基于木材材質特性的木家具設計與加工

王超

摘 要：木材具有優良的物理、力學及美學特征，設計者要在正確掌握木材材性的基礎上，結合合理的設計和正確的加工技術充分發揮木材優良的材質特性，從而確保木家具制品的質量。

關鍵詞：木材材質;木家具;設計;加工

1 木材及其材質特性

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，它綠色環保，可以持續利用。木材質量輕、強度大、易加工，熱、電、聲的不良導體，色澤、花紋天然而美麗，具有生物環境學特性，有諸多優良特性，[1]從古至今一直被世界各地的人們廣泛應用。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，設計者在設計和加工木材過程中應當分別對待，趨利避害、揚長避短，綜合各種因素進行設計、加工。

2 基于木材材質特性的家具設計

家具設計的目的是最大限度地發揮木材的優良特性，避免木材的各種缺陷。家具設計要在充分了解材料特性、加工設備、市場需求等前提下進行，設計時要重點考慮造型、結構及工藝，這些環節相互影響、相互支撐。針對木材材性特征及其用途，需要進行特殊、非常規等方面的考慮與設計，這些方法及思想[2，3，4，5，6]對家具設計理論及實踐有一定的影響。近年來，廢舊木家具的再設計逐漸引起人們的重視，[7]傳統文化元素[8，9]在當代家具設計中的應用提升了家具設計內涵，還有人將速生竹藤等材料與木家具進行有機結合的設計嘗試。[10]目前最為流行的定制家具設計同樣要挖掘材料自身的特性[11]，滿足大規模定制生產的需要。設計紅木等深色名貴硬木家具時要考慮材料的穩定性，[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格有影響，設計時應著重考慮木材材質特性對設計元素的影響。[13，14，15]同樣款式和造型的家具，選材不同，其顏色、紋理不同，風格特色也會不一樣。此外，在設計實木家具制品結構節點時，要充分考慮木材的厚度、紋理、受力，這樣才能保證結構合理，在使用過程中不會出現危險。

3 基于木材材質特性的木家具加工制作

樹木被砍伐后進行制材，即把原木加工成一定規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，需要進行進一步的加工處理，否則產品會出現收縮、變形、開裂、腐朽、蟲蛀等問題。制作傳統家具時，木材要放置很長時間，與當地的氣候條件平衡，制作的家具才會非常穩定，不會出現上述問題。這是古人通過實踐得來的智慧結晶，充分認識木材及其特性，用天然干燥來保持木材的優良性能。

現代家具生產已經是實現機械化、批量化的工業生產，家具產品要在全國范圍內銷售。因此，古時的天然干燥已經不能滿足現代化生產要求。木材人工干燥是保證木材優良性能、去除木材缺陷的重要技術。木材通過各種人工干燥方法去除水分，使含水率達到8%～10%，以保證木材的最佳性能。人工干燥中，窯干技術[16]效率高、品質好、成本低，在世界范圍內得到廣泛應用。針對不同樹種、不同品質要求，木材還需其他干燥技術。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、最天然的材質特性。這種技術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勢，[22，23]干燥材顏色變化淺、材性優良。

木材保持合適的干燥能保持優美的紋理、色澤、強度、尺寸穩定性及后續加工性能。加工過程要利用恰當的加工技術，最大限度地保持材料自身特性，滿足家具的加工要求。

4 結語

木材是綠色、環保、可再生的生物材料，在了解、掌握木材自身材性特征的基礎上，通過合理的設計和正確加工技術，能夠充分發揮其優良的材性特征，保證家具的品質。

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