梓木弯曲工艺研究

【摘要】木材软化和干燥定型是实木弯曲成型工艺中的关键环节。本文以梓木为基材,探讨了尿素浸泡后的梓木在微波加热处理条件下微波处理时间、微波处理功率及试件初含水率等工艺因素对其软化效果的影响,并用无尿素浸泡后的梓木进行了对比。在单因素实验的基础上,运用响应面法建立了二次回归模型,并对微波辅助软化弯曲的工艺进行了优化。研究发现：1)微波处理功率(P值)为530W时,尿素浸泡材与浸水材的弯曲性能指标(h/r值)达到最大值,当P值增大或者减小,其弯曲性能指标值均减小。经软化效果测定实验得到P值与尿素浸泡材弯曲性能指标(h/r值)的关系式：Y=-7X2+0.0008X+0.009-7.9E,相关系数R2=0.9939；P值与浸水材弯曲性能指标的关系式：Y=-7X2+0.0005X+0.044-4.3E,相关系数R2=0.9535。2)随着微波处理时间(T值)的增加,尿素浸泡材与浸水材的弯曲性能指标均呈现先增加,达到最大值后再减小的变化。微波处理时间为2min时这两种材料的软化弯曲性能分别达到最佳状态,且在此工艺条件下尿素浸泡材的最大弯曲性能指标高出浸水材21%左右。通过软化效果测试得到T值与尿素浸泡材弯曲性能指标(h/r值)的关系式：Y=-0.0374X2+0.1383X+0.0662,相关系数R2=0.9795；T值与浸水材弯曲性能指标(h/r值)的关系式：Y=-0.03X2+0.121X+0.038,相关系数R2=0.9875。3)初含水率(M值)对梓木软化处理弯曲效果有显著影响。初含水率为40%左右时,尿素浸泡材的弯曲性能指标(h/r值)到达最大值,增大或减小M值,其弯曲性能指标值均减小,经软化效果测定实验得到P值与尿素浸泡材弯曲性能指标(h/r值)的关系式：Y=-0.0001X2+0.012X-0.072,相关系数R2=0.9764；当初含水率为30%时,浸水材软化弯曲效果最佳,其弯曲性能指标(h/r值)随含水率变化的情况与尿素浸泡材基本一致,通过对其进行软化效果测定得到M值与其弯曲性能指标的关系式：Y=-5X2+0.0062X+0.041-8.2E,相关系数R2=0.9444。4)经响应面法分析,得到尿素浸泡材较为优化的软化工艺参数组合为微波处理时间为2min、初含水率为44%、微波处理功率为530W。通过弯曲验证实验发现试件厚度为10mm时,在木材弯曲过程中使用钢带对提高试件弯曲质量作用明显：加钢带弯曲的试件最小弯曲半径比h/r能达到1/6、成品率接近90%,与无钢带相比有较大提高。5)干燥定型处理工艺中,干燥温度、终含水率以及陈放时间等工艺因素对弯曲件的尺寸稳定性影响显著：当终含水率为10%,最佳陈放时间为4h,干燥温度为50℃时,尿素浸泡材弯曲件的弦长变化率最为理想。
【作者】姚文亮；
【导师】孙德林；
【作者基本信息】中南林业科技大学，家具与室内设计工程，2014，硕士
【关键词】梓木；微波处理；弯曲工艺；干燥定型；

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