速生桉木材性及對家具設計和制造的影響

陳露露 富艷春

摘 要：本文在總結速生桉木基本材性和材料應用的基礎上，闡述了速生桉木材性對家具制造及設計的影響。桉木皺縮問題嚴重影響著家具的制造，木材色差、小徑木、受力點等是家具設計時應該注意的問題。

關鍵詞：速生桉木;材性;家具設計;家具制造

我國人口眾多，森林資源貧乏。隨著經濟的迅速發展和人民生活水平的提高，我國對木材的需求量也在逐年攀升。據估計，到2020年，我國木材消耗將達到4.57億～4.77億立方米，而木材供應缺口將估計約為1億～1.5億立方米。[1]近年來，我國和世界上其他國家對環境的保護越來越重視，許多國家限制木材，尤其是原始林木材的出口。因此，合理的開發和利用人工速生林是解決我國木材供需矛盾的關鍵。速生人工林桉木、楊木及馬尾松等是我國主要的營林樹種，其中桉木生長速度快，蓄積量大，具有進一步開發的巨大潛力。

1 速生桉木資源現狀及木材特性

桉木又稱尤加利木，為桃金娘科桉屬植物的統稱。桉樹為高大常綠喬木，木紋緊密且不規則，邊材較厚，為白至淡粉色，心材為淺棕紅色。桉木原產于澳大利亞，是世界三大速生樹種之一。我國人工林速生桉木林主要分布于廣東、廣西及云貴地區。速生桉木的主伐期一般為6～8年，且一次種植可三次采伐，經濟效益極高。

桉木具有高強度、高剛度、高密度、優良木質、美觀紋理等優點，是制作家具和木制品的良好材料。但是速生桉木在實木加工利用上有以下主要問題：一是生長應力大，常含脆心，原木容易爆裂;二是大多數桉木為小直徑材料，幼齡材占很大比例，邊材較厚、大部分不耐腐蝕;三是桉樹的尺寸的穩定性差，容易出現變形及開裂;四是桉木在干燥過程中變形大 、容易發生內部開裂和皺縮的問題。[2，3]

2 速生桉木的應用情況

桉木最早于19世紀90年代引進中國，那時桉木主要種植于貧瘠的土壤上，用于改善生態環境。解放初期雷州半島植被稀少、干旱、水土流失、環境惡劣，1954年引種桉樹以來，當地的生態環境得到很大改善，雨水增加，水土流失減小，臺風危害減弱，促進了當地的農業發展。20世紀60至70年代，桉木因其質地堅硬、強度高，主要用于礦井或者建筑等領域的支柱材料。20世紀80年代以后， 五年生優質速生豐產桉木出現，[4]廣西桉木的年產量屢創新高，當地開始陸續生產并出口木片，主要用于造紙行業。此外，利用桉木次小薪材以及三剩物為原料制漿造紙，[5]大大提高桉木木材的資源利用率。后來，因為桉木結構均勻，質地硬及力學性能良好，被運用于膠合板、纖維板和刨花板的生產，但是，其工業化利用發展較為緩慢，產品的附加值相對較低。

近些年來為了提高速生桉木的產品附加值，學者和企業已經開始嘗試利用速生桉木作為家具、地板及實木制品的加工用材，期待解決我國木材資源需求和供應之間的矛盾。桉木先后被用于生產集成材、細木工板、三層或多層實木復合地板，但桉木自身的缺陷導致其加工困難，工業化發展緩慢。國內外學者對桉木的深加工利用進行了細致的研究，期待解決桉木利用的關鍵問題。孫靜[6]研究速生桉單板層積材物理化學性能，結合多種設計元素提出新的設計方法與開發途徑。為了滿足家具曲線造型要求和使用功能，吳智慧與黃瓊濤[7]利用多層速生桉木單板經過涂膠組坯、加熱模壓、彎曲膠合等工藝制造家具彎曲零部件。最近，許多復合材料由桉木與塑料、水泥、竹材等材料制備而成。制備的材料具有較好尺寸穩定性，力學、阻燃、抗菌、防腐等性能提高，使速生桉木的應用范圍得到了一定程度的拓寬。

3 速生桉木家具制造及設計問題

速生桉木強度高、剛度大、密度大、木質細膩、紋理美觀，并具有制作家具的某些優良性能。但是因其材料速生，也存在著一些制約其家具制造和設計的問題。其中干燥過程中的皺縮是其作為家具制造的主要問題。因此，在桉木干燥過程要采用先進的干燥技術和方法來有效地減少或避免皺縮。[8]目前，常規干燥是最常用的干燥方式，[9]真空條件下通過高頻加熱也可以快速高品質的干燥木材。[10，11，12，13]通過這些干燥方法和技術使干燥后的桉木應力小、變形小、尺寸穩定性好、力學強度保持完好，可以在家具制造中廣泛應用。

此外，家具設計時除了要考慮材料的物理力學及加工性能外，還要在設計上注意一些問題。一是色差問題。木材是天然生物材料，其材色影響因素較多，桉木心邊材色差大，因此在實木拼板設計及制造時應在工藝上考慮減小色差的措施。二是小徑木問題。桉木速生林多為胸徑較小的木材，制材后板材的寬度有限，因此對于桌面、幾面、案面及柜類的嵌板等較寬的零部件，設計時需要注意拼板時材料的弦徑向的搭配，避免拼板后產生彎曲。三是受力點問題。桉木速生林的力學強度較好，但其與其他成熟材相比還有欠缺。因此在座椅等零部件受力點處，應該適當加大零件的尺寸，或在連接榫卯設計時也應該考慮適度加大尺寸。

參考文獻：

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[3] 張嬋娟，張月婷，徐守楠，等.基于掃描圖像法的尾巨桉自由干縮率測定[J].家具，2018，39（06）：31-34.

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[7] 吳智慧，黃瓊濤.利用速生桉木多層單板生產家具彎曲木零部件的技術[J].家具，2015，36（05）：6-11.

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作者簡介：陳露露（1996—），男，安徽六安人，南京林業大學家居與工業設計學院本科生，研究方向：家具設計。

富艷春，女，南京林業大學家居與工業設計學院講師。