木材科學(xué)與工程概論

木材科學(xué)與工程概論人造板生產(chǎn)工藝定義：以木材或其他植物纖維材料為原料，經(jīng)機(jī)械加工分離成各種單元材料后，施加或者不施加膠粘劑和其他添加劑而成的板材或型材。人造板分為：膠合板plywood、單板、刨花板、纖維板、復(fù)合板等。人造板的基本性質(zhì)：物理性能、力學(xué)性能、耐久性能、功能性。人造板的物理性能：含水率，密度，吸水率，吸水厚度膨脹率，游離甲醛釋放量。人造板的力學(xué)性能：膠合強(qiáng)度、靜曲強(qiáng)度、彈性、強(qiáng)度、韌性、硬度內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度、握釘力。人造板的耐久性：耐紫外線、耐潮。人造板的功能性：防火、防蟲、防腐。人造板的標(biāo)準(zhǔn)：國家標(biāo)準(zhǔn)2行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)上地方標(biāo)準(zhǔn)2企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。人造板的應(yīng)用：建筑、家具、裝修、包裝、樂器、車船、航空等。人造板的發(fā)展前景：產(chǎn)業(yè)規(guī)模發(fā)展迅速、資源瓶頸長期存在、產(chǎn)品應(yīng)用范圍變化不大、技術(shù)創(chuàng)新任重道遠(yuǎn)。膠合板制造工藝膠合板定義：膠合板是以單板為主的多層材料，通常相鄰層單板紋理相互垂直組坯后膠合在一起的人造板。膠合板分為面板、芯板、長芯板（中板）、背板。膠合板特點(diǎn)：增大了板材的幅面、繼承了天然材的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了缺點(diǎn)提高了木材利用率。性能：外觀質(zhì)量、物理性能（含水率計(jì)算公式）、力學(xué)性能（膠合強(qiáng)度）。膠合板生產(chǎn)過程：原木——截?cái)唷獎兤ぁ獑伟逍小舭濉獑伟甯稍铩唇印扪a(bǔ)——涂膠與組坯——熱壓——裁邊——砂光——檢驗(yàn)與分等制造膠合板的樹種針葉材：馬尾松、云南松、樟子松等闊葉材：水曲柳、荷木、楊木、樟木、榆木、椴木、泡桐等進(jìn)口材：主要來自東南亞和非洲，柳安、桃花心木等目前工廠常用：楊木、柳安、水曲柳、馬尾松木材結(jié)構(gòu)對膠合板生產(chǎn)的影響1.心材與邊材：心材沒有吸水性2.年輪：闊葉環(huán)孔材、散孔材、半環(huán)孔材3.木射線4.樹脂道對原料的要求1.原木質(zhì)量：對出材率有影響的缺陷：彎曲度、較大的削度、機(jī)械損傷、環(huán)裂、傷疤、空心、腐心等。對板材質(zhì)量有影響的缺陷：斜紋里、節(jié)子、渦紋、變色等。2.原木長度：檢尺長度：4、5、6m3.原木徑級：GB最小26cm木段熱處理木段熱處理目的：軟化木材，降低木材硬度，增加可塑性，提高旋切單板的質(zhì)量。木段熱處理方法：水煮、水與空氣熱處理、蒸汽熱處理。木段熱處理工藝：熱處理的程度應(yīng)使木芯表面達(dá)到適宜旋切的溫度。木段剝皮木段剝皮的目的：本身與木質(zhì)結(jié)合弱、長纖維易堵塞刀門、夾有雜質(zhì)會磨損旋刀。木段剝皮的要求：把樹皮全部剝掉、木質(zhì)部損傷越小越好、使設(shè)備的效率高，功力消耗小，結(jié)構(gòu)簡單，不受木材樹種、徑級、長度、外形等的影響，同時(shí)減少人力。木段剝皮的方法：手工剝皮、機(jī)械剝皮（切削型剝皮機(jī)、摩擦型剝皮機(jī)、水力沖擊型剝皮機(jī)）。木段定中心木段定中心的目的：準(zhǔn)確定出木段在旋切機(jī)上回轉(zhuǎn)中心的位置，即使木段回轉(zhuǎn)中心與最大內(nèi)接中心線相重合。機(jī)械定中心：三點(diǎn)定心法、直角鋼叉定心法、光環(huán)定心法、計(jì)算機(jī)定心法。單板旋切原理旋切運(yùn)動由旋刀勻速進(jìn)給運(yùn)動和木段勻速圓周運(yùn)動構(gòu)成，單板厚度取決于木段旋段一周旋刀的進(jìn)給量。旋刀力學(xué)旋刀力學(xué)：旋刀作用力、壓尺作用力、卡軸作用力、壓輥?zhàn)饔昧π蹲饔昧Γ篜1劈力（旋刀前面對已旋出單板的作用力）。P2切削力（在該力作用下從木段上切下了單板）P3壓木段力（穩(wěn)定住木段，防止木段在旋切中發(fā)生抖動、偏移）壓尺作用力：防止背面裂縫、對木段又一個壓力、從單板中壓出水分卡軸作用力：帶動木段旋轉(zhuǎn)壓輥?zhàn)饔昧Γ悍乐鼓径螐澢?，抵消垂直于軸線的作用力、公里壓輥可帶動木段轉(zhuǎn)動，減小卡軸轉(zhuǎn)矩旋刀工藝旋刀工藝：旋刀角度參數(shù)【研磨角（旋刀前后夾角）、后角（旋刀后面于旋刀的夾角）、補(bǔ)充角】、旋刀安裝高度、壓尺安裝位置單板質(zhì)量：單板質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)、單板厚度偏差、單板背面裂縫、單板表面粗糙度、單板橫紋抗拉強(qiáng)度單板厚度偏差產(chǎn)生原因：機(jī)床精度、切削條件、木材彎曲度產(chǎn)生影響：涂膠不均、壓縮不均、膠合強(qiáng)度不均、板材易彎曲變形、成板厚度差異大單板背面裂縫產(chǎn)生原因：劈刀導(dǎo)致超前裂縫、單板反向彎曲、正面受壓、背面受拉產(chǎn)生影響：背面裂縫會影響膠合強(qiáng)度評定指標(biāo)：平均裂隙度單板表面粗糙度產(chǎn)生原因：撕裂、木段溫度過高、刀刃不鋒利引起起色產(chǎn)生影響：涂膠量大、影響膠合強(qiáng)度評定指標(biāo)：輪廓算術(shù)平均偏差、輪廓不平度十點(diǎn)高度、輪廓最大高度單板橫紋抗拉強(qiáng)度與裂縫有關(guān)影響單板質(zhì)量的主要因素1.旋刀工藝條件：木芯溫度、木段含水度、旋刀角度、旋刀安裝高度、壓尺類型與安裝位置2.機(jī)床的精度和被加工木段的剛度3.機(jī)床保養(yǎng)度單板出材率：有用單板材積與木段材積之比單板干燥干燥的目的：保證單板各個部位含水一致，防止產(chǎn)品產(chǎn)生變形、保證單板含水率不超過某個限定值，提高膠合板質(zhì)量防止鼓包，降低能耗干燥原理木材中的水分：自由水、吸著水、化學(xué)水木材中水分的移動通道：縱向通道（水分在細(xì)胞腔作平行纖維方向的移動）、橫向通道（水分在細(xì)胞壁上的紋孔作追之余纖維方向的移動）木材中水分移動的作用力：毛細(xì)管張力、液體或蒸汽壓力差、含水率梯度干燥時(shí)木材內(nèi)水分的移動方向：順纖維（從木材端面排除）、橫纖維（從木材的側(cè)面排出）干燥工藝干燥過程：預(yù)熱階段、恒速干燥階段、減速干燥階段影響單板干燥速度的因素干燥介質(zhì)：熱空氣溫度、熱空氣濕度、熱空氣風(fēng)速、熱空氣噴射方式單板本身?xiàng)l件的影響：樹種、初含水率、單板厚度單板干燥質(zhì)量評價(jià)：單板干縮率、單板變形、單板終含水率、單板色變單板干燥設(shè)備：天然干燥、網(wǎng)帶式干燥機(jī)、輥筒干燥