使我國的木材加工技術立于不敗的領先地位。

（作者單位：164031黑龍江省通北林業局）endprint