基于木材材质特性的木家具设计与加工

    王超

    摘 要：木材具有优良的物理、力学及美学特征，设计者要在正确掌握木材材性的基础上，结合合理的设计和正确的加工技术充分发挥木材优良的材质特性，从而确保木家具制品的质量。

    关键词：木材材质;木家具;设计;加工

    1 木材及其材质特性

    木材是天然的生物材料，是世界上四大材料中唯一可再生的材料，它绿色环保，可以持续利用。木材质量轻、强度大、易加工，热、电、声的不良导体，色泽、花纹天然而美丽，具有生物环境学特性，有诸多优良特性，[1]从古至今一直被世界各地的人们广泛应用。但是，作为天然生物材料的木材又具有某些缺陷：干缩湿胀、变形开裂、容易受微生物侵袭等。因此，设计者在设计和加工木材过程中应当分别对待，趋利避害、扬长避短，综合各种因素进行设计、加工。

    2 基于木材材质特性的家具设计

    家具设计的目的是最大限度地发挥木材的优良特性，避免木材的各种缺陷。家具设计要在充分了解材料特性、加工设备、市场需求等前提下进行，设计时要重点考虑造型、结构及工艺，这些环节相互影响、相互支撑。针对木材材性特征及其用途，需要进行特殊、非常规等方面的考虑与设计，这些方法及思想[2，3，4，5，6]对家具设计理论及实践有一定的影响。近年来，废旧木家具的再设计逐渐引起人们的重视，[7]传统文化元素[8，9]在当代家具设计中的应用提升了家具设计内涵，还有人将速生竹藤等材料与木家具进行有机结合的设计尝试。[10]目前最为流行的定制家具设计同样要挖掘材料自身的特性[11]，满足大规模定制生产的需要。设计红木等深色名贵硬木家具时要考虑材料的稳定性，[12]避免后期的离缝和开裂。木材的颜色、纹理等对家具造型及风格有影响，设计时应着重考虑木材材质特性对设计元素的影响。[13，14，15]同样款式和造型的家具，选材不同，其颜色、纹理不同，风格特色也会不一样。此外，在设计实木家具制品结构节点时，要充分考虑木材的厚度、纹理、受力，这样才能保证结构合理，在使用过程中不会出现危险。

    3 基于木材材质特性的木家具加工制作

    树木被砍伐后进行制材，即把原木加工成一定规格厚度的板材和方材。这样的板材和方材不能直接制作家具，需要进行进一步的加工处理，否则产品会出现收缩、变形、开裂、腐朽、虫蛀等问题。制作传统家具时，木材要放置很长时间，与当地的气候条件平衡，制作的家具才会非常稳定，不会出现上述问题。这是古人通过实践得来的智慧结晶，充分认识木材及其特性，用天然干燥来保持木材的优良性能。

    现代家具生产已经是实现机械化、批量化的工业生产，家具产品要在全国范围内销售。因此，古时的天然干燥已经不能满足现代化生产要求。木材人工干燥是保证木材优良性能、去除木材缺陷的重要技术。木材通过各种人工干燥方法去除水分，使含水率达到8%～10%，以保证木材的最佳性能。人工干燥中，窑干技术[16]效率高、品质好、成本低，在世界范围内得到广泛应用。针对不同树种、不同品质要求，木材还需其他干燥技术。如，超临界CO2萃取干燥[17]、冷冻干燥[18，19，20，21]等在较低的温度下通过萃取或升华来干燥木材，保留最原始、最天然的材质特性。这种技术更适合名贵木材或易皱缩木材。此外，木材高频真空干燥对某些特殊材料具有干燥快、成本和效率高等综合优势，[22，23]干燥材颜色变化浅、材性优良。

    木材保持合适的干燥能保持优美的纹理、色泽、强度、尺寸稳定性及后续加工性能。加工过程要利用恰当的加工技术，最大限度地保持材料自身特性，满足家具的加工要求。

    4 结语

    木材是绿色、环保、可再生的生物材料，在了解、掌握木材自身材性特征的基础上，通过合理的设计和正确加工技术，能够充分发挥其优良的材性特征，保证家具的品质。

    参考文献：

    [1] 逯瑞洁，张静雯，刘祎.木质儿童益智玩具的设计研究[J].艺术科技，2019，32（01）：27-28.

    [2] 姜文静，张静雯，刘洪海.大学宿舍化妆品收纳盒拆装结构设计研究[J].大众文艺，2019（06）：81-82.

    [3] 盛琦轩，张静雯，刘祎.基于绿色理念的儿童学习桌椅设计研究[J].艺术科技，2019，32（01）：21-22.

    [4] 黄婷，周珊，刘洪海.多功能家具的使用现状与设计[J].艺术科技，2019，32（02）：16+19.

    [5] 张泽宇，杨琳.浅析美式风格软装设计的元素特点[J].艺术科技，2019，32（03）：217-218.

    [6] 张潇晓，杨琳.探析亲子交互式的模块化家具设计[J].大众文艺，2019（10）：61-62.

    [7] 陈美华，张静雯，劉洪海.废旧木家具再利用方法和渠道的研究[J].艺术科技，2019，32（01）：40-41.

    [8] 王伟，刘洪海.中国传统龙纹样在家具设计中的应用研究[J]艺术科技，2019，32（01）：37+205

    [9] 陈晨，杨琳.文化影响下的圈椅嬗变及再设计[J].设计，2019，32（16）：139-141.

    [10] 王凤林，富艳春.竹藤纤维在家具面料中的应用研究[J].艺术科技，2019，32（01）：128-129.

    [11] 袁飞，富艳春.浅谈当代盛行的定制家具[J].艺术科技，2019，32（02）：10-11.

    [12] 姜文静，刘祎.名贵硬木家具设计与尺寸稳定性改善[J].艺术科技，2019，32（01）：39+89.

    [13] 吕玲，富艳春.风车木材性特征对（下转第页）（上接第页）家具设计的影响[J].艺术科技，2019，32（01）：35-36.

    [14] 陈露露，富艳春.速生桉木材性及对家具设和制造的影响[J].艺术科技，2019，32（03）：285+

    287.

    [15] 邓晓瑜，姜文静，刘祎.大果紫檀材性特征及家具设计[J].艺术科技，2019，32（04）：38+42

    [16] 周珊，姜文静，刘洪海，等.风车木常规干燥工艺研究[J].家具，2018，39（06）：35-39.

    [17] 张静雯，刘洪海，杨琳.超临界CO2流体在木材干燥中的应用[J/OL].世界林业研究，https：//doi.org/10.13348/j.cnki.sjlyyj.2019.0052.y，2019-06-13.

    [18] 张婵娟，张月婷，徐守楠，等.基于扫描图像法的尾巨桉自由干缩率测定[J].家具，2018，39（06）：31-34.

    [19] 苏舒，胡星辰，杨琳，等.冷冻干燥过程尾巨桉干缩及水分迁移特性的研究[J].家具，2019，40（2）：18-21.

    [20] 杨琳，马青原，刘洪海，等.尾巨桉木材冷冻干燥特性[J].森林与环境学报，2018，38（03）：277-283.

    [21] 杨琳，毛恒之，刘洪海，等.预冻及压缩预处理对尾巨桉干燥特性的影响[J].林业工程学报，2018，3（04）：30-34.

    [22] 刘洪海，张婵娟，苏舒，等.巴里黄檀和阔叶黄檀大断面木材高频真空干燥研究[J].家具，2018，39（04）：10-13.

    [23] 杨琳，周珊，韩天淇，等.白蜡木方材高频真空干燥技术的研究[J].家具，2018，39（04）：26-29+37.