1、西安电子科技大学工业设计系第 6 章 木材及其加工技术n常用木材及性能n木材制品的加工工艺n木材制品的表面装饰工艺n木材在设计中的选用n思考题木材制品案例木材制品案例西安电子科技大学工业设计系案例1：木质耳机的设计 一个即可以躺着直立，又能45仰望天空的八角实木耳机。西安电子科技大学工业设计系木质耳机的设计u元件选择：一个耳机最核心的魂声音原件-由耀声电子提供。耀声电子曾为宾利的车载影音系统研发制造无线耳机硬件。相孔的位置和大小-为保证高低频的稳定，经过半年反复测试调整相孔的位置和大小。经测试，左右声道的平衡和每阶音频的误差值都是控制在正负2db的范围内。西安电子科技大学工业设计系木质耳机的设
2、计u 材质的选择：带有芳香的上等黑胡桃木 木制腔体木质腔体能减少多余震动，达到高保真的效果，增强声音的表现力，让人听起来有温暖的感觉。西安电子科技大学工业设计系木质耳机的设计u 外观的设计：独特八角与圆形耳壳 设计有可以调节耳壳位置的装置，适合不同头型消费者的佩戴需求，适应长时间佩带。耳机即可以躺着、直立，又能45仰望天空的八角设计。西安电子科技大学工业设计系木质耳机的设计u 材料成型工艺：多层实木拼接冷压弯曲技术 耳机经过专业的拉力测试，坚固耐用。强度测试强度测试n1952年出生于德国的Bill Luce，其父母都是美国人。其童年的大部分时间都是在日本冲绳岛长大，受日本木制漆器以及传统陶器的
3、影响，他以极大的热情投入到木碗等木制容器的制作。n主要工具是车床及电锯。采用车床切削技术及电锯雕花，创作出一件件精美的木容器。案例2：木器设计-以低调的形式探索安静的力量nBill Luce喜欢使用朴实无华的木材，以简单的形式，设计制作出简约而又有冲击力的作品。n正如艺术家自己的宣言所说：以低调的形式探索安静的力量。木器-以低调的形式探索安静的力量木器-以低调的形式探索安静的力量西安电子科技大学工业设计系木器-以低调的形式探索安静的力量西安电子科技大学工业设计系木器-以低调的形式探索安静的力量西安电子科技大学工业设计系木器-以低调的形式探索安静的力量西安电子科技大学工业设计系木器-以低调的形式
4、探索安静的力量西安电子科技大学工业设计系木器-以低调的形式探索安静的力量西安电子科技大学工业设计系木器-以低调的形式探索安静的力量西安电子科技大学工业设计系木器-以低调的形式探索安静的力量西安电子科技大学工业设计系n日本木制家具大奖致力于选择最好的木制家具来代表现代日本的木作工艺。n每年都有很多设计师和家具制造品牌参与。案例3：木椅-WOOD FURNITURE JAPAN AWARD（2016）日本木制家具大奖 西安电子科技大学工业设计系木椅-WOOD FURNITURE JAPAN AWARD（2016）u 大奖 西安电子科技大学工业设计系木椅-WOOD FURNITURE JAPAN A
5、WARD（2016）u软木奖软木奖（从针叶树做的家具中选出）作品：TETSUBO 设计者：株式会社 西安电子科技大学工业设计系木椅-WOOD FURNITURE JAPAN AWARD（2016）u硬木奖硬木奖（从阔叶树做的家具中选出）作品：KARIMOKU NEW STANDARD COLOUR WOOD DARK GRID设计者：家具株式会社）西安电子科技大学工业设计系木椅-WOOD FURNITURE JAPAN AWARD（2016）u木工技术最佳奖木工技术最佳奖 作品：KURIKOMA 设计者：株式会社）西安电子科技大学工业设计系木椅-WOOD FURNITURE JAPAN AWA
6、RD（2016）u木工技术最佳奖木工技术最佳奖 作品：100年杉椅子 设计者：株式会社KOMA 西安电子科技大学工业设计系木椅-WOOD FURNITURE JAPAN AWARD（2016）u具有未来可研发性奖具有未来可研发性奖 作品：kinoe 设计者：飛驒産業株式会社貝山伊文紀 西安电子科技大学工业设计系木椅-WOOD FURNITURE JAPAN AWARD（2016）u其他的优秀作品其他的优秀作品 西安电子科技大学工业设计系木椅-WOOD FURNITURE JAPAN AWARD（2016）u其他的优秀作品其他的优秀作品 西安电子科技大学工业设计系木椅-WOOD FURNITUR
7、E JAPAN AWARD（2016）u其他的优秀作品其他的优秀作品 西安电子科技大学工业设计系木椅-WOOD FURNITURE JAPAN AWARD（2016）u其他的优秀作品其他的优秀作品 西安电子科技大学工业设计系木椅-WOOD FURNITURE JAPAN AWARD（2016）u其他的优秀作品其他的优秀作品 西安电子科技大学工业设计系木椅-WOOD FURNITURE JAPAN AWARD（2016）u其他的优秀作品其他的优秀作品 西安电子科技大学工业设计系木椅-WOOD FURNITURE JAPAN AWARD（2016）u其他的优秀作品其他的优秀作品 西安电子科技大学工
8、业设计系木椅-WOOD FURNITURE JAPAN AWARD（2016）u其他的优秀作品其他的优秀作品 西安电子科技大学工业设计系其他产品-WOOD FURNITURE JAPAN AWARD）u海外观众奖海外观众奖（被外国人精选的超赞家具）作品：O-Bath mugen/infinity 设计者：檜創建株式会社 西安电子科技大学工业设计系u其他的优秀作品其他的优秀作品 其他产品-WOOD FURNITURE JAPAN AWARD）西安电子科技大学工业设计系u其他的优秀作品其他的优秀作品 其他产品-WOOD FURNITURE JAPAN AWARD）西安电子科技大学工业设计系u其他的
9、优秀作品其他的优秀作品 其他产品-WOOD FURNITURE JAPAN AWARD）西安电子科技大学工业设计系WOOD FURNITURE JAPAN AWARD（2016）巴黎和东京的展厅设计：西安电子科技大学工业设计系WOOD FURNITURE JAPAN AWARD（2016）巴黎和东京的展厅设计：西安电子科技大学工业设计系第 6 章 木材及其加工技术n常用木材及性能n木材制品的加工工艺n木材制品的表面装饰工艺n木材在设计中的选用n思考题西安电子科技大学工业设计系常用木材及其性质n木材的特性n木材的分类与结构n木材的缺陷n常用木材木材制品的成型技术 1.配料：根据制品质量要求，按构
10、件在制品上所处的部位不同，合理确定各构件所用成材的树种、纹理、规格、含水量、力学性质等技术指标。然后按照图纸规定的尺寸和质量要求，将成材或人造板锯割成各种规格毛料。2.构件的加工：对毛料进行平面加工、开榫、打孔等，由此加工出具有所要求的形状、尺寸、结构和表面粗糙度的木制品构件。一般加工方法有木材的锯割、刨削、凿削、铣削。3.装配：榫结合榫结合（传统的结合方式）、胶结合、螺钉与圆钉的结合胶结合、螺钉与圆钉的结合 板材拼结板材拼结（采用实木板拼结时，为减少拼结后的翘曲变形，尽可能选用材质相近的板材，用胶粘剂和即用胶粘剂又用榫、槽、钉等结构，拼结成具有一定强度的较宽幅面板材）。木材制品的表面装饰工艺
11、n表面覆贴表面覆贴：将面饰材料通过粘合剂，粘贴在木制品表面。覆贴工艺可采用流水线、半机械化、手工等方法完成。但覆贴之前，均需对基材进行预处理，包括等温等湿处理、表面磨砂、清洁处理，使表面平整光洁，不受杂质污染，保证覆贴强度。常用的面饰材料有：聚氯乙稀膜（常用的面饰材料有：聚氯乙稀膜（PVCPVC膜）、人造革、膜）、人造革、DAPDAP装饰纸、装饰纸、AIKOYAIKOY纤维膜、三聚氰胺板、木纹纸、薄木等。不同的面饰材料采用不同的装饰工艺。纤维膜、三聚氰胺板、木纹纸、薄木等。不同的面饰材料采用不同的装饰工艺。n表面涂饰表面涂饰：起装饰和保护作用。表面涂饰工艺：1）涂饰前的表面处理涂饰前的表面处理
12、 干燥、去毛刺、脱色、消除木材内含杂物。2）作底层作底层 作底层是多道工序的总称。目的改善表面的平整度，提高透明涂饰剂模拟木纹涂饰的木纹和色彩的显示程度。3）涂面漆涂面漆 涂料一般为透明和不透明两大类。透明涂饰主要用于木纹美观，底层平整的木制品。思考题n木材作为造型材料有哪些主要缺陷？n简述木材的加工工艺。n木材有那些装饰技术？其目的各是什么？n设计一套造型新颖的木质写字台和座椅，就材料选择、加工工艺、表面装饰进行详细的分析说明。（画出效果图）n我国地域辽阔，树种繁多，约有7000多种，其中材质优良，经济价值较高的有千余种，适用于家具的主要木材有30余种，主要分布：l 东北的东北的落叶松、江松
13、、白松、水曲柳、榆木、桦木、色木、椴木、柞木、麻栎、黄波萝、楸木；l 长江流域的长江流域的杉木、本松、柏木、擦木、梓木；l 南方的南方的香樟、柚木、紫檀等。桦木桦木榆木榆木刺猬紫檀木刺猬紫檀木木材的特性木材的特性：1)1)质轻而强度较大；质轻而强度较大；2)2)容易加工和涂饰；容易加工和涂饰；3)3)热、电的传导率低，电阻大；热、电的传导率低，电阻大；4)4)具有天然的纹理和色彩；具有天然的纹理和色彩；5)5)具有平衡调节空气中湿气的作用；具有平衡调节空气中湿气的作用；6)6)具有可塑性具有可塑性;易变形、易燃；各向异性易变形、易燃；各向异性（即使同一树种的木材，因产地、生长条件不同，其物理、
14、力学性质差异较大)。n木材是一种优良的造型材料。其自然、朴素的特性令人产生亲切感，被认为是最富于人性特征的材料。木材的分类n按树木成长状况分为外长树和内长树。按树木成长状况分为外长树和内长树。外长树外长树的树干是向外发展，从细小逐渐长粗成材，这种成长情况因季节不同而形成年轮；内长树内长树的成长是内部木质的充实，热带的木材几乎都是内长树。巨杉树，俗称世界爷.位于加利福尼亚州的水杉国家公园。高约30层楼，周长有半个篮球场,3000岁。体积世界第一，1500立方米，可以装下整整40个集装箱。木材的分类n按树叶外观形状分为针叶树和阔叶树按树叶外观形状分为针叶树和阔叶树。针叶树阔叶树木材的分类n按树叶外
15、观形状分为针叶树和阔叶树按树叶外观形状分为针叶树和阔叶树。l 针叶树树干直而高大，易得大材，纹理平顺，材质均匀，强度较高，容重和胀缩变形较小，耐腐蚀性较强。木质较软易加工，广泛用于制作承重构件；l 阔叶树质硬较难加工，树较重，强度高，胀缩翘曲变形大，易开裂，故在建筑上用于制作尺寸较小的构件。有的阔叶树具有美丽的纹理，适合内部装饰、家具及胶合板等使用。木材的分类与结构n按材质分为软木材和硬木材按材质分为软木材和硬木材。由木材的软硬程度可分为六级。l 软木类有软木类有：红松、白松、樟子松、鱼鳞云杉、黄柏等。l 硬木类有硬木类有：核桃木、黄菠萝、樟木、楸木、楠木、水曲柳、槐木、色木、柚木、花梨、紫檀
16、、柳桉、橡木、美国白杨、西非樱红木、西非梨木、椴木、榉木、杨木等。硬木树软木树木材的分类软木特点：软木特点：1）不怕风吹日晒 软木在露天经风雨日晒半年后，放到100 的沸水槽中蒸煮，蒸煮后堆放在室内三周，就可以加工成各种制品.2）富于弹性，不透气、不透水、不传热、不导电，又能耐压、耐酸 可用作宇宙飞船的绝缘材料；羽毛球座、乐器垫片、高跟鞋、帽衬等；软木做地板；瓶塞等。软木树木材的分类硬木分为两种：硬木分为两种：杂木 如榉木、榆木、柞木等；红木 如紫檀、花梨、酸枝、鸡翅木等。硬木特点：硬木特点：1）密度较高、较硬实。有时如轻木的硬木比软木更软。硬木一般用于制造露面产品如家具、木地板或器皿等。木材
17、的结构n木材的宏观构造木材的宏观构造：树木有根、树干、枝、叶组成。1）树根:占树木材积525，主要制作工艺品。2）树干：树干是由树皮、木质部和髓心组成，是树木可供利用的部分，占树木材积5090。主要作为造型材料。木材的结构n木材的三切面木材的三切面 1)横切面（从垂直于树木生长方向锯开的截面。该截面硬度最大，耐磨损，但易折断，难刨削，加工后不易得到光洁的表面）；2)径切面（沿树木生长方向，通过髓心并与年轮垂直锯开的切面。径切面材质收缩小，不易翘曲，木材挺直，牢度较好）；3)弦切面（沿树木生长方向，不通过髓心锯开的切面。在弦切面上形成山峰状和“V”字形木材纹理，花纹美观但易翘曲变形）木材的缺陷
18、木材由于本身构造或保管不善及发生病虫害而存在着一些缺陷。根据GB4823.1(2)(3)-84木材缺陷中，对缺陷定义和测量方法作了统一规定。往往根据木材缺陷程度来评定木材等级。主要缺陷有：n节子节子：节子破坏木材的纹理，完整性和均匀性，而且节子材质坚硬，易损加工工具。n变色变色：由于菌类侵入木材和在空气中受到阳光和氧的化学反应所出现的变化。n腐朽腐朽：木材受真菌侵蚀并破坏了细胞壁，不仅材色改变，而且导致木材结构松软、易碎，以致失去使用价值。n虫害虫害：虫害易在木材内部形成虫眼。n弯曲弯曲：树干的轴线不在一条直线上，有前后左右凸出的现象称为弯曲。原木的弯曲影响出材率和工作效率；降低木材利用率。n
19、裂纹裂纹：裂纹破坏木材的完整性，降低木材强度，影响产品质量。常常 用用 木木 材材 1、原木 2、人造板材 3、新颖木材 锯木、曲木、竹木、藤木、胶合板、纤维板、刨花板、细木工板、空心板、指接板 人造板材胶合板条返回新颖木材n特硬木材 n有色木材n陶瓷木材（人造）n染色木材n防火木材n铁化木材n模压木材 n浇铸木材n脱色木材n工艺品人造木材常用原木n锯材锯材：按其厚度与宽度的比例可分为 1)板材板材（宽度为厚度的三倍及以上）板材按厚度可分为薄板(66mm)；2)方材方材 按宽与厚的乘积分为小方(226cm2)。3)薄木薄木：厚度为小于1mm的薄木片。按不同的割锯方法分为 锯制薄木（表面无裂纹、
20、一般用作复面材，但难加工，很少用）刨制薄木（纹理美观，表面裂纹较少，多用于产品的复合层）旋制薄木（纹理不甚美观，表面裂纹较多，主要用于制造胶合板或作弯曲胶合木材料）常用原木刨制薄木旋制薄木常用原木n曲木曲木（木材弯曲）：分为实木弯曲、薄木胶合弯曲（可用于各类椅子、沙发、茶几、桌子等的部件和支架使用）、胶合板弯曲、锯割弯曲（制造一段弯曲的零件如桌腿等）。常用原木n竹材竹材：生长块、杆直、无年轮、强度高（约高于木材一倍）、弹性大，但竹材易吸湿和失水，易被虫菌蛀蚀。它常制造各种工艺品，在建筑行业制作房屋、脚手杆、天花板及水管等。常用原木n藤材藤材：主要分为广藤、土藤、野生藤。广藤的藤皮光滑细密、结实
21、富有弹性、抗拉强度高。长久使用不易折断。常用木材（人造板材）常用木材（人造板材）1.1.胶合板胶合板：也叫多层板，细芯板、夹板。用三层或多层刨制或旋制的单板纵横胶合而成，各单板之间的纤维方向互相垂直、对称。特点特点：幅面大，不易开裂、纵裂和翘曲，：幅面大，不易开裂、纵裂和翘曲，适于大面积板状部件适于大面积板状部件。类型类型：厚度：厚度 1212mmmm的厚胶合板，以及表面用薄木的厚胶合板，以及表面用薄木贴面和塑料贴面制成的装饰胶合板。贴面和塑料贴面制成的装饰胶合板。常用木材（人造板材）2.2.刨花板刨花板：利用采伐和加工中的废料、小径木、植物秸秆等加工成刨花后加胶热压制成的板材。特点特点：具有
22、一定强度、幅面大、表面平整、隔热、隔音性好，纵横面强度：具有一定强度、幅面大、表面平整、隔热、隔音性好，纵横面强度一致，加工方便，但不易着钉。复贴一致，加工方便，但不易着钉。复贴单层板和热压塑料贴面、塑料木纹薄腊单层板和热压塑料贴面、塑料木纹薄腊就就能制成坚固美观的家具用材，但不易用于潮湿处。能制成坚固美观的家具用材，但不易用于潮湿处。类型类型：各类刨花板的厚度尺寸有：各类刨花板的厚度尺寸有6 6、8 8、1010、1313、1616、1919、2222、2525、3030mmmm等，等，最常用的为最常用的为1919mmmm标准厚度。标准厚度。常用木材（人造板材）2.2.刨花板刨花板：按压制方
23、法可分为挤压刨花板、平压刨花板二类。用途用途：常被用在家居或是建筑装饰中做室内墙面的装饰板（隔断常被用在家居或是建筑装饰中做室内墙面的装饰板（隔断墙）。制作橱柜的三聚氢胺板中间基材就是刨花板。墙）。制作橱柜的三聚氢胺板中间基材就是刨花板。其实在国外刨花板是一种使用广泛的板材。欧美几乎所有的橱柜厂其实在国外刨花板是一种使用广泛的板材。欧美几乎所有的橱柜厂都使用刨花板，如奥地利的爱家板就是一种刨花板，目前广泛用于国内都使用刨花板，如奥地利的爱家板就是一种刨花板，目前广泛用于国内的高档橱柜中。的高档橱柜中。市面上常用的市面上常用的OSB板（欧松板）：学名定向结构板，原产欧洲，板（欧松板）：学名定向结
24、构板，原产欧洲，多为德国生产。从广义上讲，欧松板应当归属于刨花板的一类，它以多为德国生产。从广义上讲，欧松板应当归属于刨花板的一类，它以松木为原料。松木为原料。3.纤维板：也叫密度板。利用采伐和加工中的废料、小径木、植物秸杆等经切碎、浸泡、制浆、成型、干燥和热压制成一种人造板材。分为高密度板、中密度板、低密度板。特点特点：质地坚硬、结构均匀、幅面大、不易胀缩和开裂，有隔热、吸：质地坚硬、结构均匀、幅面大、不易胀缩和开裂，有隔热、吸音和较好的加工性能。音和较好的加工性能。用途用途:广泛用作为柜类家具的背板、顶板、底板等不外露底部件广泛用作为柜类家具的背板、顶板、底板等不外露底部件;纤维板声学性能
25、好，可以制作音箱、电视机外壳、乐器等；纤维板声学性能好，可以制作音箱、电视机外壳、乐器等；代替天然木材用于船舶、车辆、体育器材、隔板等使用，具有成代替天然木材用于船舶、车辆、体育器材、隔板等使用，具有成本低廉、加工简单的特点。本低廉、加工简单的特点。4.4.细木工板细木工板：行内称大芯板、木工板。它是一种拼板结构的板材，板芯是由一定规格的小木条排列胶合而成，两面再胶合两层表板。特点特点：具有坚固耐用、板面平整、结构稳定、具有坚固耐用、板面平整、结构稳定、易加工、不易变形。易加工、不易变形。缺点：缺点：因细木工板大量使用尿醛胶，甲醛释放因细木工板大量使用尿醛胶，甲醛释放量普遍较高；由于特殊制作工
26、艺，其上下两层是量普遍较高；由于特殊制作工艺，其上下两层是夹板，中间为小块木条压挤的芯材，有时中间有夹板，中间为小块木条压挤的芯材，有时中间有空隙，热胀冷缩后易开胶、鼓面、变形。空隙，热胀冷缩后易开胶、鼓面、变形。用途：用途：多用于板式家具的面板、门板、屉面，多用于板式家具的面板、门板、屉面，门窗及套、隔断、假墙、暖气罩、窗帘盒等。门窗及套、隔断、假墙、暖气罩、窗帘盒等。5.空心板空心板：空心板是用空心木框或带有少量填充物的木框做成的芯板，如网络型、纸质蜂窝型、瓦棱夹型、聚苯乙烯泡沫等，表面加贴胶合板或纤维板。与细木工板的区别只在于其芯板是空心的。空心板容重小，一般只有280300公斤/立方米
27、，而且变形小，尺寸稳定性好，强度能满足一般木制品生产的需要。特点特点：容重较轻、正反面平整、美观、尺寸稳定、有一：容重较轻、正反面平整、美观、尺寸稳定、有一定强度，隔热隔音效果好，是制作家具的良好轻质板状定强度，隔热隔音效果好，是制作家具的良好轻质板状材料材料。6.指接板指接板：竖向木板间采用锯齿状接口拼接而成，上下不再粘压夹板。特点特点：指接板与木工板用途一样，但其更环保。指接板厚度有指接板与木工板用途一样，但其更环保。指接板厚度有12mm，15mm，18mm三种。三种。指接板还分有节与无节两种，无节的较为美观。指接板还分有节与无节两种，无节的较为美观。鉴别指接板好坏是看芯材年轮。市面上还有
28、一种樟木指接板，用来做衣鉴别指接板好坏是看芯材年轮。市面上还有一种樟木指接板，用来做衣橱的搁板可以驱虫。橱的搁板可以驱虫。n原木原木 锯木（板材、方材、薄木）曲木（实木、薄木、胶合板、锯割）竹木 藤木n人人造板材造板材 胶合板 纤维板 刨花板 细木工板 空心板 指接板 西安电子科技大学工业设计系木材的选用1）天然特性：选用的木材应具有美丽悦目的自然纹理、材质结构细致、易切削加工、易胶合着色及涂饰，受气候影响变化小，抗腐性能好。2）物理性质：含水率、容重、干缩与湿涨等性能符合产品造型设计和质量要求。3）力学性质：主要指抗拉强度、抗压强度、抗弯强度及硬度等。木材在各个方向的力学性能是不同的，如顺纹强度最高，横纹强度最低、当外力与木纹成角度时，强度介于两者之间，而且不同树种或同一树种不同部位的木材，其力学性能差异也很大，因此应合理使用木材和制定木材加工工艺。4）木材的感觉特性：选用木材应充分考虑和利用木材本身对人所产生的视觉和触觉感受。2009/7/232006/7/23西安电子科技大学工业设计系2006/7/23
