胶合板最大弯曲角度

人造板扭曲变形是多方面的，但主要是板的内应力较大引起的。板的类型不同，造成扭曲变形的因素也有所不同。分析其产生的原因：1.人造板结构不对称引起的变形人造板结构不对称是产生板子内应力的一个重要因素。如中密度纤维板及刨花板表、背层颗粒大、小不一致，胶合板中性层上下两面从树种、单板纤维排列方向、厚度、含水率、层数，及制造方法不一致，或是单板有扭纹等，这是做成翘曲变形的主要原因。2.人造板内部局部地方含水率差异引起的变形人造板生产中，如刨花板的碎料、中密度纤维板的纤维局部地方干燥不均匀，或在施胶过程中不均匀。胶合板生产中单板涂胶不均匀等。存在着含水率差异、胶的固化及含水量的蒸发各有差异，其应力是不均匀的，从而产生变形。3.热压工艺不当或压机本身影响引起的变形。人造板在加压过程中，由于压机本身的条件，如压板变形，个别热压板温度不够等，或压力不均匀等引起的变形，或是热压工艺掌握不当、温度太高或太低、压力太大等而引起的变形。4.板堆放不平而引起的变形

胶合板也能够做成弧形，胶合板的相邻单板纤维为互相垂直状，其可塑性好，可根据需要进行弯曲塑造。建筑中的很多曲面设计都是有胶合板制作而成的。胶合板还就具有高强度、抗弯曲性能好、施工方便、不易开裂变形等优点。

利用模具将木材弯曲变形并使之定型的加工过程。与切削加工相比，木材利用率高、省工、零部件强度高、工艺价值大。为此，木材弯曲普遍用于加工制造家具、乐器、体育用品、工艺品以及车辆、建筑物的曲线形部件。

发展历史

人们很早以前就用火烤法弯曲木材，但弯曲半径较大。1830年德国索尼特（M.Thonet）发明了在弯曲木材的凸面外包钢带，使木材在受压状态下进行弯曲的方法。他还将山毛榉木条蒸煮后直接弯曲成各种曲线形状的椅子腿、椅背、椅座，做成实木弯曲椅子（图1b），使木材弯曲生产技术实用化。芬兰阿尔伏（A.Alver）在1929～1935年间设计制作了多种弯曲胶合的家具。瑞曲马莎逊（B.Mathsson）于1942年设计了多种具有人体曲线的弯曲胶合家具。在二次世界大战期间，弯曲胶合技术广泛用于制造飞机和船艇等的部件。由于人们长期不断地努力，弯曲胶合工艺与设备日臻完善，品种也不断增加。50年代以来丹麦、瑞典、芬兰、挪威、美国、日本和苏联等国的弯曲胶合家具发展迅速。大量生产弯曲胶合家具及其他制品，畅销国际市场。中国在1958年起生产实木弯曲家具并批量出口，同时还生产弯曲胶合椅座、椅背、扬谷板等产品。1979年以来上海等地先后研制生产多种新型弯曲胶合家具，并进入国际市场。

图1木材弯曲方法

分为方材弯曲、薄板弯曲胶合、锯口弯曲胶合和人造板弯曲。

方材弯曲

将方材软化处理后，在弯曲力矩作用下弯曲成所要求的曲线形并使其干燥定型的过程。

方材弯曲原理

木材弯曲时，在凸面产生拉伸应力，凹面产生压缩应力，中间一层既不受拉伸也不受压缩称为中性层。气干材在常温条件下，纤维方向最大的拉伸应变值约为2%，压缩应变值约4%以上。在高温高含水率的条件下，木材拉伸应变值不变，而压缩应变值明显增大，并随树种和处理条件不同而异，山毛榉、榆木等硬阔叶树材可达25～30%。当木材的拉伸面紧贴两端有挡块的钢带，将木材与钢带作为一个整体进行弯曲时，因为中性层转移到拉伸区，由钢带承受拉伸力，木材只是在压缩力的作用下进行弯曲，故可以将木材弯曲成较小的弯曲半径。木材的弯曲性能通常用h/R表示。一定厚度的木材能弯曲的半径越小，说明其弯曲性能越好。弯曲性能h/R＝ε1＋ε2/1－ε2，h为方材厚度，R为模具半径，ε1、ε2分别为该木材的许用拉伸和压缩应变值。弯曲性能良好的树种有山毛榉、水曲柳、榆木、白栎、白蜡、山核桃、桑木等。针叶树材和软阔叶树材的弯曲性能较差。幼龄材、边材比老龄材、心材的弯曲性能好。

方材弯曲工艺

包括毛料选择、软化处理、加压弯曲和干燥定型。

①毛料选择 配制毛料时应选用具有良好弯曲性能的树种，纹理要通直，不允许有腐朽、斜纹、夹皮、节疤等缺陷。毛料含水率以25～30%为宜，过高或过低都会影响弯曲质量和成本。为保证弯曲时钢带紧贴方材的凸面，在弯曲前应刨光木材表面。

②软化处理 目的是改善木材的弯曲性能。处理方法有水热处理（蒸煮），高频、微波加热处理，化学药剂处理。水热处理用蒸煮锅或煮沸槽进行。处理温度通常为110～140℃。高频、微波加热能使毛料在几分钟内达到加热软化要求，它适用于高含水率的毛料。化学药剂处理分氨塑化、尿素塑化和碱液处理法，而氨塑化法又包括无水液氨（－33℃）、气体氨和氨水处理3种。水热处理软化法成本低、操作简便，在实际生产中应用最普遍。

③加压弯曲 采用两端设有端面挡块的钢带和模具进行。钢带厚0.2～2.5毫米。通常硬阔叶树材弯曲时端面压力为2～3兆帕。形状复杂的零件或生产数量少时常用手工弯曲（图2），成批生产时，常用U型曲木机（图3）、环形曲木机（图4）或成型模热压法。

图2④干燥定型 毛料在弯曲后如立即解除压力，就会在弹性恢复下伸直。因此已弯曲毛料必须在弯曲状态下干燥到含水率10%左右，使其弯曲形状固定。常用的定型方法有3种：将毛料从模具钢带上卸下来后，即插入与毛料弯曲形状相同的架上干燥。此法废品率高。将弯曲好的毛料连同模具钢带一起在60～70℃的窑中干燥定型。该法需要大量模具钢带，但质量较好，成品率高。用高频或蒸汽加热的方式使毛料直接在曲木机上定型。该法在保证质量的同时使曲木机达到较高利用率，只需用一副模具。

图3

图4薄板弯曲胶合

将一摞涂过胶的薄板，按要求配成一定厚度的板坯，然后在压模中弯曲、胶合和定型制得曲线形零件的一系列加工过程。又称成型胶合。弯曲胶合件的形状有U型、L型、O型，还有带填块的h（图1a）、X、H型等，甚至呈三维空间弯曲的形状。薄板可以是单板、刨切薄木、竹片或胶合板、纤维板等。在一定条件下，某树种薄板的弯曲性能h/R一定，当厚度减小时，可弯曲半径也随之减小。故该法可以获得弯曲半径小、曲线形状较复杂、厚度较大的弯曲零件，并且不受树种限制。弯曲胶合工艺过程包括薄板准备、涂胶配坯、弯曲胶合、定型。

薄板准备

首先根据制品所要求的形状尺寸及强度合理地选用树种，确定薄板厚度。薄板含水率通常为6～12%。将薄板加工成要求的长度和宽度。薄板厚度越小，可弯曲的半径也越小，弯曲越方便，但用胶量也越大。

涂胶配坯

胶粘剂应根据产品使用环境等确定。室内用家具弯曲胶合件宜用无色透明、具有中等耐水性的脲醛胶，也可用三聚氰胺胶。车船或建筑用构件则宜用酚醛胶。单面涂胶量为100～130克/平方米。薄板层数根据弯曲部件的厚度、薄板厚度以及弯曲胶合时的压缩率等确定。压缩率通常为8～30%。根据弯曲胶合部件使用时的受力情况确定薄板纤维的配置方向。各层薄板的纤维方向一致的平行配置法适用于顺纤维方向受力的部件，如椅腿、桌腿等。相邻层单板的纤维方向相互垂直的交叉配置法适用于制造承受垂直板面压力的部件如椅座、椅背等。混合配置法兼有上两种纤维配置方向，用于形状复杂的部件。

弯曲胶合定型

用模具和加压设备进行。按弯曲胶合加压方式分为用一副硬模加压（图5）和用硬模与软模（钢带、橡皮袋或软管）组合加压（图6）。按模具构成可分为整体模和分段加压模。模具可以是木质的或金属的。硬模结构简单，加压方便，寿命较长，缺点是加压不均。软模加压时压力大小易调节，各部位压力较均匀。木质模具常用于高频介质加热、低电压加热和小批量多品种生产，它的成本低，易制造，但使用期较短，易变形，需及时修正。金属模用铝合金或钢制成，适于蒸汽加热，产品形状精度较高，模具使用期长，宜大批量生产。加压设备为单向或多向压机，呈立式或卧式，以立式居多。封闭形弯曲部件如椅座圈、桌子望板等可用连续卷缠法或内外模加压法。弯曲胶合时对板坯所加压力除用于弯曲板坯外，还用于克服单板层之间的摩擦力和厚度方向的压缩。压力的方向原则上要垂直板坯表面，要防止由于受力不当引起板坯在模具内位移，所以往往根据弯曲件形状设计成分段模，多向加压。应通过计算确定板坯在压模中的合理位置。胶合后的板坯要待胶固化后才能卸模。卸模后的弯曲件必须陈放一段时间，以求部件内的含水率均匀，内应力平衡，这样加工好的弯曲零件才能保证一定的形状、尺寸精度。

图5

图6锯口弯曲胶合

在毛料的纵向或横向锯出锯口，然后弯曲成型。当锯口顺毛料纤维方向锯割，并插入涂过胶的单板后，再弯曲加压的方法称纵向锯口弯曲。可用于制造桌腿等。锯口垂直于纤维方向锯割并加压弯曲的方法称横向锯口弯曲。可制造圆弧形曲面零件。锯口的宽度、深度和锯口的间距根据板材厚度及弯曲半径来确定。锯口呈长方形或楔形。

人造板弯曲

纤维板可在常温下常态或湿润态弯曲，也可在加热湿润状态弯曲。特别在加热润湿状态下，由于在纤维间起胶粘作用的木质素及半纤维素本身的软化，使纤维板具有较大的可塑性，能加工成很小的弯曲半径。弯曲时凸面要覆贴一层厚0.2～0.4毫米的金属板，以免凸面产生龟裂。加压成型时间随曲率半径、纤维板厚度不同而异。弯曲后必须使纤维板充分干燥，才能保持弯曲形状。加压弯曲方法有沿型模移动加压辊、阴模加压和阳模加压3种。刨花板的弯曲加工一般采用背面开槽法。用于家具时，槽的间距约10毫米，槽深达到离表面1～2毫米处。为保证表面的平滑度，常在开槽的背面贴两层单板。

原木→原木锯断→木段蒸煮→木段剥皮→单板旋切→单板干燥→单板整理→涂胶组坯→预压→热压→裁边→砍光→检验分等→包装入库

单板加工生产胶合板的工艺流程

单板整理→涂胶组坯→预压→热压→裁进→砂光→检验分等→包装入库

加工工艺损耗

在胶合板整个生产过程中，原木锯断、单板旋切、单板干燥、单板整理、热压、裁边、砍光对木材损耗有影响，它分为有形损耗（有加工剩余物的）和无形损耗（干缩和压缩）。木材损耗与原木材种、原木规格、设备状况、工艺技术以及成品板规格等因素有关。

原木锯断：进口原木长度一般超过6米，要按工艺要求的长度和质量进行锯断，截取的木段应为胶合板成品尺寸外加加工余量的长度。例如幅面1220mmX2440mm的成品胶合板，木段长度通常为2600mm或1300mm。原木的长度和原木的弯曲度、缺陷等直接影响胶合板的出材率，产生的废料有小木段、截头和锯屑等，原木锯断损耗率一般在3～10％。

单板旋切：胶合板生产中应用最广的是旋切方法生产的单板，面背板的厚度一般为0.6mm左右，芯板、长中板的厚度一般为1．8mm左右。该工序损耗最大，一是由于木段不圆度，相当一部分的碎单板不能使用；二是旋切机卡头对木段两端的夹牢而产生端部损耗；三是木芯损耗。单板旋切产生的废料为碎单板和木芯，由此可见单板旋切损耗量与木段的材质、直径及设备性能有关，这部分损耗率在15％～25％。

单板干燥：旋切后的单板含水率很高，必须将单板干燥到符合胶合工艺的要求。干燥后木材尺寸变小，称为干缩。因含水率降低，单板的长度、宽度和厚度都会干缩。干缩损耗与单板的树种、单板的含水率及单板厚度等因素有关。干缩损耗率一般为4％～10％。

单板整理：单板整理包括剪切、拼板及修补。将干燥后的带状单板、零片单板剪切成规格单板和可拼接单板，窄条单板经过拼接成整张单板，有缺陷的整张单板可通过修补达到工艺的质量要求。该工序产生的废单板量与原木材质、旋切单板质量、干燥单板质量以及操作工人对单板标准的熟悉程度等因素有关，损耗率一般为4％～16％。直接进口单板加工成胶合板的该工序损耗率一般为2％～11％。

热压：把涂胶组坯好的板坯通过一定温度和一定压力牢固地胶合起来。热压时随着板坯温度和含水率变化，木材逐渐被压缩，板坯厚度逐渐减少。该项损耗为压缩损耗，与胶合板的热压温度、单位压力、热压时间、树种和含水率等因素有关，损耗率一般为3％～8％。

裁边：将热压好的毛板裁成规格板材。裁下的边角废料量与胶合板的加工余量、幅面大小有关，胶合板幅面越大，裁边损耗率越小，一般为6％～9％。

砂光：对胶合板表面进行砂光，使板面光洁美观。该工序产生的废料是砂光粉，单板质量好时，砂光量小，砂光损耗率一般为2％～6％。

在材质正常的情况下，原木加工生产胶合板的损耗率一般在47％～55％，直接进口半成品单板加工生产胶合板的损耗率一般在16％～26％。