樟子松木床類家具結(jié)構(gòu)裝配技術(shù)研究綜述

■李春珊陳于書Li Chunshan& Chen YuShu

(1.2南京林業(yè)大學(xué)家具與工業(yè)設(shè)計學(xué)院，江蘇南京 210037）

樟子松木床類家具結(jié)構(gòu)裝配技術(shù)研究綜述

■李春珊1陳于書2Li Chunshan1& Chen YuShu2

(1.2南京林業(yè)大學(xué)家具與工業(yè)設(shè)計學(xué)院，江蘇南京 210037）

本文分析了以樟子松木為代表的低質(zhì)人工林實木生態(tài)家具受到消費者青睞的原因，并指出了解樟子松木床類家具結(jié)構(gòu)設(shè)計、提高其結(jié)構(gòu)裝配技術(shù)對家具企業(yè)降低生產(chǎn)成本，減少售后服務(wù)工作量，提升產(chǎn)品附加值具有重要作用。進(jìn)而從樟子松木資源狀況與利用現(xiàn)狀、松木家具設(shè)計的研究現(xiàn)狀、樟子松木床類家具結(jié)構(gòu)設(shè)計現(xiàn)狀以及床類裝配技術(shù)研究現(xiàn)狀四個方面進(jìn)行了綜述，同時分析了床類家具裝配技術(shù)的未來趨勢。

家具結(jié)構(gòu)；裝配技術(shù)；綜述；展望

1 引言

隨著當(dāng)代消費者環(huán)保意識的增強以及對生活品質(zhì)追求的不斷提升，消費觀念得到很大的轉(zhuǎn)變，追求天然材料，崇尚返璞歸真，維護(hù)生態(tài)平衡的消費觀念在當(dāng)今社會盛行，集環(huán)保與品質(zhì)于一身的實木家具受到消費者的青睞。我國珍貴木材資源有限，天然闊葉林資源減少，目前我國木材消耗與進(jìn)口全球排名分別為第二和第一，木材年消耗約5億m3，預(yù)計到2020年，我國的木材需求量將達(dá)約8億m3，木材進(jìn)口量超過全球貿(mào)易量的1/3，對外依存度高達(dá)50%[1]。由于消費者對家具材質(zhì)和性能要求日益增高，低質(zhì)人工林木材用于實木家具的制造受到了極大的關(guān)注，但低質(zhì)人工林木材大多存在材質(zhì)相對松軟、密度低、握釘力小、尺寸穩(wěn)定性差等缺陷，通過對其材質(zhì)和性能的技術(shù)改造使其更接近優(yōu)質(zhì)珍貴天然林資源，已成為緩解家具用材資源短缺的一條重要的途徑。我國人工林面積約0.69億hm2，其中樟子松約占人工林總面積的1.92%[2]。樟子松木作為低質(zhì)人工林的一種，其紋理清晰、材質(zhì)柔韌彈性好，是很好的綠色生態(tài)木材，必將成為實木家具設(shè)計的重點用材。目前對實木家具結(jié)構(gòu)設(shè)計的研究有很多，而對低質(zhì)人工林家具結(jié)構(gòu)裝配技術(shù)的研究相對較少。了解實木床類家具結(jié)構(gòu)裝配技術(shù)對對家具企業(yè)降低生產(chǎn)成本，減少售后服務(wù)工作量，提高產(chǎn)品附加值具有重要作用。

2 研究內(nèi)容綜述

2.1 樟子松木資源概況與利用現(xiàn)狀

我國的樟子松是歐洲松的變種，又叫蒙古赤松、海拉爾松、西伯利亞松、黑河赤松，是防護(hù)綠化、水土保持的優(yōu)良樹種之一[3]。樟子松第一次人工栽植成林是在黑龍江省的璦琿附近，在清朝某一戶人家的墓地周圍，栽植了一片樟子松林，這是樟子松引種成功的首例[4]。樟子松木是我國東北地區(qū)主要速生用材，主要分布在大、小興安嶺地區(qū)，我國非常重視環(huán)境改造工程建設(shè)，人工造林發(fā)展迅速，現(xiàn)有遼寧、河北、山東、河南、陜西、甘肅、內(nèi)蒙古、新疆等三北地區(qū)（東北、西北、華北）13個省（自治區(qū)）300多個縣（旗）先后引種栽培[5-7]。樟子松人工林已初具規(guī)模，據(jù)不完全統(tǒng)計，現(xiàn)有樟子松人工林面積已達(dá)133多萬hm2。

樟子松木生長迅速，成材快，紋理通直，材質(zhì)較輕軟，彈性小，結(jié)構(gòu)中等，力學(xué)強度大，機械加工、防腐處理性能較好，可作為建筑、家具、電桿、枕木、船舶、器具及木纖維工業(yè)原料的材料[8-9]。

2.2 松木家具設(shè)計的研究現(xiàn)狀

松木家具憑借自然清新、恬淡柔和的外觀，清晰的紋理，樸實無華的質(zhì)感，健康環(huán)保的良好性能等特點深受消費者的喜愛，成為近年來實木家具中的新寵。2005年，中南林業(yè)科技大學(xué)的李素瑕對國內(nèi)四個城市的家具市場進(jìn)行了調(diào)研，發(fā)現(xiàn)松木家具：在造型上，簡潔大方、線條飽滿流暢且直線造型居多；在風(fēng)格上，以現(xiàn)代自然簡潔風(fēng)格為主；在結(jié)構(gòu)上，多采用板式可拆裝結(jié)構(gòu)和框式不可拆裝結(jié)構(gòu)相結(jié)合；在材色上，以松木原木色為主，深色比較少見；消費群體以年收入約50000—80000元的追求生活質(zhì)量的中年群體為主，其次是年收入約20000—50000元的小資型年輕群體；在價格上，一套中高端的松木臥房五件套的價位主要集中在5000元—10000元[10]。從此次的調(diào)研結(jié)果中可以看出，松木家具的市場前景非?？捎^，但在連接部位上，五金件大多用的板式家具的連接件，沒有針對松木家具結(jié)構(gòu)特制的連接件，降低了產(chǎn)品的附加值。

2006年，劉文金教授在“松木家具產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)”中，從材料、造型、結(jié)構(gòu)等幾方面闡述了松木家具的設(shè)計原則，指出松木家具在采用連接件裝配家具時采用普通板式家具的連接件較為實用，科學(xué)的方法是對其結(jié)構(gòu)連接進(jìn)行特制連接件[11]。同年，中南林業(yè)科技大學(xué)李素瑕研究了松木家具框架結(jié)構(gòu)節(jié)點的接合強度，結(jié)果表明：節(jié)點處的“T”型或“L”型的基本構(gòu)件形式，斜角構(gòu)件或直角構(gòu)件的角部構(gòu)件的連接形式，以及節(jié)點的接合方式等都不同程度地影響著松木家具框架節(jié)點的接合強度[12]。張紹明等在“松木制品結(jié)構(gòu)分析及應(yīng)用”一文中研究了松木板式家具零部件結(jié)構(gòu)及加工工藝，指出松木家具的板式結(jié)構(gòu)的固定連接件采用與木材摩擦力無關(guān)的圓柱螺母連接件，能有效解決松木結(jié)構(gòu)失效的現(xiàn)象[13]。2009年，鄧昕在“基于材料外觀屬性的松木家具造型設(shè)計研究中”探討了松木的外觀特征與松木家具造型設(shè)計之間的關(guān)系，分析了松木家具造型設(shè)計特點，總結(jié)出了基于松木外觀特征的松木家具造型設(shè)計的方法和原則[14]。

對松木家具設(shè)計的研究國外相對較早也非常廣泛，尤其是北歐各國，由于北歐地處亞寒帶地區(qū)，松木資源豐富，因此對松木家具技術(shù)設(shè)計的研究頗多[15]。早在1988年，美國林業(yè)和農(nóng)業(yè)部的三位科學(xué)家Anton D.Pugel、EddieW.Price和Chung Y.Hse對美國南方松木加工而成的碎料板、刨花板和纖維板進(jìn)行了耐久性和尺寸穩(wěn)定性的研究，研究結(jié)果表明松木人造板與普通木材人造板的耐久性相當(dāng)，尺寸穩(wěn)定性稍差[16]。

2.3 樟子松木床類家具結(jié)構(gòu)設(shè)計研究現(xiàn)狀

床類家具是人們?nèi)粘Ｉ钪凶顬橹匾募揖咧?，但對現(xiàn)代床類家具結(jié)構(gòu)設(shè)計的研究卻為數(shù)不多，針對床類家具強度和耐久性的標(biāo)準(zhǔn)也一直未有，直到2014年，第12屆國際標(biāo)準(zhǔn)化組織家具標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（ISO/TC136）的召開改變了這一局面，我國提出的《家具單層床強度和耐久性》國際標(biāo)準(zhǔn)這一提案被通過，這是我國首個在ISO立項的家具標(biāo)準(zhǔn)，彌補了床類家具國際標(biāo)準(zhǔn)方面的空白[17]。在市場上，松木在床類家具中的應(yīng)用居多，按形式分，可分為單層床和雙層床；按構(gòu)成分，可分為床屏、床挺、床架、床板、床尾；按結(jié)構(gòu)類型分可分為固定式、拆裝式、框式、曲木式、折疊式，為了加工和運輸便利，拆裝式床類占據(jù)主要市場，但對于拆裝式實木床類結(jié)構(gòu)設(shè)計的研究并不多。家具中的結(jié)構(gòu)力學(xué)為床類家具結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了理論基礎(chǔ)和實踐基礎(chǔ)。

我國對家具結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的研究始于20世紀(jì)70年代。東北林業(yè)大學(xué)柳萬千等人對家具力學(xué)等問題進(jìn)行了深入研究，在使得家具強度和剛度達(dá)標(biāo)、滿足功能的前提下，合理設(shè)計家具結(jié)構(gòu)，對家具結(jié)構(gòu)形式、整體家具以及家具節(jié)點進(jìn)行了系統(tǒng)的研究分析[18]。南京林業(yè)大學(xué)關(guān)惠元教授分析了現(xiàn)代實木家具的結(jié)合方法與技術(shù)要求，為床類家具的結(jié)構(gòu)設(shè)計研究提供了依據(jù)[19-20]。西南林業(yè)大學(xué)袁哲對插掛式木家具結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)方式進(jìn)行了探討，以實際的家具案例及設(shè)計生產(chǎn)實踐為啟示，總結(jié)了插掛式木家具結(jié)構(gòu)的類別及其特點；并在此基礎(chǔ)上，結(jié)合CNC生產(chǎn)方式，提出了插掛式木家具的結(jié)構(gòu)設(shè)計和生產(chǎn)技術(shù)關(guān)鍵[21]。江南大學(xué)徐秋鵬對中國傳統(tǒng)家具結(jié)構(gòu)形式現(xiàn)代化進(jìn)行了研究，分別就結(jié)構(gòu)部件、結(jié)構(gòu)類型和連接方式進(jìn)行了研究，并提出了傳統(tǒng)家具結(jié)構(gòu)現(xiàn)代化設(shè)計的方法[22]。2007年，中南林業(yè)科技大學(xué)劉雪梅對床類家具進(jìn)行了分類探討，詳細(xì)的論述了每類床型的造型、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用及對原材料的要求，以便更好地指導(dǎo)床類家具的設(shè)計、制造與應(yīng)用[23]。

2.4 床類裝配技術(shù)研究現(xiàn)狀

裝配就是將家具配件組合成一件完整的家具。裝配是針對拆卸相對而言的，裝配的實質(zhì)是建立零件之間的某種約束關(guān)系，而拆卸卻是解除這些關(guān)系[24]。在實木家具裝配工藝中，榫接合、膠接合、釘接合、五金件接合等主要部件連接技術(shù)為家具產(chǎn)品品質(zhì)提供了可靠保證[25-27]。2010年，唐立華等人在“面向裝配的實木家具設(shè)計原則與方法”中系統(tǒng)總結(jié)了實木家具部件與整體裝配過程中出現(xiàn)的問題及裝配操作要求，歸納了面向裝配的實木家具產(chǎn)品系統(tǒng)裝配、局部處理、嵌入裝配、連接裝配等設(shè)計原則[28-29]。該研究是針對所有實木家具的裝配進(jìn)行概括總結(jié)，對床類家具的裝配技術(shù)有一定的借鑒之處。

3 研究評述

3.1 當(dāng)前主要研究評述

總的來說，松木在家具結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用研究還處于起步階段，還缺乏系統(tǒng)性。研究者一般都是對松木木材的材性、加工技術(shù)、物理力學(xué)性能、機械加工性能等做一些闡述，對松木在家具中的應(yīng)用以及床類家具各零部件連接結(jié)構(gòu)沒有深入、細(xì)致的研究。從以上的研究可以看出，松木木材機械加工性能較好，必須在技術(shù)方面增強其穩(wěn)定性以提高競爭力和利用率；對傳統(tǒng)家具結(jié)構(gòu)的研究中，分析了結(jié)構(gòu)部件、結(jié)構(gòu)類型以及三維連接方式，沒有做出具體的優(yōu)化設(shè)計方案，對床類家具結(jié)構(gòu)設(shè)計缺少具體的理論依據(jù)和實驗數(shù)據(jù)，對松木床類家具的裝配技術(shù)沒有系統(tǒng)的原則與方法。

3.2 研究趨勢展望

目前，關(guān)于低質(zhì)人工林木材在家具中的研究相對較少，對樟子松木在床類家具結(jié)構(gòu)設(shè)計中的研究更是寥寥無幾，且沒有比較明顯的重點研究傾向，主要原因是沒有相對應(yīng)的理論，同時缺乏可控的實驗研究。筆者認(rèn)為以下兩個方面將會成為未來研究重點。

（1）傳統(tǒng)的人工林木材加工技術(shù)已相當(dāng)成熟和完善，但在優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計上還不是很成熟。低質(zhì)人工林在我國有良好的發(fā)展勢頭，研究樟子松木床類家具結(jié)構(gòu)裝配技術(shù)有利于為低質(zhì)人工林在現(xiàn)代實木家具中的設(shè)計提供依據(jù)。完善床類家具結(jié)構(gòu)裝配技術(shù)，實現(xiàn)松木床類家具更實用化、降低成本、適時開發(fā)出滿足市場需求的高性能產(chǎn)品，是人工林資源在家具中的高效利用與技術(shù)發(fā)展的重要趨勢。

（2）床類家具的關(guān)鍵連接部位是最薄弱的部分，也最容易導(dǎo)致整個家具的破壞。處理好關(guān)鍵連接部位的設(shè)計對整件家具的裝配具有關(guān)鍵性意義，在這一領(lǐng)域還需進(jìn)行大量的研究。

（責(zé)任編輯：賀 輝）

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The Research Reviewed of Bed Type Furniture Assembly Structure Technology of Mongolica Wood

This paper analyzes the reason is that the consumers like the ecological furniture of solid wood made by low-quality plantation wood represented by Mongolica wood. And pointed out that the kind of furniture structure design, improve its structure and assembly technology of furniture enterprises to reduce the production cost, reduce the workload of after-sales service, improve product added value plays an important role. Then from Mongolica wood resources and utilization status of research status quo, pinus sylvestris var. Mongolica, pine furniture design wood furniture structure design status and the type of bed assembly technology research status from four aspects were summarized, at the same time analyzed the kind of bed furniture is the trend of assembly technology.

Furniture structure; Assembly technology; Review; Expectation

TS664

A

1006-8260(2015)10-0119-02

國家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項項目（201404502-1）

李春珊,陳于書.樟子松木床類家具結(jié)構(gòu)裝配技術(shù)研究綜述[J].家具與室內(nèi)裝飾,2015,(10)：119-120.