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重慶浩生木材
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現代木材是怎樣加工的

  當傳統木材的加工技術不再具有社會生產力優勢的時候,新型的現代化的木材加工技術開始逐漸取代傳統的木材加工技術。新的加工技術可以更好的發揮木材的特性甚至可以創造一些新特性,這客觀也拓寬了木材的應用范圍。了解并掌握目前世界較為前沿的加工技術有利于提高我國木材加工企業的對外競爭力和自身經濟效益的提高。因此,應該隨時關注和掌握現代技術在木材加工中的創新應用。
  1 木材加工技術簡介
  1.1 木材加工的定義
  木材加工的傳統定義是利用機械設備或化學方法對木材原料進行加工,但不改變木材的基本特性。隨著社會的發展和技術的不斷推進,人們對木材輕量、高彈、耐擊和紋理色調等基本特性有了更高的要求,此外還附加產生了防腐防火等等要求。傳統工藝已經不能適應社會的發展,隨之而來的現代木材加工是采用基礎木材學、應用物理學、化學、生物學、熱工學、聲學以及機械工程學等一切可以運用的原理對木材原料進行加工,但保持或提高木材的使用特性的系統性活動。
  1.2 我國木材加工技術的歷史演變
  木材加工在我國自古有之。大家最為熟悉的應屬春秋末期的魯班,他發明了簡單的木材加工工具墨汁、角尺等;秦漢之際,木材加工工具進一步發展出現了鑿、錛;北魏時則初步形成了簡單地木材加工技術;唐宋時期木材加工技術發展較快,人們會用鋸開、氣干、拼合、包封等較復雜的技術處理木材,并采取蒸煮、干燥、加楔和留縫的方法提高木結構的穩定性;到了明代木材加工技術走向成熟,木制家具更是以精巧的結構和簡樸的造型馳名內外。而我國木質結構的古建筑和自然園林藝術更是國內外的一個驚嘆。新中國成立后陸續成立了木材加工研究部門致力于發展木材加工技術。
  1.3 歐洲木材加工技術的興起與成熟
  歐洲最早出現木加工工具框鋸是1348年。但其加工技術在18世紀以前基本停留在手工操作階段。文藝復興期間的木制品鑲嵌技術達到很高水平。在18世紀初中期由于單板制造技術的發展法國發明了單板旋切機和刨切機。19世紀中葉德國出現了膠合板廠。20世紀20年代初人造板成為基礎的新型工業門類。到40年代,木材加工進入綜合利用階段。60~70年代隨市場需求的不斷增加木材傳統結構轉向板式結構,反映了木材加工的綜合技術臻于成熟。
  2 提高木材加工技術的必要性
  進入21世紀以來,隨著國際間經濟貿易往來的頻繁木材加工行業也開始面向現代化和國際化。要保持我國木材加工行業的領先地位和主導競爭力就要不斷提高木材加工技術的國際領先水平。同時,全球環境的持續惡化使得國際對環境污染和能源浪費的關注度逐漸升溫,這也促使木材加工技術的發展要兼顧綠色環保的主題,順應世界倡導的主流和國家的節能減排政策主基調。
  3 目前較前沿的木材加工技術有哪些
  以下對目前全球范圍的木材加工中較為前沿的加工技術進行普及性介紹,希望通過這些介紹能為新技術的推廣和提高行業現代化帶來一些信息和思考。
  3.1 CVD涂層技術
  CVD涂層技術即化學氣相沉積技術,其主要原理是采用各種金屬類(如鎳、銅、鈦、鈷、鉻、鉭、鋁等)化學物質或混合物質在刀片表層形成一層涂抹或沉積膜,通過加強穩定性、耐磨性、韌性乃至切割性等以提高刀具的使用效率。英國制造研究部門早前已經通過鈦化合物和其他金屬混合物在刀具表面沉積涂層來達到提高刀片耐磨度的試驗,得出其性能高于常規刀片的4倍左右。萬奈特(美)公司也利用鈦鋁化合物的混合體在超晶體刀具表面進行涂層覆蓋,且使用效果至少提升一半左右的工作效率。德國教授發現采用微米級別的氧化鋁涂層的陶瓷刀具的切割效果遠遠大于常見刀具的切割效果。而日本三菱集團研發的特殊鈦金屬超級涂層刀具,表面光滑且忍性極高、耐磨和穩定性都有很優秀的表現。
  3.2 高速切削技術
  高速切削技術的原理是利用提高加工工具單位時間內的轉速來增強刀具、砂輪的使用效果,縮短完成一件產品加工制造的時間。但是這種技術對刀具的挑選比較苛刻。德國Leitz公司研發的快速自動換刀系統的轉速可達到36000r/min以上,且收縮式和液壓式加緊夾頭大大增加了柄盤類刀具的安裝精度,其生產能力提高近一倍。L公司開發的系列產品都有著極其出色的表現。值得一提的是,旗下的多變廓成型銑刀。它利用三角特殊定位方式可重磨換刀片設計令刀片與刀體搭配更具靈活性,不僅降低了采購成本、同時也提高了加工過程中對材料的適應性。高速切削技術很關鍵的一個因素就是動力平衡,它關系著生產安全。加拿大的圖奧特教授和我國的陳世平教授都對動力平衡方面進行了研究分析和試驗,并取得了一些進展。相信不久的將來,對于高速切削刀具使用的安全性會越來越有保障。
  3.3 納米改性加工技術
  納米改性加工技術主要是利用納米科技對木材原料的基本性能進行優化的一種加工技術。它是將微波處理技術與壓力浸漬等方法有機結合提升木材的滲透性,然后盡可能多的使前驅溶液進入木材原體的內部結構中,以木材為原生場所,發生原位反應生成納米材料后成為新型的復合材料。生成的無機納米體可以改變木材的性能。不同材料的納米體還有不同的表現,如氧化鈦納米體可以提升木材的硬度;氧化硅納米體可以保溫;銀銅等金屬氧化物的納米體具有較強的光譜殺菌能力等等。
  3.4 超聲波切割加工技術及在線檢測技術
  超聲波切割技術是利用工具端面做超聲振動通過磨料的機械碰撞作用、磨拋和超聲波的空化作用加工木材的一種技術。超聲波切割技術雖然對木材的硬度有所要求,但它依然對木材部件各種形狀的加工有很好的適應度,而且操作精度很高,可以有效提高生產效率。在線檢測技術是利用帶鋸自控與聲控、激光標準檢測系統數據庫有機結合在一起組成的信息自動化系統的木材加工技術。該技術主要是對木材在加工過程中的實際情況進行實時檢測,通過三維立體的檢測判斷出木材產品表面粗糙度的情況,并智能的對實際情況作出不同程度的切削處理。該項技術可以有效去除木材的飛邊毛邊現象具有較高的實用性。此技術目前最為領先和成熟的國家是日本。
  3.5 綠色加工技術
  綠色環保加工技術主要是應現代社會環保節能減排的要求而出現的一系列新概念加工技術。如木材加工過程中的除塵、除噪振技術以及廢舊木材的回收再利用技術。除塵技術目前的主要辦法是采用高效旋風分離器對廢材進行分離篩選或在砂光打磨段采用分層過濾除塵器。而除噪振技術則是通過研究刀片在空氣中產生阻力和空氣流的相關性來尋找減小噪聲和振動的技術。
  4 結束語
  通過對較為前沿的現代化木材加工技術的了解和掌握,可以結合我國實際木材加工行業的現狀和優勢,積極研究和開發具有國際領先水平的木材加工技術。既要保持我國木材加工的傳統精髓又具有時代創新特色,是研發未來木材加工技術的一個課題。只有保持繼承傳統的創新才能更具有民族性和超越性,并使我國的木材加工技術立于不敗的領先地位。

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