關(guān)于板式家具板類部件的變形及解決方法

1、板式家具板類部件的變形及解決方法板式家具板類部件的變形及解決方法制造板式家具時(shí)，大都采用中密度纖維板、細(xì)木工板、刨花板以及膠合板等作為板式家具的基材，這些基材具有幅面大、表面平整、易于加工、便于涂飾等優(yōu)點(diǎn)，但也有吸濕、彈性變形等缺點(diǎn)。有些剛剛加工好的家具的部件過不了幾天就發(fā)生了變形，如原先平整的柜門發(fā)生了翹曲，而且基本上沒有辦法恢復(fù)。如何解決這些令人頭痛的問題呢？實(shí)際上，可以從產(chǎn)生變形的原因來(lái)進(jìn)行探討。眾所周知，構(gòu)成板式家具的主要零部件有旁板，擱板、門板、頂板或面板以及背板等，板件所存在的主要變形有板件的彈性彎曲、翹曲、蠕變等，其中， 翹曲和蠕變?cè)诤艽蟪潭壬先Q于基材本身的內(nèi)在質(zhì)量，而零部件的

2、彈性彎曲，除了板件本身的質(zhì)量之外，主要還取決于生產(chǎn)過程的管理和工藝的處理。對(duì)于基材本身的問題，可以選用內(nèi)應(yīng)力較小，強(qiáng)度較大的品牌產(chǎn)品。而對(duì)于在外力作用下的彈性變形，則是一個(gè)比較復(fù)雜的問題，下面就以擱板和高柜的長(zhǎng)門為例來(lái)加以分析。1 擱板的彎曲變形1.1 擱板的受力情況板式家具的擱板重要承受到以下幾種應(yīng)力：1 ）壓應(yīng)力是承載物件的壓力及擱板自重形成的應(yīng)力。是造成擱板變形的主要原因。2）彎曲壓力是承載彎距形成的應(yīng)力，能使擱板彎曲和蠕變。3）剪切應(yīng)力由承載擱板支撐或連接件接口處壓力與支撐力產(chǎn)生的剪切作用而形成。4） 涂料固化應(yīng)力由于擱板表面涂料固化的內(nèi)表收縮不一致而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，使得擱板彎曲變形。以

3、上 4 種應(yīng)力造成板式家具擱板彎曲變形。1.2 擱板的受力分析：在上述應(yīng)力中，對(duì)擱板的彎曲影響最大的是壓應(yīng)力，其彎曲程度取決于負(fù)荷的大小，配置的情況以及材料的尺寸和本身的特性。擱板在負(fù)荷下產(chǎn)生的彎曲變形可以用下列公式來(lái)計(jì)算：1 ）負(fù)荷集中于擱板中心時(shí)（圖1）Y=PL3/4Ebh32） 當(dāng)負(fù)荷均勻分布時(shí)（圖2）Y=5QL4/32Ebh3式中：y彎曲變形量（mi）p負(fù)荷（N）L支點(diǎn)間的距離（mmb擱板斷面的寬度（nmH擱板白厚度（mi）E材料的彈性模量（Pa）Q-均布負(fù)荷（N/m）在對(duì)上述的公式進(jìn)行分析時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)，擱板材料的彈性模量最能體現(xiàn)出抗彎強(qiáng)度的主要特征，材料的彈性模量是由材料本身的材質(zhì)決定

4、的，彈性模量越大，材料的抗變形能力越強(qiáng)。表 1 是板式家具中經(jīng)常使用的幾種材料的彈性模量。表 1 板式家具常用材料的彈性模量材料名稱負(fù)荷初期彈性模量時(shí)間（星期）木材 6-8 八'B+ U3 5 '/ A細(xì)木工板11-13貼面刨花板11-13 1 t+ Z* K） L. I' D5 X0 h（ j3 q' K浸漬紙膜貼刨花板11-13 & h9 j9 " L' V5 I浸漬紙膜半軟質(zhì)纖維板11-13 h9 S# w9 L: $ B v2 A+ M硬質(zhì)纖維板- 11-13 2 R; u" b; D1 K3 V) Z2 x! ?6

5、G- G70 型 一級(jí)中密度纖維板80 型 一級(jí)（素板）60 型 一級(jí) 11-1311-1311-131.3 減小擱板彎曲量的方法：雖然擱板的彎曲對(duì)家具本身使用功能的影響不太大，但卻影響到美觀，特別是對(duì)于那些開敞式的和玻璃門的陳列柜來(lái)說(shuō)更是如此，從擱板的彎曲變形計(jì)算公式中可以知道，用以下的方法可以來(lái)減少擱板的彎曲：1）采用彈性模量較高的基材。如細(xì)木工板、貼面纖維板、貼面刨花板等。2）增加擱板的斷面寬度和厚度。即采用較寬和較厚的材料，但對(duì)于纖維板和刨花板來(lái)講，過厚既增加了成本又影響美觀，因此，實(shí)際生產(chǎn)中一般采用19mm勺厚度是比較合適的。當(dāng)然，在擱板的邊部用帶加強(qiáng)筋的薄金屬條或硬木條來(lái)加固，也是

6、比較好的辦法。3）減小擱板的跨度。在計(jì)算公式中，擱板的長(zhǎng)度是一個(gè)相當(dāng)重要的數(shù)據(jù)，因此，減少擱板的跨度也是減少擱板彎曲的重要手段，這里有兩種方法，一是減小擱板本身長(zhǎng)度，再就是加入中隔板進(jìn)行支撐，所以，在實(shí)際生產(chǎn)中很少用到1000mm勺擱板，除了特殊的情況外，一般均采用800-900mm。4）將擱板與背板相連。如果條件允許，可以將擱板固定在背板上，或是擱置在背板上。現(xiàn)在一般家具的背板都采用3mm勺的膠合板和3mm密度纖維板，其自身的強(qiáng)度并不大，不宜在上面鉆孔，但可以用膠水固定長(zhǎng)條型的擱板架或是加入特制的擱板銷，這樣可以大大減少擱板的彎曲程度。5）采用活動(dòng)式擱板。對(duì)于很多板式家具來(lái)講，擱板多少都存在

7、這著一定的彎曲變形，對(duì)于那些跨度較大的擱板來(lái)講，即使是沒有負(fù)荷，也會(huì)因?yàn)樽陨淼闹亓慷麓梗羰遣捎没顒?dòng)擱板，當(dāng)發(fā)生彎曲變形時(shí)，可以將擱板翻過來(lái)使用， 經(jīng)過一段時(shí)間后，由于受到了相板外力和作用而恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，但這樣由容易加速蠕變。6）加強(qiáng)工藝管理。很多的彎曲變形是加工過程中人為因素引起的，如放置不當(dāng)、吸濕、涂飾工藝不當(dāng)?shù)?，所以，加?qiáng)生產(chǎn)工藝管理也是減少板件彎曲變形的重要手段。由于涂料的內(nèi)應(yīng)力對(duì)擱板的影響與對(duì)柜門的影響相類似，因此， 在下面討論門板時(shí)一起討論。2 門板類部件的變形柜類是臥室家具的重要組成部分，也是構(gòu)成臥房家具的大件之一，因此，柜類質(zhì)量的好壞直接影響到整個(gè)產(chǎn)品的銷售情況。據(jù)不完全

8、統(tǒng)計(jì)，消費(fèi)者對(duì)柜類最不滿意的就是柜門的翹曲變形。實(shí)際上， 除了材料和設(shè)計(jì)的原因之外， 加工過程中不利因素的影響，是造成高柜長(zhǎng)門彎曲變形主要原因：2.1 部件堆放引起變形在生產(chǎn)中，有的操作人員為圖方便，將板件隨意堆放，或是堆放板件的墊板不平，更有甚者將板件斜靠在墻上，致使板件在進(jìn)入下一道工序之前就因其自身的重量而發(fā)生了變形。2.2 涂飾工藝引起變形在涂飾過程中，因工藝和原材料的使用不當(dāng)，隨涂層內(nèi)應(yīng)力的變化而使板件發(fā)生變曲變形。2.2.1 涂飾膩?zhàn)拥挠绊懀涸趯?duì)柜門部件進(jìn)行涂飾時(shí)，許多生產(chǎn)廠家為了降低成本多采用豬血膩?zhàn)踊蚰z水調(diào)制的膩?zhàn)?，由于這兩種膩?zhàn)又泻写罅康乃?，板式家具常用的基? 中密度纖維

9、板和刨花板的吸濕性又特別強(qiáng)，因此當(dāng)門板部件的一面不涂膩?zhàn)?，另一面涂上這種含水分豐富的膩?zhàn)雍螅蜁?huì)使門板部件單面吸濕而產(chǎn)生變形。2.2.2 干燥過程的影響眾多的生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)中，當(dāng)板件涂上膩?zhàn)踊蛲苛虾?，都要放在干燥架上進(jìn)行自然干燥，如果干燥架的支桿太疏或是不平，也會(huì)造成柜門部件在涂料干燥過程中發(fā)現(xiàn)彎曲變形。2.2.3 涂料內(nèi)應(yīng)力的影響涂料固化后會(huì)形成一定的涂層，即使是在沒有外力的情況下也會(huì)產(chǎn)生一種內(nèi)應(yīng)力，這種內(nèi)應(yīng)力如果處理不當(dāng)，就會(huì)成為柜門部件彎曲變形的主要原因之一。表 2 相對(duì)濕度與漆膜收縮應(yīng)力涂料名稱漆膜厚度(mm) 相對(duì)濕度 (%) 收縮應(yīng)力(105Pa)' A+ m8 % c*

10、Z7 l) g7 W/ g) z8 G不飽和聚酯0.020.020.01 53050 4.404.281.931 7 K6 K" j) M3M0 3 q聚氨酯 0.030.020.04 53050 4.822.223.12硝基漆 0.020.020.02 53050 27.6412.625.98 ; k) d5 ' Q7J! m h 作一試驗(yàn)，在厚度為1mmfc右的單板上涂飾涂料，開始因受到溶劑濕潤(rùn)的影響，涂涂料的一面會(huì)向上凸起，但隨著溶劑的揮發(fā)，凸起量會(huì)逐漸變小，最后變成兩側(cè)翹起的凹面，這就是涂層的收縮應(yīng)力所引起的緣故，但對(duì)于不同的涂料這種應(yīng)力有所不同，表 2 中所示的是在

11、不同相對(duì)濕度下涂料的收縮能力。從表 2 中可以發(fā)現(xiàn)：硝基漆的收縮應(yīng)力最大，而不飽和聚酯的收縮應(yīng)力最小。據(jù)有關(guān)資料介紹，不飽和聚、聚氨酯、 硝基漆等的變形量隨著涂飾的遍數(shù)的增加而減小，而氨基醇酸樹脂漆則與此相反，在上述幾種涂料中，不飽和聚酯和聚氨酯的收縮應(yīng)力最小，圖 3 中所示為相對(duì)濕度為30%、 固化溫度為60鶯時(shí)涂層固化過程中內(nèi)應(yīng)力的變化，此外， 紫外線固化涂料因其固化 的時(shí)間長(zhǎng)短，沒有熱松弛現(xiàn)象，與其它的涂料相比其收縮力還要小在漆膜內(nèi)部在一定程度上總是保持著一些活性的基團(tuán)，由于這些活性基團(tuán)對(duì)水有一定的親和力，因此在水和水蒸氣的作用下會(huì)發(fā)生膨脹，表 3 中所列的就是幾種常見的涂料吸濕及膨脹性

12、的參數(shù)，雖然水分子在漆膜中的擴(kuò)散速度比在木質(zhì)基材中慢得多，但漆膜并沒有完全阻止水分，所以，還會(huì)有一定的水分進(jìn)入到基材之中而引起膨脹。表3 漆膜的吸濕及膨脹性參數(shù)涂料 透濕系數(shù) （ 20時(shí)）（mg/<m?h>）最大吸水率（25時(shí) ）（%） 含水率每變化1%的膨脹率（%）不飽和聚酯1.90 1.8-1.9 0.174 K* ?: W+ bP聚氨酯 1.44 2.5-2.9 0.141 o' r, P: z; m: a硝基漆 3.86 2.0-2.6 0.10/ a+ o R6 s. s! k& B" Q一般來(lái)講，柜門部件的正反兩個(gè)面都涂飾涂料，按理兩邊應(yīng)具有相

13、同的內(nèi)應(yīng)力而不發(fā)生變形，但在實(shí)際的生產(chǎn)中，為了降低產(chǎn)品的成本，柜門部件的正面涂料的厚度要比反面厚得多，所以，這無(wú)疑就形成了不同的內(nèi)應(yīng)力，水分滲入的條件也不同，若處理不當(dāng)，必將會(huì)導(dǎo)致柜門部件在生產(chǎn)和使用過程中的彎曲變形。2.3 避免柜門部件變形的幾種方法為了減少柜門部件的變形，可以從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮：1）合理堆放。從原材料一進(jìn)車間就應(yīng)該對(duì)方在平整、保持干燥、盡量避免斜靠于其它物體之上。2）正確使用干燥架。 合理安排板件干燥烘托架的疏密度，一般要求其寬度只比板件的長(zhǎng)度略短，最好用角鐵焊成間距為300mmfc右的多層鐵架。3）降低膩?zhàn)铀值挠绊憽６嗍褂门c涂料相配套的樹脂型膩?zhàn)樱ㄒ喾Q原子灰），它幾乎

14、不含水分，但卻含有親配套涂料的活性基團(tuán)，可以與涂料一起形成牢固的漆膜，從而減少了水分對(duì)基材的濕漲作用。若是采用水性膩?zhàn)?，則應(yīng)采取雙面滾涂填膩?zhàn)?，或是在第一遍填膩?zhàn)訒r(shí)雙面同時(shí)刮涂，以使得板件的正反兩面吸濕相當(dāng)而減少變形，同時(shí)，要等第一變膩?zhàn)痈赏负笤俟蔚诙椤?）合理選用涂料。采用收縮應(yīng)力較小的涂料是比較好的選擇，象不飽和聚酯、聚氨酯以及紫外線固化涂料等，其收縮應(yīng)力相對(duì)比較小，這樣有助于減少內(nèi)應(yīng)力對(duì)板類部件彎曲的影響。5） 使用不同的貼膜材料?，F(xiàn)在許多板式家具的裝飾都采用貼薄木或貼裝飾紙，在加工中可以在正面貼上收縮應(yīng)力較小的材料，而在反面貼上收縮尖力較大的材料，這樣在涂飾后，即使在正面的涂層較厚反

15、面涂層較薄時(shí)，也能抵消一部分收縮應(yīng)力。6）使用不同的涂料。從表2 中可以發(fā)現(xiàn)，涂料的收縮應(yīng)力有大小，而且有的相差還比較大，在生產(chǎn)中我們可以利用這一特性，當(dāng)柜門部件正面涂上較厚的收縮應(yīng)力小的涂層時(shí)（如不飽和聚酯、聚氨酯以及紫外線固化涂料）， 反面涂上較薄的收縮應(yīng)力大的涂層（如硝基漆等），這樣既可以降低成本，又能使得柜門部件兩面收縮力互相平衡。7）采用剛性較大的門餃。通常，經(jīng)過采用上述的一種或幾種方法之后，一般能達(dá)到一定的效果，余下的一些輕微翹曲變形，通過強(qiáng)有力的門餃可得到糾正，基本上不會(huì)影響產(chǎn)品的外觀。8）硬質(zhì)材料鑲邊。采用質(zhì)地堅(jiān)硬的、經(jīng)過干燥定型的雜木條或是金屬條進(jìn)行封邊和鑲邊，這不僅能起到一定的裝飾與點(diǎn)綴作用，