基于木材材质特性的木家具设计与加工
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作者: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。
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