❶ 木材如何壓縮
對軟化狀態的木材進行加壓變形,並使之定型的加工過程。木材壓縮工藝用於製造壓縮木、木材層積塑料和具有浮雕效果的模壓裝飾件。壓縮木有較高的強度和耐磨性,易於膠合,可用一般木工機床進行切削加工。它可用作某些有色金屬及其他材料的代用品,製造各種機器的軸承、軸瓦、織布梭子和梭子滑板、剎車塊等。模壓裝飾使用於傢具和建築構件。
木材壓縮方法
可分為單軸壓縮、回形壓縮和液體靜力壓縮(全面壓縮)3種(見圖)。①單軸壓縮時只在一個方向(通常為橫纖維方向)上對木材加壓。單軸壓縮又可分為均勻壓縮和不均勻壓縮。單軸均勻壓縮法用於製造織布梭子、軸承的毛料。②回形壓縮時,壓力垂直於木塊的縱向軸並作用於整個表面。該法便於壓縮圓柱形木材,製造軸瓦。③液體靜力壓縮法利用不能滲透到細胞腔和管孔中的液體進行加壓。在壓力鍋中進行。
木材壓縮工藝
通常包括毛料准備、軟化處理、壓縮和乾燥定型等工序。典型的木材壓縮工藝過程如下:
單軸壓縮
又分為木材預熱和預先汽蒸兩種。①木材預熱後的單軸均勻壓縮工藝是:將含水率為8~10%的木材先壓縮10%;通過壓模對初步壓縮的木材加熱1.5~2小時,使中心溫度為90~95℃;用20~30兆帕的單位壓力將木材壓縮45~50%(含初壓縮值),加壓時間約10~20分鍾;繼續加熱1小時,使木材中心溫度達95~105℃;冷卻到40~50℃;卸模,取出壓縮木。②木材預先汽蒸後的單軸均勻壓縮工藝是:先汽蒸木材,使其中心溫度達85~90℃;將木材壓縮45~50%;進行乾燥使其含水率達6~8%;冷卻到30~40℃;卸模。
回形壓縮
工藝過程是:汽蒸木材使其中心溫度達85~90℃→圓柱形木材在壓模中壓縮→將被壓縮木材(連同模具)乾燥到含水率8~10%→卸模→圓柱形壓縮木冷卻到30~40℃,室溫下放置24小時,使其含水率均勻。
木材層積塑料
用浸漬酚醛樹脂膠的旋切單板,在高溫高壓下壓製成的板材或成型零件。工藝過程為:單板旋制→將單板乾燥到4~8%→干單板浸漬在酚醛樹脂中,要求單板吸收干樹脂量為16~24%→乾燥浸膠單板→組坯和熱壓→鋸邊。浸醇溶性酚醛樹脂時,乾燥溫度不高於75℃,浸水溶性酚醛樹脂時乾燥溫度不高於90℃,浸膠單板乾燥後的樹脂固化率不大於2%。壓力為15兆帕,加壓時間按每毫米板坯厚需6分鍾進行計算。裝板時熱壓板溫度為40~50℃,熱壓板最高溫度為145~150℃,卸板時溫度為40~50℃。
浮雕裝飾件的模壓加工
利用帶圖案的金屬壓模在熱壓機中進行,也可用輥筒壓模進行,工件在輥筒和工作台間通過時連續地壓出圖案。熱壓參數根據木材樹種、受壓木材的纖維方向、木材斷面類型(弦向或徑向)、裝飾件表面輪廓的深淺和木材塑化處理狀況等因素確定。模壓工藝規程為:木材含水率8~12%;熱壓溫度120~200℃,壓力1~15兆帕,熱壓時間2~10分鍾。
❷ 如何製作壓縮木
木材經壓縮而緻密的產品。木材通過塑化後,在結構不發生破壞的前提下進行壓縮而變得密實,從而使強度提高。壓縮木用於製造紡織工業的木梭等產品。中國年產壓縮木梭約1000萬支。
第二次世界大戰前,德國人已經銷售商品名為「木石」(Lignostone)的壓縮實木。早在1900年美國就有了製造壓縮木的專利。1932年蘇聯已制定出干法和濕法兩種不同的壓縮工藝。中國早在1947年,在上海的原中央工業試驗所木材工程室即曾開展壓縮木梭、打梭板等產品的研究,並在揚子木材廠批量生產。50年代末60年代初,中國又利用壓縮木吸濕膨脹釋放出很大膨脹應力這一特點,製成煤礦用壓縮木錨桿,作為擠緊材料,在生產中推廣應用。60年代初、中期壓縮木梭取代青岡木梭在全國得到廣泛應用。
木材壓縮的方法可以分為單軸(即單方向)壓縮、回形壓縮和全面壓縮三大類。單軸壓縮又分為端向壓縮和橫向壓縮兩種。木材彎曲主要靠不均勻端向壓縮;而壓縮木梭和錨桿的生產都屬於單軸橫向壓縮。
木材先經酚醛樹脂浸漬,再壓製成壓縮木稱為浸膠壓木。
壓縮木及浸膠壓木具有較高的力學強度,容積重1.4克/立方厘米的壓縮木與天然木材相比較,橫紋理抗壓強度增加14倍,順紋理抗壓強度增加1倍,硬度增加2倍(端面)到6~7倍(側面),耐磨耗性增加到17倍(樺木)乃至30倍(楊木)。用普通的樹種(如樺、槭、楊木等)製成的壓縮木能成功地代替質地堅硬的硬木(如愈瘡木等)。硬木和壓縮木力學強度指標的對比如表。
此外,壓縮木具有良好的沖擊韌性和耐磨性能,這也是許多材料所不及的。如金屬銅的摩擦系數為0.05(7.5~11MPa荷載),而壓縮樺木只有0.002~0.0005。利用壓縮木的這一特點可將壓縮木製成軸瓦、軸套。
壓縮木尺寸穩定性不好,將其泡在水中或放在高濕的條件下,有些產品可以膨脹到壓縮前的體積,紡織用壓縮木梭要求尺寸穩定性高,所以應有合理的壓縮工藝及壓縮參數(如壓縮率、溫度、時間等)。壓縮木尺寸穩定性還與壓縮木的密度、木材含水率、木材邊心材、木材來源等因素有關。為了提高紡織用壓縮木梭的尺寸穩定性,其成品尚需進行防潮防水處理,以避免成品吸濕膨脹。
浸膠壓木由於木材在壓縮前經酚醛樹脂浸漬處理,固化的酚醛樹脂對木材細胞壁有充脹作用,所以尺寸穩定性大幅度提高,但沖擊韌性比未浸樹脂的壓縮木有所降低。用有機硅樹脂處理木材再經壓縮製成的木梭,尺寸穩定性、耐磨性能、沖擊韌性均不錯,但成本太高,未能推廣應用。
中國壓縮木生產工藝均採用濕法工藝。即先將木材用蒸汽蒸煮軟化,然後再在熱壓機中按規定的木材壓縮率進行熱壓(木材應放在鋼模中)。熱壓後待充分冷卻後再從熱壓機中取出。為了消除熱壓過程中產生的內部應力,還應將產品進行熱處理。