拼板是實木家具製作中一項重要的工藝。當你在尺寸不夠的情況下可以通過拼板來得到大尺寸的材料(拼寬、拼長、拼厚);你也可以用不同的材料拼接來達到美觀的效果;同時你也可以通過小料的拼接來降低整塊大料的變形率。
隨著木工工藝的發展,拼板現在有很多種方法可以選擇,下面我們主要介紹一種對於個人用戶來說比較實用的方法。
一、工具材料準備
實木板材、鋸、平刨、壓刨、木工膠、夾具。
二、實際拼板
1、選料
選料關係到後期板材的完美性,首先要儘量規避一些木料的缺陷地方,例如節疤、裂紋、凹口等。然後注意所拼板的工藝要求,是否需要同色,要注意即使同一種材料顏色也可能會不一樣。
2、材料處理
A、木工臺鋸切割出毛料(注意必須要比所拼料的實際尺寸大2-3cm,留出餘量)
B、通過平刨、壓刨等,處理出材料的厚度。注意:處理時要留出餘量,例如要實際拼厚度為25mm的板,此處可處理成27-28mm的板厚。
3、組坯
組坯對於成品家具質量的影響非常大,不合理的組坯,可能會使成品家具發生嚴重變形,甚至斷裂等一系列問題。此階段我們要注意以下幾點:
A.木材紋理的排列,儘量按照「頭靠頭,背靠背(即木材是樹根到樹梢的方向還是相反的)」的原則;
B.色差排列,有時候無法避免板材之間有色差,那排列是儘量把顏色相近的放在一起,使整體的顏色逐漸變化,俗稱「漸變排列」。
C.切面與早晚材:注意弦切面、徑切面和早材、晚材的排列,儘量交叉搭配。
將木料排列後,我們開始塗膠貼合,貼合好後,用木工夾具夾持,此處注意:對於新手來說,拼比較薄的木板,上夾具用力後,拼板膠合部位會彎曲弓翹,我們只需裁切兩塊平整的木料,用家具夾住兩頭就可以解決了。
拼板工藝流程及基本要求
基材及膠水準備
●一)木材水份處理:
含水率8-15%。同一拼板上相鄰木材的含水率誤差不大於+/-1 %,同一拼板上木材含水率的偏差不大於+/-2 %。通常生產出口北美的家具的工廠,木材含水率控制在8-10%的範圍內較為合適。
原因:木材的特殊性 ( 各向異性 ).不同方向的收縮/膨脹率不同,產生的應力不同.
不同含水量的基材粘結後會導致接口高低差
Moisture Related Defects受含水量影響而導致的缺陷
Open joints 開裂
Step joints 接口高低差
Sunken joints 接口下陷
Warpage, gaps彎曲,缺口
RF burning, uneven heating, low temps 高頻膠燒,不均勻受熱,低溫.
Fuzzy surface grain 模糊的表面木紋
基材及膠水準備
二)木材表面處理:
木材膠合表面要平整,光滑,無油汙,不彎曲;木材 相鄰兩面成直角;木材膠合面加工誤差不大於0.5mm;保持木材膠合面新鮮。
原因:木材表面的活性基團;木材內部的油/樹脂滲出;木材在外力作用下產生的應力.壓力的均勻.
Surface Preparation基材表面處理
All surfacing should occur a max. 24 hours ahead of gluing
基材表面處理應在用膠前24小時之內進行.
Ensure that tooling is sharp to avoid beating down wood fibers
保持工具鋒利以避免毛面.
Sanding-50 grit or finer recommended; avoid fuzzy surfaces
砂光:用50號或更細砂紙,以避免毛面.
Planing- Avoid snipes, uneven surfaces, tear-out, & chatter
刨光:避免表面有洞,不平和表面磨損.
Moulder-Avoid glazingJointer- Avoid snipes & tear-out
打膩子:避免表面太光滑.
Sawing- Avoid saw scratches & snipes
鋸切:避免鋸切產生劃痕和小洞.
Optimum surface quality yields intimate substrate contact & thin glueline.
最佳質量打餓表面會達到基材緊密相接和膠線細密的效果.
木材表面經加工處理後應儘快用膠.木材本身的大小變化會導致夾合壓力不均和接口開裂.
基材及膠水準備
三)膠水與固化劑的混合:
膠水與固化劑的混合比100:15(重量比)。膠水與固化劑的配比的任 何改變都會影響膠合效果,請與膠水供應商保持聯繫。膠水與固化劑必須充分攪拌均勻。通常電動攪拌1/2分鐘,人工攪拌2 分鐘。
混合好的粘合劑應在其活性期內使用完畢。通常膠水的活性期為45-60分鐘(工作環境溫度為25 C,相對溼度在50-65%時)。在工作環境溫度高於35C,同時相對溼度較低時,膠水的活性期將大大縮短。
原因:固化劑的量應保證充分且均勻的交聯;使用前膠水不應固化.
膠水塗布
一)膠水塗布量:
木材膠合面膠水塗布應均勻,膠水塗布量通常為150-300克/平方米, 硬木應雙面塗膠(每面~150克/平方米),其它木材的膠水塗布量~220-300克/平方米。通常在合適的壓力下膠縫擠出的膠水呈連續小珠滴狀時,表示塗布量合適。膠水塗布的方式通常為手工塗布和機器輥塗。
根據不同的氣候條件 ,調整膠水的塗布量.在溫度高且空氣溼度低時,要適當增加塗部量.
膠水塗布
二)膠合面的陳化時間(通常指木材塗膠後至加壓完成時的這段時間):
通常不大於10分鐘。吸水性能強的木材(通常為軟木)其陳化時間要儘可能縮短,一般為4-6分鐘;吸水性能弱的木材(如硬木,油性材)其陳化時間要相應延長,一般為6-10分鐘;在工作環境溫度高於35C,同時相對溼度較低時,其陳化時間要相應縮短.
原因:水份的揮發,木材的吸收;膠水的流展,對木材的滲透.
壓合
膠合面應保持有足夠的壓力和足夠的時間,且
壓力應保持均勻,夾具應間隔8-11英寸,離板材邊
緣不超過2-3英寸.建議板寬不超出3英寸
一)壓力:軟木3-8公斤/平方釐米;硬木6-12
公斤/平方釐米。.
二)時間:
~ 45分鐘,工作環境溫度大於30C時。
~ 60分鐘,工作環境溫度為25-30C時。
~ 90分鐘,工作環境溫度為15-25C時。
~ 150分鐘,工作環境溫度為10-15C時。
原因:膠水對木材的滲透,木材的應力,充分接觸;膠水的固化程度.
壓合
高密度木材需較長加壓時間.
具有環孔的木材需較長的加壓時間.
含水率低的木材膠水固化速度較快.
高溼度環境下需較長加壓時間.
低溫條件下需較長加壓時間.
增加膠水的開放和閉合時間需較長的加壓時間.
擠出的膠水應沿板邊呈均勻的小顆粒狀.
窄木條應放置在板材中間一達到均勻壓力.
養生
在大多數情況下,拼板卸壓後養生時間應不低於24小時。如工作環境溫 度較高而 空氣溼度較低以及拼板在烘房內進行處理時,養生時間可相應縮短。
原因:養生不足可能產生的缺陷:接口高低差;膠縫下陷(明顯的膠線);強度不足抵抗外力的影響,端部開裂.
粘好的板材應至少放置24小時後才能進行表面處理.光滑的表面需放置更長時間.熱壓和高頻膠合的板材可較快進行下一步的加工
其它
要保持包裝桶的密封,以防止膠水/固化劑與空氣和水份接觸,以免膠水/固化劑受到汙染和失效.
膠水應放置在陰涼通風處,避免陽光直接照射.
拼板質量的影響因素
膠水攪拌均勻性的影響及反映
主劑與固化劑的配比及攪拌均勻性;
合適的配比:100 :15
固化劑低:膠水不能充分交聯,交聯程
度低,影響膠合性能。
固化劑高:膠水活性期短;膠層較硬。
膠水混合不均勻:顏色深淺不一,膠水
膠聯程度及固化速度不一致,膠線開裂率高。
膠水活性期的影響及反映:
膠水的活性期與其使用的工作環境有密切的關係:溫度高且相對溼度低時,膠水的活性期短;反之膠水的活性期則長。
GW-1502/H66的適用活性期:
20-25 C,55-60%時:〈 60min;
25-30 C,55-60%時:〈 45min;
35-40 C,55-60%時:〈 30min;
超過適用活性期的膠水反映為:發泡,流動性很差,膠水的粘合力明顯下降。繼續使用對拼板質量的影響極大:木破率低,耐水/熱性能差,膠線厚且明顯。
塗布方法,塗布量及其均勻性的影響及反映
硬木(如:紅橡,白橡,美國硬楓):
宜雙面塗膠,每面塗布量>150g/m
軟木特別是吸附性能強的木材:膠水塗布量在>250g/ m;
其它木材:膠水塗布量在220g-280/ m。
塗膠量不足時:膠縫無膠水擠出或不能形成連
續的淚水狀膠滴。膠層缺膠對拼板質量的影響……
OPEN TIME的影響及反映
硬木(如:紅橡,白橡,美國硬楓)特別是
吸附性能弱的木材:6-10min;吸附性能差的木材,需要較長的陳化時間以形成較多的膠釘。
軟木(如杉木,新鮮的松木等)特別是吸附性能強的木材:4-6min,以免膠水被木材過度吸收。
過長的陳化時間,會產生過厚的膠線以及造成膠層缺膠(膠水過多地被木材吸收),不能形成足夠的膠膜。
木材含水率及其分布的均勻性的影響及反映
適合的木材含水率為:7-15%,但以8-12%為最佳。
同一拼板上木材含水率的差異不大於2%,同一拼板上相鄰木條的含水率的差異不大於1%。
含水率變化過大時:木材在乾燥收縮及吸溼(水)膨脹時產生的應力不同,容易造成木材或膠線開裂,尤其是硬木等應力較大(變形較大)的木材,以及產生板材彎曲和接口高低差等缺陷。
木材表面加工質量的影響及反映
木材膠合表面要平整,光滑,無油汙,不彎曲;木材相鄰面成直角;木材膠合面加工誤差不大於0.5mm。
木材相鄰面不成直角或加工誤差過大時:
1)容易造成拼板時壓力不均(部分過大壓力或部分沒有壓力),也容易造成木材壓匱或部分缺膠而影響拼板質量。
2)木材內部應力較大,拼板在卸壓後在應力的作用下,容易造成膠線開裂。
拼板養生期的影響及反映
拼板卸壓後養生24小時再進行下道工序的加工。
卸壓後拼板的膠合強度呈逐漸上升趨勢,在168小時後達到最高;在一般情況下,拼板卸壓後養生24小時後膠合強度才能足以抵抗外力(切削,成型及砂光等機械加工)的影響。
養生時間不足時:在後續加工處理過程中受外力的作用容易造成膠線開裂及出現接縫下陷。
現象,原因及對策
一)端部開裂:
木材含水率過高且不均勻:
拼板前檢查和控制木材含水率(+/- 1%)
端部膠水塗布量不足:
增加膠水塗布量(220-300g/m2)
木材加工精度不夠(如切削時產生的啃頭,刀痕等):
加工誤差應不大於 0.2mm
壓力不足,不均:
提高壓力,並使壓力均勻,特別是拼板兩端的壓力(軟木:3-8kg/cm2;硬木:6-13kg/cm2)
二)膠線呈海綿狀,膠線厚:
開口及閉口陳化時間過長:減少裝配時間。
壓力不夠:增加壓力。
壓合時間太短:增加保壓時間。
三)出現光亮膠線:
壓力不夠:增加壓力。
四)白色膠線(粉化):
木材,膠水及車間溫度太低:提高溫度。
現象,原因及對策
五)接口高低差:
木材含水率不均勻:檢查/控制含水率。
不同切向的板材混雜:板材木紋應相配。
六)接頭下陷:
粘合後養生時間不足:增加養生時間。
七)板材過度彎翹:
木材含水率不正確/不均勻:檢查/控制含水率。
板材寬度過大:板材寬度不應超過3英寸。
八)紫色/黑色汙點:
鐵汙染:檢查及避免鐵的來源。