集成材制造工艺与在家具上的应用

集成材（Glued-Laminated Timber）又称胶合木，是一种板材或方材平行于纤维方向，用胶粘剂沿其长度、宽度或厚度方向胶合而成的材料。

    根据集成材承载情况，可分为结构用集成材和非结构用集成材。世界上早对集成材开展研究的联邦德国，始于本世纪初。由于当时建筑业的复兴和迅速发展，对较长长度的结构材需要量大增。所以，早期都是以结构用集成材作为研究对象，主要用于建筑房屋的梁柱及造船、桥梁、车辆等行业。

    八十年代以来，日本、北美和欧洲各国集成材迅速发展，其原因：（1）世界木材资源的原木小径化、低质化，如何利用这些材料，投入了大量的研究，结果表明，集成材是利用这些材料和回收废料的重要途径之一，可以作到小材大用、劣材优用。（2）石油化工工业的发展，使合成树脂价格不断下降，并研制出多种新的胶粘剂，可以满足各种条件的使用要求。目前，集成材加工技术已被多数先进国家重视，集成材不仅用于建筑结构用材，而且在室内家具、装饰方面也逐步得到应用。其特点是：集成材生产厂家、生产能力不断扩大，产品系列、质量不断提高，使用范围日益扩大，设备日益完善、先进，标准日益完善，使集成材成为木材加工工业的一个重要组成部分。

    随着国外集成材的大量需求，近10年来，国内集成材生产也得到迅速发展，集成材生产厂和生产能力大增，集成材产品不但大量销售在国际市场，而且在中国大陆也得到广泛的应用，像人造板一样作为基材在市场上销售。在家具市场上已到处可以见到集成材制作的中、高档家具，不仅外表美观，而且坚固耐用，深受广大顾客的欢迎。

    集成材具有如下几个特点：　　

    1.集成材是以短小料胶合而成的材料，因而它可以做到大材小用、劣材优用，提高木材利用率。

    2.由于集成材的材料经过充分干燥，即使长大材，其各部分的含水率均一，开裂、变形小。

    3.在抗拉和抗压等物理力学性能方面和材料质量均匀化方面优于实体木材。

    4.集成材是在去除木材缺陷之后，进行配板，胶拼制造而成，因此，集成材可提高木材等级。

    5.集成材保留了天然木材的材质、外表表观。

    6.按需要集成材可制造成弯曲形状，变截面结构，满足使用上的要求。

    根据用途，集成材可分为：（1）非结构用集成材。（2）结构用集成材。（3）贴面非结构用集成材。（4）贴面结构用集成材。

    非结构与结构用集成材的主要区别是使用胶粘剂不同。家具用集成材主是非结构用集成材和贴面非结构用集成材。

    一、集成材的制造工艺

    1.1　以板材为原料的工艺流程：　　制材――板材干燥――厚度两面刨光――多片圆锯部分――截锯除木材缺陷――长度指接――四面刨光――涂胶――冷压胶合――养生――砂光――截幅。

    1.2　以方材为原料的工艺流程：

    制材――方材干燥――四面刨光――截锯去除木材缺陷――长度指接――四面刨光――配板――涂胶――冷压胶合――养生――砂光――精截。

    2.　各工序分析

    2.1　板材加工：　　板材含水率应控制在8-12%的范围内。为了使板材的当地平衡含水率一致，板材应在板材棚堆放20天左右。

    板材两面刨光厚度应为集成材木条宽度，板材纵剖的宽度应为集成材的厚度。

    2.2　去除缺陷：

    去除木材缺陷的标准一般根据产品的质量要求确定，去除节子、 裂纹、腐朽、虫眼等木材缺陷。

    2.3　去除指接：

    指接包括指加工、涂胶、加压胶合和定长截断四个部分。

    2.4　指接材刨光：

    指接材在四面刨上刨削四个表面，刨削后的指接材表面不得有哨头、钝棱等缺陷。刨削后木条四个表面相互垂直，木条厚度差在0.1mm之内。

    指接材表面应平整、清洁、无油污、灰尘等，刨削后的指接材应尽快胶合，不应超过24小时。

    2.5　配板

    按材面质量要求进行配板，尽量将木条无缺陷部分作为集成材表面，并在集成材两侧放置材质好的木条，木条之间不得有缝隙存在。

    2.6　涂胶：

    涂胶量250-300g/m2，进行单面涂胶，涂胶均匀，不得漏涂，涂胶加压后挤出的胶液在整个胶缝两侧形成完整的硬化胶层为宜。

    2.7　冷压胶合：

    为了何证胶合质量，胶合加压应在装有压力计的专用设备上进行。常温固化时，胶合温度在20度左右，加压压力：针叶材0.5-1N/mm2，阔叶材1-1.5N/mm2，加压时间随胶种而异，水性高分子异氰酸酯胶粘剂约40-60min。

    2.8　养生：

    集成材压力解除后，要有足够的养生时间方可进行下面工序的加工，一般养生时间为3天。

    2.9　砂光：

    集成材砂光采用180＃或245＃砂带，砂光表面不得有砂痕、毛刺、烧痕和漏砂等缺陷。

    2.10　修补：