基于木材材質(zhì)特性的木家具設(shè)計(jì)與加工

王超

摘 要：木材具有優(yōu)良的物理、力學(xué)及美學(xué)特征，設(shè)計(jì)者要在正確掌握木材材性的基礎(chǔ)上，結(jié)合合理的設(shè)計(jì)和正確的加工技術(shù)充分發(fā)揮木材優(yōu)良的材質(zhì)特性，從而確保木家具制品的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：木材材質(zhì);木家具;設(shè)計(jì);加工

1 木材及其材質(zhì)特性

木材是天然的生物材料，是世界上四大材料中唯一可再生的材料，它綠色環(huán)保，可以持續(xù)利用。木材質(zhì)量輕、強(qiáng)度大、易加工，熱、電、聲的不良導(dǎo)體，色澤、花紋天然而美麗，具有生物環(huán)境學(xué)特性，有諸多優(yōu)良特性，[1]從古至今一直被世界各地的人們廣泛應(yīng)用。但是，作為天然生物材料的木材又具有某些缺陷：干縮濕脹、變形開裂、容易受微生物侵襲等。因此，設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)和加工木材過程中應(yīng)當(dāng)分別對待，趨利避害、揚(yáng)長避短，綜合各種因素進(jìn)行設(shè)計(jì)、加工。

2 基于木材材質(zhì)特性的家具設(shè)計(jì)

家具設(shè)計(jì)的目的是最大限度地發(fā)揮木材的優(yōu)良特性，避免木材的各種缺陷。家具設(shè)計(jì)要在充分了解材料特性、加工設(shè)備、市場需求等前提下進(jìn)行，設(shè)計(jì)時要重點(diǎn)考慮造型、結(jié)構(gòu)及工藝，這些環(huán)節(jié)相互影響、相互支撐。針對木材材性特征及其用途，需要進(jìn)行特殊、非常規(guī)等方面的考慮與設(shè)計(jì)，這些方法及思想[2，3，4，5，6]對家具設(shè)計(jì)理論及實(shí)踐有一定的影響。近年來，廢舊木家具的再設(shè)計(jì)逐漸引起人們的重視，[7]傳統(tǒng)文化元素[8，9]在當(dāng)代家具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用提升了家具設(shè)計(jì)內(nèi)涵，還有人將速生竹藤等材料與木家具進(jìn)行有機(jī)結(jié)合的設(shè)計(jì)嘗試。[10]目前最為流行的定制家具設(shè)計(jì)同樣要挖掘材料自身的特性[11]，滿足大規(guī)模定制生產(chǎn)的需要。設(shè)計(jì)紅木等深色名貴硬木家具時要考慮材料的穩(wěn)定性，[12]避免后期的離縫和開裂。木材的顏色、紋理等對家具造型及風(fēng)格有影響，設(shè)計(jì)時應(yīng)著重考慮木材材質(zhì)特性對設(shè)計(jì)元素的影響。[13，14，15]同樣款式和造型的家具，選材不同，其顏色、紋理不同，風(fēng)格特色也會不一樣。此外，在設(shè)計(jì)實(shí)木家具制品結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)時，要充分考慮木材的厚度、紋理、受力，這樣才能保證結(jié)構(gòu)合理，在使用過程中不會出現(xiàn)危險。

3 基于木材材質(zhì)特性的木家具加工制作

樹木被砍伐后進(jìn)行制材，即把原木加工成一定規(guī)格厚度的板材和方材。這樣的板材和方材不能直接制作家具，需要進(jìn)行進(jìn)一步的加工處理，否則產(chǎn)品會出現(xiàn)收縮、變形、開裂、腐朽、蟲蛀等問題。制作傳統(tǒng)家具時，木材要放置很長時間，與當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件平衡，制作的家具才會非常穩(wěn)定，不會出現(xiàn)上述問題。這是古人通過實(shí)踐得來的智慧結(jié)晶，充分認(rèn)識木材及其特性，用天然干燥來保持木材的優(yōu)良性能。

現(xiàn)代家具生產(chǎn)已經(jīng)是實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、批量化的工業(yè)生產(chǎn)，家具產(chǎn)品要在全國范圍內(nèi)銷售。因此，古時的天然干燥已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)要求。木材人工干燥是保證木材優(yōu)良性能、去除木材缺陷的重要技術(shù)。木材通過各種人工干燥方法去除水分，使含水率達(dá)到8%～10%，以保證木材的最佳性能。人工干燥中，窯干技術(shù)[16]效率高、品質(zhì)好、成本低，在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。針對不同樹種、不同品質(zhì)要求，木材還需其他干燥技術(shù)。如，超臨界CO2萃取干燥[17]、冷凍干燥[18，19，20，21]等在較低的溫度下通過萃取或升華來干燥木材，保留最原始、最天然的材質(zhì)特性。這種技術(shù)更適合名貴木材或易皺縮木材。此外，木材高頻真空干燥對某些特殊材料具有干燥快、成本和效率高等綜合優(yōu)勢，[22，23]干燥材顏色變化淺、材性優(yōu)良。

木材保持合適的干燥能保持優(yōu)美的紋理、色澤、強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性及后續(xù)加工性能。加工過程要利用恰當(dāng)?shù)募庸ぜ夹g(shù)，最大限度地保持材料自身特性，滿足家具的加工要求。

4 結(jié)語

木材是綠色、環(huán)保、可再生的生物材料，在了解、掌握木材自身材性特征的基礎(chǔ)上，通過合理的設(shè)計(jì)和正確加工技術(shù)，能夠充分發(fā)揮其優(yōu)良的材性特征，保證家具的品質(zhì)。

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