木材为何会弯曲？

木材是如何由直变弯的~

自然状态下的木材，发生弯曲是由于木材内部含水量挥发使木材内的含水量不均匀，导致含水多的部分木材软化，造成弯曲。根据这一原理，按照人为需要在弯曲矩作用下将其弯曲成所要求的曲线形状，并使其干燥定型的过程。
一、一般情况下，把木板（木材）变弯，是将木材软化后，在弯曲矩作用下将其弯曲成所要求的曲线形状，并使其干燥定型。木材无法通过火来加热软化，但可以通过蒸汽软化。不同树种木材的弯曲性能差异很大，即使是同一树种在同一棵树上的不同部位其弯曲性能也不同。经生产实践验证，弯曲性能较好的树种，阔叶材有榆木、柞木、水曲柳、山毛榉、桦木等木材，针叶材以松木与云杉较好。

二、实木弯曲成型是一种无屑实木成型加工工艺，它可以分成三个阶段：塑化(软化)、弯曲和定型(在模型框架中干燥冷却)。木材首先碍要刨成方材，然后精确地裁成弯曲长度。为达到可弯曲的性能，必须光将木材(即工件)进行软化，这表现为温度和湿度的影响。

三、目前传统的软化方法是蒸煮法，把水分和热量当作木材的软化剂。一般将准备好的木材放在一定条件(压力、温度、湿度)的蒸汽中进行一段时间的软化，时间的长短与木材的韧始含水率、树种和木材的厚度有关。木材弯曲最合适的含水率，是木材纤维饱和点的含水率，即20％—30％，此时木材强度最小，可产生的变形最大。使用实木软化专用设备，可在较短的时间内以消耗较少的能量将木材转变为可以弯曲的状态。含水率对于毛料的含水率对弯曲质量和加工成本都有较大的影响；含水率过低，毛料容易破裂；含水率过高，毛料弯曲时因水分过多形成静压力，也容易造成废品，而且还要延长弯曲零件的定型干燥时间；含水率为10％~15％的方材可以不进行软化处理而直接进行弯曲，软化处理后的弯曲毛料含水率在20％~30％的范围内为宜。

四、木材在常态下可塑性很小，直接进行弯曲加工形成凸面受拉伸凹面受压缩，当拉伸应变达到1%左右时，拉伸面纤维被拉断破坏，压缩面产生褶皱，因而难以获得要求的弯曲曲率半径。

五、在弯曲时，将工件自由地放在金属薄板中，以扼制弯曲过程中工件外表的拉伸，进而被弯曲成一定的形状。在弯曲过程中，弯曲构件内部将形成张力，这种张力在以后的定型阶段将完全消除。此外，还要对工件进行降温处理，并消除弯曲工艺流程中必须的水分，最好的方法是将其放在低温干燥室中进行干燥，为了使工件保持需要的形状，应将工件夹在一个干燥架上。弯曲后，通过自然冷却可以明显减少内部应力，在含水率低于12％时，使弯曲成型的工件定型，它的形态在湿度增加时也不会发生明显的改变。

就是受到了力的作用啊，力可以改变物体运动状态或改变物体形状！ 这是宏观问题别从微观角度想。

利用模具将木材弯曲变形并使之定型的加工过程。与切削加工相比，木材利用率高、省工、零部件强度高、工艺价值大。为此，木材弯曲普遍用于加工制造家具、乐器、体育用品、工艺品以及车辆、建筑物的曲线形部件。

发展历史

人们很早以前就用火烤法弯曲木材，但弯曲半径较大。1830年德国索尼特（M.Thonet）发明了在弯曲木材的凸面外包钢带，使木材在受压状态下进行弯曲的方法。他还将山毛榉木条蒸煮后直接弯曲成各种曲线形状的椅子腿、椅背、椅座，做成实木弯曲椅子（图1b），使木材弯曲生产技术实用化。芬兰阿尔伏（A.Alver）在1929～1935年间设计制作了多种弯曲胶合的家具。瑞曲马莎逊（B.Mathsson）于1942年设计了多种具有人体曲线的弯曲胶合家具。在二次世界大战期间，弯曲胶合技术广泛用于制造飞机和船艇等的部件。由于人们长期不断地努力，弯曲胶合工艺与设备日臻完善，品种也不断增加。50年代以来丹麦、瑞典、芬兰、挪威、美国、日本和苏联等国的弯曲胶合家具发展迅速。大量生产弯曲胶合家具及其他制品，畅销国际市场。中国在1958年起生产实木弯曲家具并批量出口，同时还生产弯曲胶合椅座、椅背、扬谷板等产品。1979年以来上海等地先后研制生产多种新型弯曲胶合家具，并进入国际市场。

图1木材弯曲方法

分为方材弯曲、薄板弯曲胶合、锯口弯曲胶合和人造板弯曲。

方材弯曲

将方材软化处理后，在弯曲力矩作用下弯曲成所要求的曲线形并使其干燥定型的过程。

方材弯曲原理

木材弯曲时，在凸面产生拉伸应力，凹面产生压缩应力，中间一层既不受拉伸也不受压缩称为中性层。气干材在常温条件下，纤维方向最大的拉伸应变值约为2%，压缩应变值约4%以上。在高温高含水率的条件下，木材拉伸应变值不变，而压缩应变值明显增大，并随树种和处理条件不同而异，山毛榉、榆木等硬阔叶树材可达25～30%。当木材的拉伸面紧贴两端有挡块的钢带，将木材与钢带作为一个整体进行弯曲时，因为中性层转移到拉伸区，由钢带承受拉伸力，木材只是在压缩力的作用下进行弯曲，故可以将木材弯曲成较小的弯曲半径。木材的弯曲性能通常用h/R表示。一定厚度的木材能弯曲的半径越小，说明其弯曲性能越好。弯曲性能h/R＝ε1＋ε2/1－ε2，h为方材厚度，R为模具半径，ε1、ε2分别为该木材的许用拉伸和压缩应变值。弯曲性能良好的树种有山毛榉、水曲柳、榆木、白栎、白蜡、山核桃、桑木等。针叶树材和软阔叶树材的弯曲性能较差。幼龄材、边材比老龄材、心材的弯曲性能好。

方材弯曲工艺

包括毛料选择、软化处理、加压弯曲和干燥定型。

①毛料选择 配制毛料时应选用具有良好弯曲性能的树种，纹理要通直，不允许有腐朽、斜纹、夹皮、节疤等缺陷。毛料含水率以25～30%为宜，过高或过低都会影响弯曲质量和成本。为保证弯曲时钢带紧贴方材的凸面，在弯曲前应刨光木材表面。

②软化处理 目的是改善木材的弯曲性能。处理方法有水热处理（蒸煮），高频、微波加热处理，化学药剂处理。水热处理用蒸煮锅或煮沸槽进行。处理温度通常为110～140℃。高频、微波加热能使毛料在几分钟内达到加热软化要求，它适用于高含水率的毛料。化学药剂处理分氨塑化、尿素塑化和碱液处理法，而氨塑化法又包括无水液氨（－33℃）、气体氨和氨水处理3种。水热处理软化法成本低、操作简便，在实际生产中应用最普遍。

③加压弯曲 采用两端设有端面挡块的钢带和模具进行。钢带厚0.2～2.5毫米。通常硬阔叶树材弯曲时端面压力为2～3兆帕。形状复杂的零件或生产数量少时常用手工弯曲（图2），成批生产时，常用U型曲木机（图3）、环形曲木机（图4）或成型模热压法。

图2④干燥定型 毛料在弯曲后如立即解除压力，就会在弹性恢复下伸直。因此已弯曲毛料必须在弯曲状态下干燥到含水率10%左右，使其弯曲形状固定。常用的定型方法有3种：将毛料从模具钢带上卸下来后，即插入与毛料弯曲形状相同的架上干燥。此法废品率高。将弯曲好的毛料连同模具钢带一起在60～70℃的窑中干燥定型。该法需要大量模具钢带，但质量较好，成品率高。用高频或蒸汽加热的方式使毛料直接在曲木机上定型。该法在保证质量的同时使曲木机达到较高利用率，只需用一副模具。

图3

图4薄板弯曲胶合

将一摞涂过胶的薄板，按要求配成一定厚度的板坯，然后在压模中弯曲、胶合和定型制得曲线形零件的一系列加工过程。又称成型胶合。弯曲胶合件的形状有U型、L型、O型，还有带填块的h（图1a）、X、H型等，甚至呈三维空间弯曲的形状。薄板可以是单板、刨切薄木、竹片或胶合板、纤维板等。在一定条件下，某树种薄板的弯曲性能h/R一定，当厚度减小时，可弯曲半径也随之减小。故该法可以获得弯曲半径小、曲线形状较复杂、厚度较大的弯曲零件，并且不受树种限制。弯曲胶合工艺过程包括薄板准备、涂胶配坯、弯曲胶合、定型。

薄板准备

首先根据制品所要求的形状尺寸及强度合理地选用树种，确定薄板厚度。薄板含水率通常为6～12%。将薄板加工成要求的长度和宽度。薄板厚度越小，可弯曲的半径也越小，弯曲越方便，但用胶量也越大。

涂胶配坯

胶粘剂应根据产品使用环境等确定。室内用家具弯曲胶合件宜用无色透明、具有中等耐水性的脲醛胶，也可用三聚氰胺胶。车船或建筑用构件则宜用酚醛胶。单面涂胶量为100～130克/平方米。薄板层数根据弯曲部件的厚度、薄板厚度以及弯曲胶合时的压缩率等确定。压缩率通常为8～30%。根据弯曲胶合部件使用时的受力情况确定薄板纤维的配置方向。各层薄板的纤维方向一致的平行配置法适用于顺纤维方向受力的部件，如椅腿、桌腿等。相邻层单板的纤维方向相互垂直的交叉配置法适用于制造承受垂直板面压力的部件如椅座、椅背等。混合配置法兼有上两种纤维配置方向，用于形状复杂的部件。

弯曲胶合定型

用模具和加压设备进行。按弯曲胶合加压方式分为用一副硬模加压（图5）和用硬模与软模（钢带、橡皮袋或软管）组合加压（图6）。按模具构成可分为整体模和分段加压模。模具可以是木质的或金属的。硬模结构简单，加压方便，寿命较长，缺点是加压不均。软模加压时压力大小易调节，各部位压力较均匀。木质模具常用于高频介质加热、低电压加热和小批量多品种生产，它的成本低，易制造，但使用期较短，易变形，需及时修正。金属模用铝合金或钢制成，适于蒸汽加热，产品形状精度较高，模具使用期长，宜大批量生产。加压设备为单向或多向压机，呈立式或卧式，以立式居多。封闭形弯曲部件如椅座圈、桌子望板等可用连续卷缠法或内外模加压法。弯曲胶合时对板坯所加压力除用于弯曲板坯外，还用于克服单板层之间的摩擦力和厚度方向的压缩。压力的方向原则上要垂直板坯表面，要防止由于受力不当引起板坯在模具内位移，所以往往根据弯曲件形状设计成分段模，多向加压。应通过计算确定板坯在压模中的合理位置。胶合后的板坯要待胶固化后才能卸模。卸模后的弯曲件必须陈放一段时间，以求部件内的含水率均匀，内应力平衡，这样加工好的弯曲零件才能保证一定的形状、尺寸精度。

图5

图6锯口弯曲胶合

在毛料的纵向或横向锯出锯口，然后弯曲成型。当锯口顺毛料纤维方向锯割，并插入涂过胶的单板后，再弯曲加压的方法称纵向锯口弯曲。可用于制造桌腿等。锯口垂直于纤维方向锯割并加压弯曲的方法称横向锯口弯曲。可制造圆弧形曲面零件。锯口的宽度、深度和锯口的间距根据板材厚度及弯曲半径来确定。锯口呈长方形或楔形。

人造板弯曲

纤维板可在常温下常态或湿润态弯曲，也可在加热湿润状态弯曲。特别在加热润湿状态下，由于在纤维间起胶粘作用的木质素及半纤维素本身的软化，使纤维板具有较大的可塑性，能加工成很小的弯曲半径。弯曲时凸面要覆贴一层厚0.2～0.4毫米的金属板，以免凸面产生龟裂。加压成型时间随曲率半径、纤维板厚度不同而异。弯曲后必须使纤维板充分干燥，才能保持弯曲形状。加压弯曲方法有沿型模移动加压辊、阴模加压和阳模加压3种。刨花板的弯曲加工一般采用背面开槽法。用于家具时，槽的间距约10毫米，槽深达到离表面1～2毫米处。为保证表面的平滑度，常在开槽的背面贴两层单板。

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荆门市15864726049： 为什么椅子上的木头能弯曲 - ？
脂兴妇舒： 椅子上弯曲的木头一般还不是实木锯出来的,都是采用较复杂的工艺制作出来的,称之为曲木. 曲木就是实木弯曲,木材从力学角度上看是一种弹性材料,在结构上呈多孔状,木材的这个特性,可以使其弯曲.但是如果要获得较小的弯曲曲率半径,应在弯曲之前对木材进行软化,增大木材的塑性.木材经软化处理后,在顺纹压力的作用下,细胞壁中微纤维之间产生滑移,导致细胞壁的壁层纵向产生褶皱;木材在弯曲力矩的作用下,弯曲时的受压面形成褶皱,受拉面形成展皱,便可获得较小的弯曲曲率半径. 曲木加工常见是用多层板加工,外贴木皮.

荆门市15864726049： 指接出来的木条为什么会弯 - ？
脂兴妇舒： 木材不同部分的材质是有所不同的,例如细微结构、含水量等,应为木材生长时不同部位的条件不一样,阴面和阳面、里面和外面、旱年和涝年都会影响年轮生长的快慢和质地,所以你加工时候如果水分很多,体积又比较大,就像很多有机材质的,经过暴晒、风干等就变形了.

荆门市15864726049： 木头烘干后为什麽会弯 - ？
脂兴妇舒： 木分阴阴面,由于阴阳面密度不同,水份蒸发也不同,蒸发快的一面彭涨快,所以会弯曲

荆门市15864726049： 木材为什么会湿胀干缩与变形 - ？
脂兴妇舒： 这是物理现象. 木头本身是含有一定水分的,如果打湿了,它吸水,体积肯定要发生改变,就胀大了.如果变干,它本身的水分流失,体积就缩小从而变形.

荆门市15864726049： 木材的湿胀与干缩变形有什么特性 - ？
脂兴妇舒： 木材的含水率高低对变形和强度会产生严重的影响,比如对变形的影响,如果含水率过高,在木材制品过程中就会发生木材裂变现象,同时随着温度的影响木材会发生严重的弯曲变形,同时木材还会发霉,颜色看上去也不同;另外说一下强度,干木材和湿木材同时打一个钉子进去,所用力度是不同的,含水率高的会对钉子产生腐蚀,木材含水率过高增加了一定的脆度等等、、、、木材含水率检测SH-01

荆门市15864726049： 生产pc板材为什么弯曲如何解决 - ？
脂兴妇舒： 导致木材弯曲变形的几个因素.首先是,树木在生长过程中受各种因素的影响,导致树干(树干是生产木材的主要部位)的材质疏密不均(树干的向阳面与向阴面、年轮的疏密不均、早材与晚材、心材与边材的质地差异),当树木被纵向锯切开后便改变了内应力的平衡,从而造成木材变形与开裂.其次是,木材的含水率高也是导致木材变形与开裂的另一个重要原因,随着使用过程中含水率的降低,木材的内应力才会慢慢显露,最终导致变形与开裂. 防止木材变形与开裂的主要手段,一是在生产过程中采用机械和技术方法改变木材的内应力和降低含水率.改变内应力最有效、最常用的方法是对木材进行指接;降低木材含水率的方法是进行干燥(自然风干或人工烘干),降至该使用地区的木材平衡含水率水平即可.

荆门市15864726049： 樟子松建筑方木弯曲变形的原因有哪些? ？
脂兴妇舒： 建筑木方切面:就是与树皮成长的方向笔直的锯开,木材中平行于纹路的安排均可看见,能够说是识别木材比较重 要的一个切面,比较耐 磨,但简单折断,并很难刨削.弦切面木材:这是顺着树干向剧解的切面,就如曲面切开,不是平面的,在木材加工厂加工时,弦切面的外表年轮是V字形,漂亮可是简单开裂弯翘.

荆门市15864726049： 木门为什么会变型,又该怎么解决 - ？
脂兴妇舒： 木门在生产加工和使用过程中,经常会遇到门扇变形的问题.如何有效避免木门变形,是大家都关心的话题. 木门在使用过程中只是靠门扇左侧或右侧的合页(或铰链)与门框来连接的,其余部分处于自由的状态.造成木门变形的原因在于门扇...

荆门市15864726049： 实木家具的常见质量问题有哪些 - ？
脂兴妇舒： 1、干燥处理不到位 木材的干燥处理是一项复杂的工艺,处理的好与坏,对木制品的质量影响较大.一般优质的木制品都会经过较长时间的干燥,然后再进行人工除湿干燥,不同材质的干燥工艺也是各不相同,如果没有先进的设备、较大场所和...

荆门市15864726049： 为什么有些多层实木复合地板会产生弯曲变形 - ？
脂兴妇舒： 这是因为实木地板要经过脱脂脱水才能保持较久的稳定性.这个是实木地板的共性.但是有些品牌在这方面做的不是很到位,所以就出现了,实木类地板在使用一段时间后产生弯曲变形.