现代木材加工技术及目前较前沿的木材加工方法

导读:
传统的木材加工技术已经不能适应全新的发展形式,现代加工技术也是在这一过程中逐渐实现对传统木材加工技术的取代。

传统的木材加工技术已经不能适应全新的发展形式,现代加工技术也是在这一过程中逐渐实现对传统木材加工技术的取代。在全新的加工技术下,木材的特性与价值可得到最大限度的发挥,甚至可实现对一些新特性的创造。这对木材应用范围的拓宽有极大的促进作用。对先进的加工技术进行利用不仅可提高木材加工企业的竞争优势,同时可在一定程度上帮助相关企业实现经济效益最大化,因此必须在木材加工中实现对先进技术的应用。

现代木材加工技术及目前较前沿的木材加工方法

一、木材加工技术简介

1.木材加工的定义

在不改变木材基本特性的基础上利用化学方法以及机械设备对木材原料进行加工就是传统的木材加工。社会在不断发展,技术也在进行不断的更新,人们对木材的基本特性也提出更高要求,其中主要包括木材的高弹、纹理以及色调等,防火防腐等要求也是其必不可少的组成部分。传统工艺已经不能实现对社会发展的有效适应,现代木材加工技术主要是基础木材学、应用物理学以及生物学结合的基础上进行,其中还包括化学、热工学以及声学等必不可少的部分。在对上述原理进行充分利用的基础上对木材进行加工就是指现代木材加工技术,不仅可对木材的使用特性进行有效提高,同时可对其系统性活动进行最大限度的保持。

2.我国木材加工技术的历史演变

木材加工在我国自古有之。大家最为熟悉的应属春秋末期的鲁班,他发明了简单的木材加工工具墨汁、角尺等;秦汉之际,木材加工工具进一步发展出现了凿、锛;北魏时则初步形成了简单地木材加工技术;唐宋时期木材加工技术发展较快,人们会用锯开、气干、拼合、包封等较复杂的技术处理木材,并采取蒸煮、干燥、加楔和留缝的方法提高木结构的稳定性;到了明代木材加工技术走向成熟,木制家具更是以精巧的结构和简朴的造型驰名内外。而我国木质结构的古建筑和自然园林艺术更是国内外的一个惊叹。新中国成立后陆续成立了木材加工研究部门致力于发展木材加工技术。

现代木材加工技术及目前较前沿的木材加工方法

二、提高木材加工技术的必要性

自从进入21世纪,现代化以及国际化是我国木材加工行业未来发展的趋势与方向,国际间频繁的经济贸易往来对其有极大的推动作用。不断提高木材技术不仅可保持我国木材加工行业的领先地位,同时可在一定程度上对国际竞争力进行不断增强。在全球环境持续恶化的趋势与背景之下,各国政府不断提高对环境污染以及资源浪费现象的重视程度,因此在实际对木材进行加工时必须实现与环保理念的有机结合,促使可持续发展目标的实现。

三、目前较前沿的木材加工技术有哪些

经过长期的实践与发展,木材加工技术已经取得显著成就。全球范围内存在多种木材加工技术,我们主要针对较为先进的几种技术进行分析与介绍。实现与先进技术的有机结合对新技术的推广有重要作用,同时可在一定程度上对行业的现代化进行提高。

1.CVD涂层技术

CVD涂层技术即化学气相沉积技术,其主要原理是采用各种金属类(如镍、铜、钛、钴、铬、钽、铝等)化学物质或混合物质在刀片表层形成一层涂抹或沉积膜,通过加强稳定性、耐磨性、韧性乃至切割性等以提高刀具的使用效率。英国制造研究部门早前已经通过钛化合物和其他金属混合物在刀具表面沉积涂层来达到提高刀片耐磨度的试验,得出其性能高于常规刀片的4倍左右。万奈特(美)公司也利用钛铝化合物的混合体在超晶体刀具表面进行涂层覆盖,且使用效果至少提升一半左右的工作效率。德国教授发现采用微米级别的氧化铝涂层的陶瓷刀具的切割效果远远大于常见刀具的切割效果。而日本三菱集团研发的特殊钛金属超级涂层刀具,表面光滑且忍性极高、耐磨和稳定性都有很优秀的表现。

2.高速切削技术

高速切削技术的原理是利用提高加工工具单位时间内的转速来增强刀具、砂轮的使用效果,缩短完成一件产品加工制造的时间。但是这种技术对刀具的挑选比较苛刻。德国Leitz公司研发的快速自动换刀系统的转速可达到36000r/min以上,且收缩式和液压式加紧夹头大大增加了柄盘类刀具的安装精度,其生产能力提高近一倍。L公司开发的系列产品都有着极其出色的表现。值得一提的是,旗下的多变廓成型铣刀。它利用三角特殊定位方式可重磨换刀片设计令刀片与刀体搭配更具灵活性,不仅降低了采购成本、同时也提高了加工过程中对材料的适应性。高速切削技术很关键的一个因素就是动力平衡,它关系着生产安全。加拿大的图奥特教授和我国的陈世平教授都对动力平衡方面进行了研究分析和试验,并取得了一些进展。相信不久的将来,对于高速切削刀具使用的安全性会越来越有保障。

3.纳米改性加工技术

纳米改性加工技术主要是利用纳米科技对木材原料的基本性能进行优化的一种加工技术。它是将微波处理技术与压力浸渍等方法有机结合提升木材的渗透性,然后尽可能多的使前驱溶液进入木材原体的内部结构中,以木材为原生场所,发生原位反应生成纳米材料后成为新型的复合材料。生成的无机纳米体可以改变木材的性能。不同材料的纳米体还有不同的表现,如氧化钛纳米体可以提升木材的硬度;氧化硅纳米体可以保温;银铜等金属氧化物的纳米体具有较强的光谱杀菌能力等等。

4.超声波切割加工技术及在线检测技术

超声波切割技术是利用工具端面做超声振动通过磨料的机械碰撞作用、磨抛和超声波的空化作用加工木材的一种技术。超声波切割技术虽然对木材的硬度有所要求,但它依然对木材部件各种形状的加工有很好的适应度,而且操作精度很高,可以有效提高生产效率。在线检测技术是利用带锯自控与声控、激光标准检测系统数据库有机结合在一起组成的信息自动化系统的木材加工技术。

5.绿色加工技术

绿色环保加工技术主要是应现代社会环保节能减排的要求而出现的一系列新概念加工技术。如木材加工过程中的除尘、除噪振技术以及废旧木材的回收再利用技术。除尘技术目前的主要办法是采用高效旋风分离器对废材进行分离筛选或在砂光打磨段采用分层过滤除尘器。而除噪振技术则是通过研究刀片在空气中产生阻力和空气流的相关性来寻找减小噪声和振动的技术。

现代木材加工技术及目前较前沿的木材加工方法

通过对较为前沿的现代化木材加工技术的了解和掌握,可以结合我国实际木材加工行业的现状和优势,积极研究和开发具有国际领先水平的木材加工技术。既要保持我国木材加工的传统精髓又具有时代创新特色,是研发未来木材加工技术的一个课题。只有保持继承传统的创新才能更具有民族性和超越性,并使我国的木材加工技术立于不败的领先地位。