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    木材加工的工藝技術

    發布時間:2018-07-04


    基本介紹

    以木材為原料,主要用機械或化學方法進行的加工,其產品仍保持木材的基本特性。在森林工業中,木材加工業和林產化學加工同為森林采伐運輸的后續工業,是木材資源綜合利用的重要部門。研究木材加工工藝技術的學科是木材工藝學,它以木材學為基礎,應用物理學、化學、生物學,以及機械工程、熱工學等領域的理論和方法,是一門多種專業交叉的綜合性學科。

    木材加工

    木材具有重量輕、強重比高、彈性好、耐沖擊、紋理色調豐富美觀,加工容易等優點,自古至今都被列為重要的原材料。木材工業由于能源消耗低,污染少,資源有再生性,在國民經濟中也占重要地位?,F在產品已從原木的初加工品如電桿、坑木、枕木和各種鋸材,發展到成材的再加工品如建筑構件、家具、車輛、船舶、文體用品、包裝容器等木制品,以至木材的再造加工品即各種人造板、膠合木等,從而使木材工業形成獨立的工業體系。

    簡史 中國在石器時代已以石為刃,刳木為舟,開始了木材加工的歷史。青銅時代,出現了鋸條的雛形;春秋時期相傳魯班發明墨汁、角尺等多種木工工具。秦漢之際,木工工具種類益多,錛、鑿相繼發明。北魏時賈思勰在<齊民要術>中對木材的加工和利用均有論述。沿至唐、宋,已采用鋸開、氣干、拼合、包封等較為復雜的技術制造木柱,并有了提高木結構穩定性的蒸煮和干燥處理方法,以及加楔、留縫技術。明代家具以其結構精巧、造型簡樸馳名中外。

    歐洲在1348年出現框鋸;但18世紀以前;歐美國家的木材加工基本上處于手工操作階段。歐洲文藝復興期間,木制品的鑲嵌工藝達到很高水平。由于家具等木制品裝飾的需要促進了單板制造技術的發展,法國在18世紀初、中期發明了單板旋切機和刨切機。19世紀中葉,首先在德國建成膠合板廠。20世紀20年代初,出現了以人造板為基礎的新型工業門類。它與制材、木制品工業組成木材加工工業的3大分支工業系統。到40年代,木材加工進入綜合利用階段。60~70年代是人造板品種迅速增加和產量持續增長的時期,制材產量比重則相對下降,家具工業產品由傳統結構轉向板式結構。歐洲部分國家不增加森林采伐量而木材工業產品成倍增加,反映了木材綜合利用技術臻于成熟。與此同時,木材工藝學也逐漸按產品種類及工藝性質建立起相應的分支學科,如制材、木材切削、木材干燥、木材防護、木材膠合、木制品制造工藝、人造板制造工藝、木材改性和木材表面裝飾等。

    中國木材加工業的逐漸機械化始于清末。這時外商在中國建立機械化制材廠,繼而發展地板、門窗等以房屋建筑為對象的木材加工廠;20世紀初又設廠生產膠合板。從50年代中期起,膠合板生產有了發展,接著并開始制造刨花板及纖維板;表面裝飾材料及層積材等也陸續出現。這標志著中國的木材加工業已進入以綜合利用為中心的現代化時期。

    木材加工技術 包括木材切削、木材干燥、木材膠合、木材表面裝飾等基本加工技術,以及木材保護、木材改性等功能處理技術。切削有鋸、刨、銑、鉆、砂磨等方法。由于木材組織、紋理等的影響,切削的方法與其他材料有所不同。木材含水率對切削加工也有影響,如單板制法與木片生產需濕材切削,大部加工件則需干材切削等。干燥通常專指成材干燥。其他木質材料如單板、刨花、木纖維等的干燥,都分別是膠合板、刨花板、纖維板制造工藝的組成部分。木材膠粘劑與膠合技術的出現與發展,不僅是木材加工技術水平提高的主要因素,也是再造木材和改良木材,如各種層積木、膠合木等產品生產的前提。木材表面涂飾最初是以保護木材為目的,如傳統的桐油和生漆涂刷;后來逐漸演變為以裝飾性為主,實際上任何表面裝飾都兼有保護作用。人造板的表面裝飾,可以在板坯制造過程中同時進行。木材保護包括木材防腐、防蛀和木材阻燃等,系用相應藥劑經涂刷、噴灑、浸注等方法,防止真菌、昆蟲、海生鉆孔動物和其他生物體對木材的侵害;或阻滯火災的破壞。木材改性是為提高或改善木材的某些物理、力學性質或化學性質而進行的技術處理。

    在采用上述各種加工技術時,不同的樹種所產生的反應,可顯示出不同的性狀,稱為木材的工藝性質或加工特性。

    現狀 1949年后,中國依靠自己的森林資源,進行木材的合理利用和綜合利用,木材生產基地與木材加工工業體系逐漸形成,有關的科學研究也得到較大發展。從1949~1986年,木材產量從年產 567萬立方米增加到6502萬立方米;鋸材從1950年產344萬立方米增加到1986 年產1505萬立方米;膠合板從1953年產3.54萬立方米增加到1986年產61.1萬立方米;刨花板1962年產0.54萬立方米,到1986年產21萬立方米;纖維板1959年產1.16萬立方米,到1986年產 102萬立方米。三聚氰胺裝飾板于60年代初開始生產,1986年已發展到年產1000多萬立方米。在研究工作方面,1958年建立中國林業科學研究院,并設置木材工業研究所。其后地方性的木材工業研究機構陸續在北京、上海、哈爾濱等地成立。各省林業科學研究所也大都有木材加工的科研部門,北京、南京和東北林業大學及其他林學院有木材加工系。1980年中國林學會成立了木材工業學會。在對國產木材性質進行研究的基礎上出版的《木材學》以及小型纖維板的生產技術和利用國產材料設計、制造的三聚氰胺裝飾板生產線等,都具有中國特色。林業部林產工業設計院擔負木材加工的工藝、設備和建廠的設計任務,現在全國已有7個林業機械廠具備木材加工成套設備的制造能力。

    展望 木材加工已成為一個穩定的工藝系統,專門化程度不斷提高。電子計算機的應用,對制材技術的革新,木制品加工工業系統的變革,以至人造板生產工藝和產品設計工程的發展,都產生了重要作用。今后微處理機將更加深入到許多木材加工工藝領域,如原木、鋸材的檢尺、分等,木材、單板等干燥過程的控制以及熱壓工藝參量的調節等。同時,生物工程應用于纖維分離過程的可能性也已出現,定向技術的進一步提高,有可能使刨花和纖維按照產品用途性能的要求進行組織和紋理排列,成為木材加工中的最新技術。此外,在新技術革命的影響下,無木芯旋切、無膠膠合、無屑切削,以及木制品工業中應用柔性加工系統等的試驗研究,都預示木材加工技術將進一步發生重大的變革。

    加工發展

    目前,木材加工行業業已成為立國內發展速度較快且具有良好前景的制造產業之一,其增長速度大大超過整個制造業的平均水平。據統計,2001-2010年木材加工行業產值年均增速達到25%,銷售收入年均增長率達到26%。2010年,業實現工業總產值6744.25億元,占GDP的比重近2%。

    木材具有重量輕、強重比高、彈性好、耐沖擊紋理色調豐富美觀、加工容易等優點,從古至今都被列為重要的原材料,木材工業由于能源消耗低、污染少、資源有再生性,在國民經濟中占非常重要地位。

    現在產品已從原木的初加工品如電桿、坑木、枕木等各種鋸材,發展到成材的再加工品,如膠合板、纖維板、刨花板等各種人造板,從而使木材工業形成獨立的工業體系。在森林工業中,木材加工業和林產化學加工同為森林采伐運輸的后續工業,是木材資源綜合利用的重要部門。

    近年來,受國際資本大量流入的推動,中國木材加工行業迅速發展,產能迅速提高。

    前瞻產業研究院發布的《2014-2018年 中國木材加工行業產銷需求及投資預測分析報告前瞻》數據顯示,2010年全國鋸材產量3722.63萬立方米;木片、木粒加工產品1873.51萬實積立方米;木竹地板產量達到4.79億平方米; 2010年人造板產量達到15360.83萬立方米,其中,膠合板7139.66萬立方米,纖維板4354.54萬立方米,刨花板產量1264.20萬立方米,單板產量為2724萬立方米,人造板表面裝飾板產量為2.95億平方米。

    前瞻產業研究院木材加工行業研究小組表示,“十二五”期間,我國國民經濟仍將保持較快的發展,木材加工行業的市場容量也將會隨之擴大,市場前景將進一步看好。

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