櫻桃木樹根重組裝飾材紋理模壓試驗研究

顏宏偉，朱明月

（審協(xié)江蘇中心，江蘇 蘇州 215000）

櫻桃木樹根重組裝飾材紋理模壓試驗研究

Experimental study of cherry tree root recombinant decorative wood texture molding

顏宏偉，朱明月1

（審協(xié)江蘇中心，江蘇 蘇州 215000）

本文對自行設計和制造的櫻桃木樹根紋理模具進行木方的模壓和單板刨切試驗，結(jié)果表明：試制的櫻桃木樹根單板紋理與紋理源圖一致，從而驗證了設計的重組裝飾材模具是正確的，能夠滿足生產(chǎn)的需要。

重組裝飾材；壓力；模壓；紋理

重組裝飾材產(chǎn)品最終的紋理效果要受到壓制過程中的壓力、單板本身的性質(zhì)等多方面的因素。因此，為了驗證模具在實際生產(chǎn)應用中的可行性，本文采用自行設計制造的櫻桃木樹根紋理模具對楊木單板進行模壓試驗，觀察模壓后的紋理，檢驗真實的紋理形狀與軟件模擬所得的紋理曲線是否一致。

1 不同曲率曲面模具的壓力傳遞試驗

1.1 試驗材料

楊木，旋切成厚為0.8 mm的單板，并加工成90×90 mm的尺寸，含水率8%左右。

1.2 試驗設備

HHB—700B型液壓泵、實驗裝置、模具（Φ70mm）。

1.3 試驗方案

模具曲面的最小曲率半徑為8.284 mm，曲面上凹凸幅度最大且曲率最大處的曲率半徑是27 mm，以最大幅度處的最小曲率半徑為中間值，加工半徑分別為10、15、20、25、30、35、40、45、50的球面模具，深度d=8 mm，連接圓弧半徑r=5 mm。

利用加工的模具，分別壓制張數(shù)為5、10、15、20、25、30的單板，觀察其變形情況。

1.4 試驗結(jié)果及分析

（1）壓力值。將液壓缸的壓力轉(zhuǎn)化為施加在模具上的壓力值。

由表1可以看出，當用不同的模具壓制相同層數(shù)的單板時，隨著模具曲率半徑的增加，所需壓力值也逐漸增大。在模壓的過程中發(fā)現(xiàn)，當單板較厚時，將單板壓制與模具吻合所需壓力不大，大部分壓力用于將凸起的部分壓緊。總體上來說，壓制相同張數(shù)的單板，隨著模具曲率半徑的增大，所需壓力呈增大趨勢；相同的模具，隨著壓制單板層數(shù)的增加，所需壓力也呈增大趨勢。

表1 模具曲率半徑、單板層數(shù)與所需壓力P2（MPa）的關(guān)系

（2）模具下方的單板有些完好無損。模壓過程中，發(fā)現(xiàn)中間及靠近凹模一側(cè)的單板完好無損，原因在于單板在彎曲變形過程中，應該是外側(cè)受拉內(nèi)側(cè)受壓，但是在模壓過程中單板的外側(cè)受到相鄰單板的摩擦阻力作用，使彎曲變形不能自由進行，影響到模壓過程中壓力傳遞的距離。因此，在模壓較高的重組裝飾材木方時，為使整根木方的裝飾紋理達到一致，應根據(jù)模具的凹凸幅度，將每垛單板分開壓合。對于0.8 mm厚的單板，每垛單板的張數(shù)盡量不超過30張。

根據(jù)模壓壓力、單板凹凸程度及開裂斷裂情況，得出櫻桃木樹根紋理每次壓制的單板在11張左右，所用壓力約1.5 MPa。

2 櫻桃木樹根紋理模壓試驗

2.1 試驗材料

（1）楊木單板，旋切成厚為0.8 mm的單板，并加工成250×145 mm的尺寸。

（2）染料，包括木材紅、木材藍、木材黑、酸性金黃、酸性大紅和酸性黑。

（3）脲醛樹脂膠粘劑、乳白膠。

（4）固化劑（NH4Cl）。

2.2 試驗設備

人造板試驗壓機、櫻桃木樹根紋理模具、保壓裝置。

2.3 試驗流程及參數(shù)

試驗流程：單板→涂膠→陳化→組坯→冷壓→養(yǎng)護→再次組坯→模壓木方→刨切。

涂膠：脲醛膠：乳白膠=2∶1，單面涂膠量300～320 g/m2。

陳化時間：1 h。

模壓參數(shù)：壓力1.5 MPa，時間1 h。

養(yǎng)護：養(yǎng)護時間3～5天，養(yǎng)護溫度為室溫（20℃左右）。

模壓木方：模壓木方的高度為80 mm，模壓11張左右大約需要模壓12次。

2.4 試驗結(jié)果及分析

試驗模壓得到的紋理圖與源圖紋理有一些小差異，原因有以下幾個方面。

（1）不同位置的刨切平面刨切木方后所得的紋理是不同的，試驗中的刨切平面與軟件中及紋理源圖中的刨切平面位置不一致，導致紋理的差異；

（2）在矢量化的過程中，由于紋理源圖的紋理有一定的寬度，需要通過一定的算法對其進行細化，在這個過程中產(chǎn)生一定的誤差，致使矢量圖與紋理源圖不能完全一致；

（3）在UG環(huán)境下，通過矢量圖產(chǎn)生模具曲面的過程中，為使曲面較為光滑平整，需對其進行修改，導致軟件模擬的紋理圖與矢量圖紋理不一致；

（4）模具制造中的加工誤差；

（5）在模壓的過程中，單板并沒有完全貼合模具，有可能是模壓壓力不夠，也可能是單板回彈所致。

試驗生產(chǎn)的櫻桃木樹根紋理與源圖紋理一致。

3 結(jié)論

不同紋理的重組裝飾材產(chǎn)品所需模具的凹凸幅度不同，因此其模壓參數(shù)會有所變化，本文得到自行設計的櫻桃木樹根紋理的相關(guān)參數(shù)：

（1）櫻桃木樹根紋理每次壓制的單板在11張左右，所用壓力約1.5 MPa，冷壓需要較長的保壓時間，建議使用高頻加熱法。

（2）試驗結(jié)果表明：試制的櫻桃木樹根單板紋理與源圖紋理一致，驗證了所設計制造的重組裝飾材模具是正確的，能夠滿足生產(chǎn)的需要。

［1］ 莊啟程主編.科技木：重組裝飾材［M］.北京：中國林業(yè)出版社，2004，9.

TS65

1009-797X （2015） 16-0097-02

A

10.13520/j.cnki.rpte.2015.16.032

顏宏偉（1985-），女，研究生學歷，研究實習員，畢業(yè)于南京林業(yè)大學，從事機械領(lǐng)域的專利審查。

2015-07-06

1等同于第一作者。