人造板在家具设计与制作中的运用

陈国康

摘 要：家具是人们日常生活中的主要器具。由于木材纹理美观，色泽多样，四季温度相近，质轻强度高，富有弹性，吸声隔音，导热性低，易加工等优点，木材一直是人类制作家具的主要材料。但是木材也有它的缺陷和局限性，首先，木材资源有限，不断减少的森林面积和相对稳定的木材成材速度，无法满足当今人类快速发展的制造业需求；其次，并非所有木材都适合做家具，有些木材密度低，内部结构不稳定，容易干缩湿胀和变形开裂；再次，木材本来存在天然的缺陷，如有节眼、翘曲、溃烂等，然后，木材易燃、易腐烂和虫蛀，干燥缓慢；最后是木材加工过程中也常产生大量的边角废料，木材利用率低。人造板的诞生，有效解决了木材原木制作家具的缺陷和局限性，相比优势明显，但是劣势也同时存在，如环保性能方面比较薄弱，甲醛含量过高等。本文主要从人造板的分类中浅谈人造板在家具设计与制作中的运用。

关键词：人造板；家具设计与制作

一、人造板的定义

人造板主要是指人类利用木材及其它非木材植物为原料，经机械加工成碎料和纤维后，施加或不施加胶粘剂和其他添加剂胶合而成的板材或模压制品。人造板的内部物理结构经过人工重组，不易变形，掩盖了天然缺陷，形成统一规格的板材，大大提高了木材的利用率。据统计1立方米人造板可代替3～5立方米木材使用。人造板除了可以高效利用木材外，还能减少原木开料、拼接、压刨、抛光、涂漆等操作的人工和时间成本。在家具设计与制作中常用的人造板主要包括胶合板、纤维板、刨花板等三大类产品，其延伸产品和深加工产品达上百种。

二、人造板的分类和在家具设计与制作中的运用

1.胶合板材料在家具设计与制作中的运用

胶合板又名夹板，是指由蒸煮软化过的原木，经旋切或刨切成薄板，然后将各張薄板的木纤维方向相互垂直放置，用耐水性好的合成树脂胶粘结，再经加压、干燥、锯边、表面修整而成的板材。其层数成奇数，一般为3-13层，分别称三合板、五合板等。胶合板是家具制造常用材料之一，也是人造板三大板之一。阿尔瓦·阿尔托是芬兰建筑大师和家具设计大师，他继承前辈马歇·多耐脱等在19世纪对模压胶合板和弯曲木的研究，在20世纪初改进了胶，使模压及弯曲技术过了关，得到普及而进入市场。1931年后阿尔瓦·阿尔托为佩美奥疗养院设计的病人用休息扶手椅（图1）、悬臂木躺椅（图2）、悬臂休息椅（图3）等都是多层胶合弯曲木家具。

多层胶合弯曲技术是指将多张涂了胶水的薄板加压弯曲，通过压力一直保持到胶层固化成型，从而制得弯曲部件的方法。其工艺流程是：一薄板准备，根据弯曲木部件设计的形状和尺寸来挑选配置薄板。二是涂胶配坯，将胶粘剂均匀涂在薄板上，再根据弯曲部件的用途采用不同的配坯方法进行配坯，可平行配坯，各层单板纤维方向平行一致放置，主要用于顺纤维方向受力的弯曲部件；也可垂直配置，相邻层单板纤维方向垂直放置，用这种配坯方式制成的弯曲部件强度均匀；更可混合配置，这样配坯方式弯曲性能良好，用在形状复杂的弯曲部件。三是模压胶合弯曲，可采用硬模加压胶合弯曲或软膜加压胶合弯曲。四是弯曲部件的陈放，胶合弯曲后，必须放置一段时间，使其内应力均匀以减少变形。这种多层胶合弯曲木的最大优势是多层之间互相胶合，各项应力互相抵消，张力均匀一致，所以结构稳定，成型后配合紧密，有一定的弹性，而且具有长期稳定性。多层胶合弯曲工艺可以把木板弯曲定型，设计与制作的家具造型曲直交替，简洁新颖，拆装灵活，运输方便，结构舒适合理，更符合人体工程学。还有是多层胶合弯曲木家具适合机械化大批量生产，大大提高生产效率，降低成本。木材利用率也由一般木家具的45%提高到75%，与实木家具比较，其抗弯、抗剪、抗压强度提高15%以上。随着多层胶合弯曲木家具生产技术的不断成熟，越来越多大胆创新的胶合弯曲木家具在市场中涌现。如Eames模压胶合板座椅（图4）、蚁椅（图5）、The GJ Chair（图6）等。

胶合板材料除了可以制作多层胶合弯曲木家具外，也是制作各种板式家具的上等好材。用胶合板材料设计与制作家具的缺点主要体现在造价较高，胶合用的胶粘剂存在一定的空气污染，如果材料没有充分干燥或生产工艺存在问题时，可能导致板材变形。另外，胶合板胶层会老化，长期承载能力差，使用期限比实木短。还有的是胶合板不如纤维板板面层光洁，用胶合板做基层，表面上再粘合饰面板材时，不如中纤维板做基层牢固。

2.纤维板材料在家具设计与制作中的运用

纤维板又名密度板，是指以木材及其它非木材植物为原料，经机械加工纤维分离后，施加胶粘剂或添加剂，在加热加压的条件下，压制成的板材。制造 1立方米纤维板约需2.5～3立方米的木材，可代替3立方米锯材或5立方米原木。纤维板具有材质均匀细密、质软耐冲击、边缘牢固不易开裂、容易造型涂饰、避免了腐朽、虫蛀等优点，是制作家具的一种良好材料。纤维板制作家具的最大优势是可以一次成型模压纤维板生产家具部件（图7），可以加工成各种异型的边缘（图8），并且不必封边，直接可涂饰，可以取得较好的造型效果。纤维板内部物理组织结构均匀，内外一致，可以进行表面的雕花加工和加工成各种断面的装饰线条，适于代替天然木材作家具结构材料，适合造型复杂的欧式家具。高档欧式家具用实木雕刻制作，普通欧式家具是用纤维板压制成形，再经过喷漆或烤漆制作。

一次成型模压纤维板工艺就是将一定量的纤维物品放入到成型温度下的模具对模腔内，然后闭模加热、加压，使得纤维物品受热软化，受压流动，均匀分布到模具的每一个部位，最后固化成型的工艺方法。一次成型模压纤维板的优点体现在生产效率高，便于实现生产的自动化和专业化；产品尺寸精度比较高，可以重复性的使用；表面比较的光洁，不需要进行二次的修饰；能够一次完成结构复杂的制品；能够进行批量的生产，降低了生产的成本 。一次成型模压纤维板主要运用在结构复杂、雕刻图案繁多的欧式家具部件加工生产上。

纤维板材料也是制作板式家具的主要材料。办公家具中的大班台、大型会议桌、木皮文件柜等家具大多数以中、高纤维板为基材，贴面一般用胡桃木、樱桃木、柚木等木皮饰面。纤维板最大的缺点就是不防潮，遇水膨胀率大，变形大，长时间承重变形大。其次是纤维板中胶粘剂、添加剂、固化剂等物质容易挥发，会对环境的污染和人体健康造型一定危害。还有是纤维板握钉力较差，螺钉旋紧后很容易发生松动。

3.刨花板材料在家具设计与制作中的运用

刨花板又叫颗粒板（图9），是指以木材及其它非木材植物为原料，经机械加工成碎料后，施加胶粘剂或添加剂，在热力和压力作用下胶合成的人造板。刨花板内部结构比较均匀，不易变形，横向承重力较好，吸音和隔音性能也好，可以进行各种贴面装饰（图10），可以根据需要加工成大幅面的板材。刨花板材料制作家具最大的优势是价格低廉，工艺最简，能源消耗最少。主要运用在桌子、柜子、床等板式家具的设计与制作中。

刨花板是板式家具制造中最常用的一种人造板材，适合制作造型简洁、款式多样、价格低廉的各类板式家具。刨花板最大的缺点就是不够环保，由于在刨花板生产过程中，会加入大量的甲醛基胶粘剂或添加剂，因此其成品会或多或少会释放游离甲醛，当游离甲醛含量超过一定限制时，会影响人体健康。另外，刨花板内部为颗粒状结构，不易于铣型，在裁板时容易造成暴齿的现象，边缘粗糙，容易吸湿，所以用刨花板制作的家具封边工艺就显得特别重要，不适合现场制作4.细木工板材料在家具设计与制作中的运用

细木工板俗称大芯板， 是由两片单板夹着优质天然的实木拼板，再经冷、热压机胶压后制成。细木工板具有质轻、易加工、握钉力好、不易变形，尺寸稳定等特点，是板式家具制造较为理想的材料。细木工板最大优势是内部天然实木拼板结构，更顺应人类对自然生态的要求。细木工板主要应用于家具制造、门板、壁板等，特别适合当下流行的私人订制家具，整体橱柜设计与制作的材料选择。细木工板最大的缺点也都是不够环保，由于细木工板是特殊的胶合板，在生产过程中大量使用尿醛胶，甲醛释放量普遍较高，环保标准普遍偏低。另外细木工板内部的实木条为纵向拼接，故竖向的抗弯压强度差，长期的受力会导致板材明显的横向变形。

三、人造板制作家具的优缺点

人造板设计与制作家具的优点主要体现在：一是有效提高木材利用率，幅面大，结构性能好，造型稳定，不易变形，弯曲成型性能好；二是拆装方便，采用五金件连接，装配、拆卸、物流搬运都十分方便，适合电商时代的市场需求；三是个性化，因为人造板贴面的多样化，可以根据个人喜好进行私人订制，包括家具的尺寸款式、颜色图案、质地等均可进行个性化设计；四是生产周期快，采用统一尺寸规格的人造板和五金件为原材料，便于机械化批量加工生产，生产速度快；五是相对实木家具价格便宜。人造板设计与制作家具的缺点主要有：一是人不够环保，虽然人造板大大提高了木材利用率，但是因为人造板制造过程中需要添加大量的胶粘剂或添加剂进行胶合模压才能成为板材，此类家具易释放对环境造成污染、对人体有害的甲醛。二是使用寿命短，不够牢固，由于人造板的内部物理结构经过人工重组，密度相对较低，五金件容易松动脱离；三是贴面纹理缺乏自然、温馨的美感。

胶合板抗弯、抗剪、抗压强度高，结构稳定，多层胶合弯曲木制作的家具造型优美，适合机械化大批量生产，加工工艺性能也优于其它人造板板。纤维板可以一次成型模压生产家具部件，生产效率高，便于实现生产的自动化和专业化。刨花板的制造工艺最简，能源消耗最少，价格低廉，但需用大量胶粘剂，不够环保。细木工板采用内部天然实木拼板结构，更顺应人类对自然生态的要求，但是大量使用尿醛胶，甲醛释放量普遍较高，也都不够环保。为了更好的在家具设计与制作中运用各种人造板，胶合板、纤维板、刨花板、细木工板等可以综合利用，使其各尽所长

参考文献：

[1] 曾坚 朱立珊《北欧现代家具》中国轻工业出版社2002年出版166页.

[2] 杨乃臣 宋志磊《一次成型模压纤维板生产工艺之探讨》《科技傳播》 2013年第 14期128-129页.