实木弯曲工艺

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  近年来，消费者对家具产品的个性化需求越来越高，快速推出多样造型成为令设计师头疼的一大难题。说到造型多样，自然少不了弯曲造型的应用，流畅的曲线和圆滑的边角，是温和与安全的象征。

实木弯曲工艺

  多年来，木工从业者在实木和人造板的弯曲工艺上都进行了深入的研究，先有对实木方材软化加压、干燥定型实现实木弯曲，后有利用薄板弯曲胶合实现人造板弯曲，但在实际应用中，这两种弯曲工艺都受到木材材种和加工设备的限制，因此从业者还在对其他弯曲工艺进行不懈尝试。
  
  不把木头掰弯，放平试试？
  说到弯曲，我们总是想要把木头掰弯，这必然要与木头天然的木性相抗衡，我们通过加热、加压强行改变木头的形状，自然要承受力与热撤去后的回弹。其实换一个角度，将弯曲的弧线用铣型完成，那弯曲造型就像在纸上画画一样容易！
  
  最近我们了解到一种新的弯曲方式，打破了传统的弯曲思路，用实木板平压的方式制作弯曲件。
  1、单板平压，解除材料的限制
  这种新的弯曲方式是在片式实木板上刻划二维的弯曲形状，得到片状的造型实木板，然后采用片式实木板平压方式制成胚料，操作简单。
  
  实木弯曲的质量受木材材种、加热温度、木材含水率以及木材缺陷和工艺过程的影响很大，而且需要对木材进行充分的特殊处理，在特定的模具中完成弯曲，造型单一且成本高昂，后续还会有变形以及回弹的风险。
  
  胶合板层压一定程度上放宽了材料特性对弯曲造型的限制，但仍然没有解决变形和回弹的问题，且加工难度较大。
  
  而这种弯曲方式无需强行弯曲实木，不用抵抗天然木性，对材料的选择也就没有了限制。任何实木单板都可以用此种方法进行弯曲造型的设计。

实木弯曲

  2、无模铣型，解除模具的限制
  无论是实木弯曲还是胶合板层压，弯曲造型都对模具有很大依赖，甚至可以说胶合板弯曲工艺的发展是开模和压机设备发展直接推动的。同时，采用这两种方法有一个不足之处，很难完成封闭曲线的弯曲造型。
  
  新方法采用实木单板片材根据形状平铺成毛胚形状，无需模具完成铣型。这种弯曲方式对木材特性没有特殊要求，5-10年的速生木材即可，生产成本低，也能保护林木资源。而且这种方式只要将实木板铣出需要的形状，用平板热压即可，任何二维的曲线造型都可以制作，也可以完成封闭曲线的弯曲造型。
  
  新的弯曲方法通过物理加压的方式制作，使木材具有高密度，高强度的特性，也有比较好的承重性能，可以解决前面两种弯曲方法的变形和回弹问题，但是这种特殊的弯曲方式导致它不能使用常见的封边方式进行边部处理。铸棱封边是一种新的边部处理方式，不仅可以用于刨花板、多层板封边处理，甚至可以完成对平压弯曲件的边部包覆处理。
  不用胶的铸棱封边
  区别于常规的PVC封边、木皮封边等边部处理方式，是一种倒模漆的浇筑封边方式。
  1、浇筑不用胶，值得关注
  常规的封边方式是用胶黏剂将封边条与板件粘连在一起，而胶黏剂是家具材料中甲醛的重要来源之一。当今消费者对家居安全越来越重视，低醛、无醛的绿色板材更受消费者青睐。
  
  ▲使用胶黏剂封边
  铸棱封边是在产品边部用玻璃钢浇筑，不使用胶黏剂就可以与木材紧密粘合，不脱层，可用于刨花板、多层板等板材的封边，减少人造板的施胶量和甲醛释放量。而且铸棱封边的棱角光滑圆润，坚硬耐碰撞，提高家具的耐用性。
  
  2、铸棱封边，让全封闭涂装成为可能
  封边是家具生产工厂出现问题最多的环节，封边不良、齐头不齐、爆边、掉角等问题时常出现，涂装时封边缝的处理也是对工艺技能的极大考验。
  
  ▲封边条封边常见的问题
  铸棱封边可以对木材边部全部包覆，避免普通封边时出现的封边缝隙，实现全封闭式涂装，对家具的保护更加全面，有更优越的防水耐腐性能，同时产品外形一体化，更加美观。并且铸棱封边技术机械化程度高，可以大规模工业化生产，降低人工成本。
  
  单板平压的弯曲方式可以利用速生材完成二维面任何形状的曲线造型，在利用铸棱封边的方法解决封边问题后，可以大范围的推广应用。而且这种工艺方式与3D打印技术的结合，可以使低端板材拥有高端实木的使用效果。
  电脑控制的表面涂饰
  3D打印技术相信大家都不陌生，3D打印在家具界的应用也经过了一段时间的实践，比如三聚氰胺浸渍纸上进行木纹打印等。
  
  将3D打印应用于木制品表面，可以打造出优美的实木纹理，甚至是珍贵木种的花纹。铸棱封边技术使产品边角光滑坚硬，也为3D打印技术的应用创造了条件。
  1、UV涂装与3D打印在设备上融合
  3D打印首先需要适合木制品打印和干燥的设备，UV涂装是时下最流行的涂装方式，效率高且环境污染小，因此将UV涂装融入3D打印是一种比较好的选择。现在已经研发出了UV光敏纳米级油漆设备，全部工序均由电脑控制，涂装效果不受人为技术的影响，品质稳定无色差。
  

实木弯曲

  2、弯曲的木纹更加逼真
  
  ▲椅子扶手漆前漆后对比
  普通的贴纸工艺只能塑造直线纹理，覆于弯曲件上显得格格不入。3D打印技术的特殊之处在于，可以让木纹纹理顺着构件弯曲方向蜿蜒，仿若实木的天然纹理，生动逼真，惟妙惟肖。
  
  采用3D木纹打印的方式，解决了随意弯曲造型后纹理处理的难题，与实木弯曲相比，可以降低材料成本和加工成本，外观上却并没有太大区别。
  
  ▲部件挂线喷漆生产线
  单板平压弯曲是制作弯曲造型的另一种思路，封边和涂装问题也有了比较成熟的解决方案，也许这种方式未来能成为弯曲造型的主流方法也说不定呢！

家具的路

在现代化社会背景下，随着生活水平的提高，人们在选取家具时除了关注家具的功能、结构、材质以及造型以外，同时也对家具的美观有着高要求。也即要求家具不仅要具有较强的实用性，也要拥有一定的设计美感及精神内涵。

在现在的家居环境中，中年人及老年人更倾向于中式装修风格，而年轻人则在装修及购买家用产品时倾向于现代简约风。但无论是中式风格还是现代简约，曲木家具都以其独特的制造方式及优美的造型姿态在家具市场中占据了一席之地。

曲木家具知多少

由于家具的各个零部件几乎都可以弯曲成型，因而称为“曲木家具”。说起曲木家具，其早在上个世纪90年代中期就从北欧进入中国市场。

曲木家具与其他传统家具最大的区别在于其具有的优美流畅的弧度与曲线，由于在制造过程中充分考量了人体的生理结构并利用了人体工学的原理，因而能够减轻使用者因久坐导致的身体不适感，提高了椅子的舒适度。

曲木家具的原材料一般采用桦木和水曲柳，由于桦木强度较高且成本低，因而常将其作为板材内层，并将纹理独特美丽的水曲柳作为板材外层。除了这两种木材以外，在曲木家具的制作中还可将榉木、橡木、胡桃木作为主要用材。

曲木家具在制作上，可以采用切割与拼接的方式从大块木材中获得弯曲的家具零部件，但这种方式不仅在树种的选择上有限制，且会导致原材料的大量浪费，对加工工艺也有较高的要求。因此，在制作曲木家具时，弯曲木成型工艺是首选。

传统弯曲木成型工艺

传统弯曲木成型工艺主要有四种，即实木弯曲成型、多层胶合弯曲成型、刨花（纤维）模压弯曲成型以及中密度纤维板弯曲成型。

但目前市场上最常见的曲木家具弯曲工艺为实木弯曲成型以及多层胶合弯曲成型。

实木弯曲成型

这一工艺为无屑实木成型加工工艺，根据软化和加压弯曲方式，可分为传导加热式弯曲成型技术、微波加热式实木弯曲成型技术、纵向压缩后实木弯曲成型技术及横向压缩实木弯曲成型技术等。

传导加热式实木弯曲成型技术具有工艺简单、环保无污染的特点，因此成为目前市场上最常用的曲木家具生产工艺，具体工艺为毛坯加工——软化处理——弯曲成型——低温干燥——自然冷却——定型。

在选料及加工毛料时，常选用硬阔叶木材的边材作为原料，且原料的纹理需规整通直，外形完整无缺陷。

在软化阶段，初始木材的硬度高，弯曲性能较差，在受到外力迫使其弯曲时会发生断裂，因而需要通过控制压力及温湿度将已确定好尺寸的木材进行软化处理。

这一过程常采用传统的蒸煮法，将木材放入实木软化专用设备，根据树种、尺寸以及初始含水率控制加工时间，将木材转化为可弯曲的状态。软化时间一般为1-2min/mm，厚度为30mm的工件其加工时间约为40-50min。

在弯曲过程中需利用模具、钢带等将软化后的木材加压进而弯曲成想要的形状，这一过程可利用机械设备，也可手工操作。而后使木材保持弯曲状态并连同模具一起进行干燥定型。

多层胶合弯曲成型

多层胶合弯曲木家具生产流程如下:

单板剪切——单板涂胶——手工组坯——闭合陈化——高频模压成型——平刨——立铣分切——定位打孔——部件砂光——贴微薄木——精砂——喷漆——装配——曲木家具成品。

这一曲木家具加工方式相对于实木弯曲成型工艺进一步提高了木材的利用率，也扩大了树种的选择，实现了劣材优用。

模压成型技术的利用不仅降低了成本、提高了生产效率，也意味着由此得到的曲木家具拥有了更加复杂多变的造型，更加具有设计感。

另外，多层胶合弯曲木家具适合采用部件包装、现场装配的销售方式，且运输方便，符合现代市场营销观念。


在不断地发展中，传统弯曲木成型工艺在不断完善和优化的同时，新的工艺也在悄悄发展。

无模弯曲木工艺

顾名思义，即利用现代数控设备进行加工，不需模具的弯曲木工艺。加工时无需模具，一体成型无榫卯，因而造型不受模具限制，设计师在款式的设计上有极大的发挥空间。在摆脱模具限制的同时还可以进行批量化生产。

在原料的选择上，根据板材用途有所区别，当制作桌面板料时多采用多层板、刨花板及指接板等，而线条挡料则以杨木、桉木等速生材加工的层压板为主。

与传统弯曲木工艺相比，无模弯曲木工艺有自己的独特优势。

无模具的特点节省了模具制作成本，也相应的减少了人工和时间成本，同时也意味着曲木家具可以实现个性化定制，各种二维面造型及设计风格均可通过此种工艺实现。

在材料的使用上，刨花板、多层板结合无缝淋边工艺使家具可具备各种圆角、直边、斜边以及内外镶嵌的造型特点。

未经油漆的家具原胚通过数控生产，面漆处理则采用静电喷涂，极大的减少了人工干预。

一叶风情

一、实木弯曲的起源

19世纪初，曲木家具技术从德国传入日本。19世纪80年代后，中国才开始有越来越多的人关注这一工艺。早在30年前，上海木器厂在中国首创实木弯曲工艺，实木弯曲家具产品试制成功后投入市场，受到广泛欢迎。现在市场上很多新中式的家具都是采用的实木弯曲工艺，体态优美，简约大方。


二、实木弯曲的原理

木材弯曲时，以中性层为分界形成凹凸两面，在凸面产生拉伸应力，使凸面木材有不同程度的伸长；凹面产生压缩应力，使凹面木材有不同程度的压缩，其应力分布是由表面向中间逐渐减少，中间一层纤维（中性层）既不受拉伸，也不受压缩。当所受的拉伸和压缩应力超过该种材料的拉伸强度极限或压缩强度极限时，木材就遭到破坏。

木材弯曲时，必须研究和了解木材顺纹拉伸与压缩应力的变形规律。

顺纹压缩变形与树种有关，针叶、软阔叶气干材顺纹压缩变形为1%-2%，硬阔叶气干材为2%-3%。这是是由于硬阔叶材各年轮层间有宽而粗的木射线组织，使其连接牢固，因此在变形时不易失去稳定性和产生破坏。

软化处理后可增加木材顺纹压缩和拉伸变形。软化处理使顺纹抗伸形变可稍有增加，一般在1%-2%。但使顺纹压缩变形却比气干材增加很多。经软化处理后硬阔叶材顺纹压缩变形可达25%-30%，针叶材顺纹压缩变形为5%-7%。

不同树种的允许拉伸形变和压缩形变不相同，因而它们的弯曲性能差异很大。


三、实木弯曲工艺流程

1、选毛料及加工

选用一般不进行软化处理而直接弯曲的毛料含水率控制在10%-15%；要进行蒸煮软化处理的方材含水率应为25%-30%；高频软化处理的毛料含水率应大于20%，而处理后的毛料含水率为10%-12%。将木材用机器加工成所需要的形状。

2、软化处理

软化处理中最适合工业化大规模生产的方法是高温蒸汽法，在工厂中将长木条放进设备内，然后封闭炉门，按下开关，立即会有大量蒸汽生成而且会有木头独有的香气散发出来。


3、弯曲成型

弯曲是整个工艺中最重要也最复杂的一个环节，根据弯曲件的厚度和弯曲半径以及弯曲维度有不同的适用方法。

在固定的时间之后，打开炉门将木材取出，将木材卡在弧形的模具中，借助压合工具将木材沿模具弧边压下，木条便形成与模具相同的弧形。

4、低温干燥-自然冷却-定型

干燥定型是让含水率达到木素稳定的要求。因为蒸汽之后的木材含水率较大，不好进行下一步工序，只能在阴凉干燥的地方降温和风干，含水率要降到10%以下才可以，要不然废弃率会提高。

5、弯曲部件加工

弯曲后，弯曲件的加工表面或加工基准已不准确，若要达到高质量的要求，必须重新加工，重新确定基准和型面加工。

弯曲部件加工结束后，可以根据部件是否变色、断裂、回弹来判定弯曲质量。要想达到优秀的弯曲木品质，以上的每一个步骤都不能有差错。木材作为自然产物，没有完全一样的，所以把握好细节才能决定成败！