木材科学与工程概论

木材科学与工程概论人造板生产工艺定义：以木材或其他植物纤维材料为原料，经机械加工分离成各种单元材料后，施加或者不施加胶粘剂和其他添加剂而成的板材或型材。人造板分为：胶合板plywood、单板、刨花板、纤维板、复合板等。人造板的基本性质：物理性能、力学性能、耐久性能、功能性。人造板的物理性能：含水率，密度，吸水率，吸水厚度膨胀率，游离甲醛释放量。人造板的力学性能：胶合强度、静曲强度、弹性、强度、韧性、硬度内结合强度、握钉力。人造板的耐久性：耐紫外线、耐潮。人造板的功能性：防火、防虫、防腐。人造板的标准：国家标准2行业标准上地方标准2企业标准。人造板的应用：建筑、家具、装修、包装、乐器、车船、航空等。人造板的发展前景：产业规模发展迅速、资源瓶颈长期存在、产品应用范围变化不大、技术创新任重道远。胶合板制造工艺胶合板定义：胶合板是以单板为主的多层材料，通常相邻层单板纹理相互垂直组坯后胶合在一起的人造板。胶合板分为面板、芯板、长芯板（中板）、背板。胶合板特点：增大了板材的幅面、继承了天然材的优点，弥补了缺点提高了木材利用率。性能：外观质量、物理性能（含水率计算公式）、力学性能（胶合强度）。胶合板生产过程：原木——截断——剥皮——单板旋切——剪板——单板干燥——拼接——修补——涂胶与组坯——热压——裁边——砂光——检验与分等制造胶合板的树种针叶材：马尾松、云南松、樟子松等阔叶材：水曲柳、荷木、杨木、樟木、榆木、椴木、泡桐等进口材：主要来自东南亚和非洲，柳安、桃花心木等目前工厂常用：杨木、柳安、水曲柳、马尾松木材结构对胶合板生产的影响1.心材与边材：心材没有吸水性2.年轮：阔叶环孔材、散孔材、半环孔材3.木射线4.树脂道对原料的要求1.原木质量：对出材率有影响的缺陷：弯曲度、较大的削度、机械损伤、环裂、伤疤、空心、腐心等。对板材质量有影响的缺陷：斜纹里、节子、涡纹、变色等。2.原木长度：检尺长度：4、5、6m3.原木径级：GB最小26cm木段热处理木段热处理目的：软化木材，降低木材硬度，增加可塑性，提高旋切单板的质量。木段热处理方法：水煮、水与空气热处理、蒸汽热处理。木段热处理工艺：热处理的程度应使木芯表面达到适宜旋切的温度。木段剥皮木段剥皮的目的：本身与木质结合弱、长纤维易堵塞刀门、夹有杂质会磨损旋刀。木段剥皮的要求：把树皮全部剥掉、木质部损伤越小越好、使设备的效率高，功力消耗小，结构简单，不受木材树种、径级、长度、外形等的影响，同时减少人力。木段剥皮的方法：手工剥皮、机械剥皮（切削型剥皮机、摩擦型剥皮机、水力冲击型剥皮机）。木段定中心木段定中心的目的：准确定出木段在旋切机上回转中心的位置，即使木段回转中心与最大内接中心线相重合。机械定中心：三点定心法、直角钢叉定心法、光环定心法、计算机定心法。单板旋切原理旋切运动由旋刀匀速进给运动和木段匀速圆周运动构成，单板厚度取决于木段旋段一周旋刀的进给量。旋刀力学旋刀力学：旋刀作用力、压尺作用力、卡轴作用力、压辊作用力旋刀作用力：P1劈力（旋刀前面对已旋出单板的作用力）。P2切削力（在该力作用下从木段上切下了单板）P3压木段力（稳定住木段，防止木段在旋切中发生抖动、偏移）压尺作用力：防止背面裂缝、对木段又一个压力、从单板中压出水分卡轴作用力：带动木段旋转压辊作用力：防止木段弯曲，抵消垂直于轴线的作用力、公里压辊可带动木段转动，减小卡轴转矩旋刀工艺旋刀工艺：旋刀角度参数【研磨角（旋刀前后夹角）、后角（旋刀后面于旋刀的夹角）、补充角】、旋刀安装高度、压尺安装位置单板质量：单板质量评价指标、单板厚度偏差、单板背面裂缝、单板表面粗糙度、单板横纹抗拉强度单板厚度偏差产生原因：机床精度、切削条件、木材弯曲度产生影响：涂胶不均、压缩不均、胶合强度不均、板材易弯曲变形、成板厚度差异大单板背面裂缝产生原因：劈刀导致超前裂缝、单板反向弯曲、正面受压、背面受拉产生影响：背面裂缝会影响胶合强度评定指标：平均裂隙度单板表面粗糙度产生原因：撕裂、木段温度过高、刀刃不锋利引起起色产生影响：涂胶量大、影响胶合强度评定指标：轮廓算术平均偏差、轮廓不平度十点高度、轮廓最大高度单板横纹抗拉强度与裂缝有关影响单板质量的主要因素1.旋刀工艺条件：木芯温度、木段含水度、旋刀角度、旋刀安装高度、压尺类型与安装位置2.机床的精度和被加工木段的刚度3.机床保养度单板出材率：有用单板材积与木段材积之比单板干燥干燥的目的：保证单板各个部位含水一致，防止产品产生变形、保证单板含水率不超过某个限定值，提高胶合板质量防止鼓包，降低能耗干燥原理木材中的水分：自由水、吸着水、化学水木材中水分的移动通道：纵向通道（水分在细胞腔作平行纤维方向的移动）、横向通道（水分在细胞壁上的纹孔作追之余纤维方向的移动）木材中水分移动的作用力：毛细管张力、液体或蒸汽压力差、含水率梯度干燥时木材内水分的移动方向：顺纤维（从木材端面排除）、横纤维（从木材的侧面排出）干燥工艺干燥过程：预热阶段、恒速干燥阶段、减速干燥阶段影响单板干燥速度的因素干燥介质：热空气温度、热空气湿度、热空气风速、热空气喷射方式单板本身条件的影响：树种、初含水率、单板厚度单板干燥质量评价：单板干缩率、单板变形、单板终含水率、单板色变单板干燥设备：天然干燥、网带式干燥机、辊筒干燥