家具材料與結構

關于家具材料與結構12主要內(nèi)容家具材料家具材料概述家具材料的分類家具材料的一般特性家具材料的選擇原則家具結構家具結構概述家具結構設計的原則家具結構的分類第2頁,共76頁，2024年2月25日，星期天3

家具的構成要素：

家具的構成要素包括：造型結構、材料和功能。其中：功能是先導，是推動家具發(fā)展的動力；造型結構是主干，是實現(xiàn)功能的基礎；材料是支撐，是完成家具實體的物質條件。

明黃花梨雕花靠背椅第3頁,共76頁，2024年2月25日，星期天4家具材料的概念與作用

概念：

在家具設計和制造的范疇里，家具材料是指用于家具主體結構制作、家具表面裝飾、局部粘接和零部件緊固的與家具相關的各種材料總稱。

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家具材料的外在特性主要包括：

材料的肌理，色彩和光澤，透明性，平面花式，質地美感，外形尺寸等。

家具材料的內(nèi)在特性主要包括：

密度，強度，尺寸穩(wěn)定性，彈性、延展性，收縮性，防水防潮性，防腐防蟲性等。明紫檀有束腰鼓腿彭牙方凳

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作用：

家具設計中，對材料性能的把握和對材料語言的理解和詮釋，是家具設計風格產(chǎn)生和家具實體制作實現(xiàn)的必要基礎和充分條件。丹麥著名家具設計師克林特指出：將材料特性發(fā)揮到極致，是任何完美設計的第一原理。進行家具設計時，首先應該考慮的就是材料因素，要根據(jù)家具的功能選擇適宜的材料，并利用不同材料的特性，將其有機地組合在一起，使其各自的性能和美感得以體現(xiàn)和深化。

“有限材料，無限可能”第6頁,共76頁，2024年2月25日，星期天7家具材料的分類

按家具材料的化學性質分類

根據(jù)家具材料不同的自然屬性，可分為：木材、竹藤、金屬、塑料、玻璃、紡織纖維織物、皮革、石材等。其中，木材、金屬和塑料是三大基礎家具材料。

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按家具材料的用途和主輔作用分類

可分為：結構材料，表面裝飾材料和輔助材料。

結構材料：在家具中主要起結構支撐作用，用于家具的主體結構，可以承受人體及所放物品的應力，并可保持家具制品的結構強度、剛性和穩(wěn)定性。

表面裝飾材料：對家具的表面具有保護和裝飾作用，可以賦予家具產(chǎn)品裝飾效果和表面綜合抗耐性。

輔助材料：主要指用于家具生產(chǎn)的各種類型的膠黏劑和金屬連接件等。第8頁,共76頁，2024年2月25日，星期天9

按家具材料的軟硬程度分類

可將家具材料分為：軟質材料，半硬質材料和硬質材料。軟質材料：主要指各種紡織纖維裝飾織物，在軟體家具制造和家具包覆材料中具有廣泛應用。半硬質材料：主要包括各種速生木材、普通塑料和瓦楞紙板等，用于低檔家具、塑料家具和紙質家具的制造。硬質材料包括金屬、玻璃、石材、工程塑料以及各種木材等，是家具生產(chǎn)中使用較多的家具材料。第9頁,共76頁，2024年2月25日，星期天10

按家具材料的來源分類

可將家具材料分為：天然材料和人工材料。天然材料：主要指木材、竹材、藤材、石材、及其他天然纖維裝飾織物，這些材料在具有古典風格以及田園風格的家具制造中采用較多，也在不同風格的家具包覆材料中有廣泛應用。人工材料：主要包括塑料、化學纖維、金屬、玻璃、以及合成樹脂膠粘劑等，該類材料在具有現(xiàn)代風格的塑料家具、金屬家具、玻璃家具以及各種形式的軟體家具制造中以及家具表面涂飾中被廣泛采用。第10頁,共76頁，2024年2月25日，星期天11木質材料的特點和種類

木材是一種質地精良、感覺優(yōu)美、易于加工成型的自然材料，是一種沿用最久、最好、最多的家具材料。木材的種類很多，一般可分為銀葉材（軟材）和闊葉材（硬材）兩大類。第11頁,共76頁，2024年2月25日，星期天12質量輕而強度高加工方便、熱阻、電阻較大隔音效果好具有美麗的天然紋理和色澤容易受潮變形易受蟲菌蛀蝕和燃燒木材的性能特點

優(yōu)點缺點第12頁,共76頁，2024年2月25日，星期天13木質人造板人造板，就是利用木材在加工過程中產(chǎn)生的邊角廢料，混合其他纖維制作成的板材。人造板材種類很多，常用的有刨花板、纖維板、細木工板、膠合板，以及空心板等。因為它們有各自不同的特點，被應用于不同的家具制造領域。

第13頁,共76頁，2024年2月25日，星期天14刨花板

是將木材加工過程中的邊角料、木屑等切削成一定規(guī)格的碎片，經(jīng)過干燥，拌以膠粘劑、硬化劑、防水劑，在一定的溫度下壓制而成的一種人造板材。

因為刨花板結構比較均勻，加工性能好，可以根據(jù)需要加工成大幅面的板材，是制作不同規(guī)格、樣式的家具較好的原材料。制成品刨花板不需要再次干燥，可以直接使用，吸音和隔音性能也很好。但它也有其固有的缺點，因為邊緣粗糙，容易吸濕，所以用刨花板制作的家具封邊工藝就顯得特別重要。另外由于刨花板容積較大，用它制作的家具，相對于其他板材來說，也比較重。

第14頁,共76頁，2024年2月25日，星期天15纖維板

纖維板是以木材或其他植物纖維為原料，經(jīng)過削片、制漿、成型、干燥和熱壓而制成的板材，常稱為密度板。纖維板分為軟質纖維板和中密度纖維板。第15頁,共76頁，2024年2月25日，星期天16軟質纖維板（SB、IB、LDF）的密度不大、物理力學性能不及硬纖維板，主要在建筑工程中用于絕緣、保溫和吸音、隔音等方面。中密度纖維板（MDF）和高密度纖維板（HDF)的幅面大、結構均勻、強度高、尺寸穩(wěn)定變形小易于加工、板邊堅固、表面平整，便于直接膠貼各種飾面涂料和印刷處理，是中高檔家具制作和室內(nèi)裝修的良好材料。第16頁,共76頁，2024年2月25日，星期天17

膠合板

是由木段旋切成單板或由木方刨切成薄木，再用膠粘劑膠合而成的三層或多層的板狀材料，通常用奇數(shù)層單板，并使相鄰層單板的纖維方向互相垂直膠合而成。以木材為主要原料生產(chǎn)的膠合板，由于其結構的合理性和生產(chǎn)過程中的精細加工，可大體上克服木材的缺陷大大改善和提高木材的物理力學性能，膠合板生產(chǎn)是充分合理地利用木材、改善木材性能的一個重要方法。第17頁,共76頁，2024年2月25日，星期天18細木工板細木工板俗稱木工板，細木工板是指用膠合板做覆面板，中間緊密地填充細木條的人造板。細木工板是具有實木板芯的膠合板，也稱實心板。細木工板的結構穩(wěn)定，不易變形，加工性能好，強度高，是木材本色保持最好的優(yōu)質板質，廣泛用于家具生產(chǎn)和室內(nèi)裝飾，尤其適于創(chuàng)作板和坐面板部件以及結構承重構件。第18頁,共76頁，2024年2月25日，星期天19空心板空心板是指用膠合板、平板做覆面板，中間填充一些輕質材料，經(jīng)膠壓制成的一種人造板?？招陌宓姆N類較多，如方格空心板、木條空心板、紙質蜂窩板等。第19頁,共76頁，2024年2月25日，星期天20飾面板飾面板全稱為裝飾單板貼面膠合板，它是將天然木材刨成一定厚度的薄片，黏附于膠合板表面，然后熱壓而成的一種用于室內(nèi)裝修或者家具制造的表面材料。按飾面材料區(qū)分，有天然實木飾面人造板、塑料飾面人造板、紙質飾面人造板等多種類型。

第20頁,共76頁，2024年2月25日，星期天21金屬材料金屬家具指主要部件由金屬所構成。金屬材料是由金屬元素構成，如銅、鐵、金、銀、錫、鋁等。金屬家具優(yōu)勢特點：極具個性風采，色彩選擇豐富、門類品種多樣、具有折疊功能、頗具美學價值、貨品物美價廉。第21頁,共76頁，2024年2月25日，星期天22塑料材料塑料為合成的高分子化合物，可以自由改變形體樣式。塑料具有質輕、堅牢、耐水、耐油、耐蝕性高、色彩佳、成型簡單、生產(chǎn)率高等優(yōu)點。主要特點是易成型，且成型后堅固、穩(wěn)定。塑料品種很多，常用于家具產(chǎn)品的有：玻璃纖維塑料、聚碳酸酯、高密度聚乙烯、泡沫塑料、有機玻璃壓克力樹脂等。第22頁,共76頁，2024年2月25日，星期天23第23頁,共76頁，2024年2月25日，星期天24竹藤材料竹材堅硬、強韌;藤材表面光滑，質地堅韌、富于彈性，且有溫柔淡雅的感覺。紙質材料用紙板或紙制作家具既輕便又便于運輸和拆裝，制作方便，價格低廉。第24頁,共76頁，2024年2月25日，星期天25玻璃材料玻璃材料也是家具設計中常用的一種材料。玻璃可以直接開孔和切割，也可在高溫熔爐內(nèi)加熱后彎曲成型。玻璃是一種晶瑩剔透的人造材料，具有平滑光潔透明的獨特材質美感。石材材料石材是大自然鬼斧神工造化的，具有不同天然色彩的一種質地堅硬的天然材料，給人高檔、厚實、粗獷、自然、耐久的感覺。天然石材的種類很多，在家具中主要使用花崗巖和大理石兩大類。第25頁,共76頁，2024年2月25日，星期天26第26頁,共76頁，2024年2月25日，星期天27家具材料的一般性質

物理特性主要包括密度、孔隙率、吸濕吸水性、導熱性、耐熱耐寒性等。力學特性主要包括強度、彈性和塑性等?；瘜W穩(wěn)定性是指受外界環(huán)境條件作用時，不易發(fā)生化學變化（如腐朽、老化、銹蝕等）的性能。第27頁,共76頁，2024年2月25日，星期天28

裝飾性能

指由材料的質感、色彩紋理以及形狀尺寸所表現(xiàn)出的綜合視覺效果。不同品種的家具材料具有不同的外觀特點和裝飾效果，是構成家具制品具有不同質感的根本原因，也是顯示家具材質美的重要因素（材料語言）。意大利后現(xiàn)代風格家具第28頁,共76頁，2024年2月25日，星期天29家具材料的選擇原則

1.功能協(xié)調性原則

任何家具都是為了一定的功能目的而設計制作。因此功能構成了家具的中心環(huán)節(jié)，是先導，是推動家具發(fā)展的動力。在進行家具設計時，首先應從功能的角度出發(fā)，對設計對象進行分析，由此來決定材料結構和外觀形式。

家具材料應與該家具所承擔的功能相適應，即需要具有一定的強度，能夠承擔該家具所需要的承重載荷，具有相應的強度極限值。第29頁,共76頁，2024年2月25日，星期天30

實木家具中，多采用密度較高、硬度較大的木材作為結構材料，如桌椅、柜類和臥床的腿部支撐件。

板式家具中，也有用實木作為結構件支撐的形式。玻璃茶幾和玻璃柜類家具制造中，常用金屬作為支撐材料，玻璃作臺面材料，可以利用兩者之長，達到更理想的使用效果。

第30頁,共76頁，2024年2月25日，星期天312.裝飾美學性原則

材料自身的裝飾效果與家具設計的風格息息相關。不同材料具有迥然不同的材料語言，其獨特的質地和肌理決定了家具產(chǎn)品的特殊美學效果，家具的材質美決定了作品的自然風韻和特殊藝術感染力。從家具材料選擇的裝飾美學性原則出發(fā)，主要考慮材料的種類、顏色、紋理、透明性等。第31頁,共76頁，2024年2月25日，星期天32

材料種類不同時，則具有不同的內(nèi)在表現(xiàn)力，如：天然木材屬于自然材料，色調柔和、紋理自然、觸感真實，給人親切、舒適、包容的外觀感覺；金屬材料表面光潔，具有突出的堅硬、富于張力的力度感，可以使人產(chǎn)生穩(wěn)定、信任、安全的心理感受；玻璃具有出色的透明性，使人一目了然，其晶瑩剔透的特性，可以使家具制品的空間層次具有延伸和擴大的視覺效果，也可以調節(jié)家具整體和局部的虛實關系；棉麻織物和紡織品則以柔軟和輕盈見長，常給人以溫暖、舒適的感受，非常適宜用于軟體家具的包覆材料。第32頁,共76頁，2024年2月25日，星期天33

特別需要指出的是，家具作品具有不同的風格和流派，因此，家具材料的選擇應與家具設計風格相貼切。例如：中國古典家具的風格崇尚自然，講究天人合一的藝術效果，在家具用材上，多采用一些具有自然風韻的材料，包括木、竹、石、藤、布等；第33頁,共76頁，2024年2月25日，星期天34

塑料及其合成材料具有突出的延展性、熱塑變形性和成型性，并且具有良好的著色性能，但其易老化，易受熱變形，使用壽命和范圍受到限制。第34頁,共76頁，2024年2月25日，星期天35

金屬材料家具加工過程中，要考慮其鍛造性、沖孔性、沖壓性、銑削性等。玻璃材料要考慮到其熱變形性、脆性、硬度等。

第35頁,共76頁，2024年2月25日，星期天363.經(jīng)濟適用性原則

家具材料的經(jīng)濟性包括材料的價格、材料的加工勞動消耗、材料的利用率及材料來源的豐富性。任何家具制品的壽命都非天長地久，需要有少則幾年、多則幾十年的更換周期。因此，合理采用的家具材料應該與其壽命相匹配，即不能因過分考慮耐久性而盲目追求高檔次的材料，也不可為了降低成本而降低材料的質量標準。第36頁,共76頁，2024年2月25日，星期天37家具材料的發(fā)展趨勢

材料對于家具的最大貢獻在于，它賦予了其必不可少的結構強度、適用性或舒適性以及特有的美學觀賞價值。只有掌握了各種新型材料的特點和性能，設計者才能夠真正駕馭材料，并突破現(xiàn)有材料表現(xiàn)能力的局限性，從而打開創(chuàng)新設計理念的大門。縱觀目前家具材料的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，可歸納為：（1）向材料多元化發(fā)展（2）向材料復合化、多功能化、預制化發(fā)展

（3）向材料高性能、高質量發(fā)展（4）向材料綠色化發(fā)展第37頁,共76頁，2024年2月25日，星期天38

家具結構第38頁,共76頁，2024年2月25日，星期天39

家具結構概述結構是指產(chǎn)品或物體各元素之間的構成方式與接合方式。第39頁,共76頁，2024年2月25日，星期天40家具結構設計應遵循如下基本原則

1.材料性原則。

結構設計離不開材料的性能。材料不同，其材料的構成元素、組織結構也不相同，材料的物理、力學性能和加工性能就會有很大的差異，零件之間的接合方式也就表現(xiàn)出各自的特征?，F(xiàn)代家具的結構，木家具以榫卯接合為主，板式家具則以連接件接合為主，金屬家具以焊接、鉚接為主，竹藤家具以紡織、捆綁為主，塑料家具以澆鑄、鉚接為主，玻璃家具以澆鑄、鉚接為主。根據(jù)家具材料，選擇、確定接合方式，是結構設計的有效途徑。第40頁,共76頁，2024年2月25日，星期天412.穩(wěn)定性原則

家具結構設計的主要任務是保證產(chǎn)品在使用過程中牢固穩(wěn)定。家具的屬性之一是使用功能。各種類型的產(chǎn)品在使用過程中，都會受到外力的作用。如果產(chǎn)品不能克服外力的干擾保持其穩(wěn)定性，就會喪失其基本功能。家具結構設計的主要任務就是要根據(jù)產(chǎn)品的受力特征，運用力學原理，合理構建產(chǎn)品的支撐體系，保證產(chǎn)品的正常使用。第41頁,共76頁，2024年2月25日，星期天423.工藝性原則

加工方法是家具產(chǎn)品的技術保障。零部件的生產(chǎn)重要的是接口的加工。接口加工的精度、經(jīng)濟性直接決定了產(chǎn)品的質量和成本。因此，在進行產(chǎn)品的結構設計時，應根據(jù)產(chǎn)品的風格、檔次和企業(yè)的生產(chǎn)條件合理確定接合方式。例如木質家具在工業(yè)革命以前，只能采用榫接合；自從蒸汽技術運用于家具生產(chǎn)后，零部件可以一次成型。不僅簡化了接合方式，而且使產(chǎn)品的造型流暢、簡約。第42頁,共76頁，2024年2月25日，星期天434.裝飾性原則

家具產(chǎn)品的外形裝飾性是由產(chǎn)品的結構所賦予的。如，榫卯接合的框式家具充分體現(xiàn)了線的裝飾藝術；五金連接件接合的板式家具，則在面、體之間變化。再者，連接方式的接口（各種榫、五金連接件等），本身就是一種裝飾件。第43頁,共76頁，2024年2月25日，星期天44家具結構類型1.木質家具結構2.金屬家具結構3.塑料家具結構4.竹藤家具結構5.其他結構形式6.創(chuàng)意材料與結構第44頁,共76頁，2024年2月25日，星期天45木質家具結構

框架結構

框架結構由梁柱構成，它的受力特點在縱橫兩個方向都承受很大的水平力，家具四周是填充物，起圍護和分隔作用，框架結構的特點是能為家具提供靈活的使用空間.是木制家具中的主要結構型式,以榫結合為連接方式,主要用于實木家具.中國傳統(tǒng)家具的結構全是框架結構,并以榫結合連接為主要特征.第45頁,共76頁，2024年2月25日，星期天46榫接合類型

古建木結構中一種常用的連接方式。兩個相接的木構件在連接部位分別制成凸凹形狀，凸出的叫榫頭，凹進的叫（榫眼、榫槽）。將榫頭涂膠后壓入榫眼內(nèi),結合強度高。榫接合有多種類型，分類方式不同，其表現(xiàn)形式也不相同。第46頁,共76頁，2024年2月25日，星期天47第47頁,共76頁，2024年2月25日，星期天481.根據(jù)榫頭與方材本身的關系可分：整體榫、插入榫。整體榫：是直接在方材零件上加工而成的。也包括（直角榫，燕尾榫）插入榫：與零件是分離的，常用的插入榫為圓榫（帶溝，不帶溝）。整體榫（1，2，3）插入榫（4）第48頁,共76頁，2024年2月25日，星期天49⒉按榫頭的形狀分：直角榫、燕尾榫、橢圓榫、圓榫

1.直角榫：現(xiàn)代家具常用榫頭之一，方正直便于加工。第49頁,共76頁，2024年2月25日，星期天502.燕尾榫兩塊平板直角相接，為防止受拉力時脫開，榫頭做成梯臺形。故名“燕尾榫”。用燕尾相錯的方式連結，這樣在豎的方向上連接牢固有力，更能抗橫擊之力。

第50頁,共76頁，2024年2月25日，星期天51第51頁,共76頁，2024年2月25日，星期天523.圓榫插入榫的常用部件，為圓形第52頁,共76頁，2024年2月25日，星期天53⒊按榫頭的數(shù)目分：單榫、雙榫、多榫增加榫頭數(shù)就能增加膠接面積，提高接合強度。一般木框中的方材零件多采用單榫或雙榫接合；如桌、椅的腳架接合。箱框的接合多采用多榫，如木箱、抽屜等。

第53頁,共76頁，2024年2月25日，星期天54⒋根據(jù)榫肩的數(shù)目分；單肩榫、雙肩榫、三肩榫、四肩榫第54頁,共76頁，2024年2月25日，星期天55⒌根據(jù)榫接合后榫頭的側邊能否看到分為:開口榫、半開口榫、閉口榫第55頁,共76頁，2024年2月25日，星期天56⒍根據(jù)榫接合后榫端是否外露可分:明榫(貫通榫)接合與暗榫(不貫通榫)接合明榫接合樣端外露，不美觀，但接合強度大；暗榫正相反。一般家具，為保證其美觀性，多采用暗榫接合。對于要求接合強度較大家具，如沙發(fā)框架、床架、工作臺等多采用明榫接合。

第56頁,共76頁，2024年2月25日，星期天57板式結構

家具由板狀部件連接構成。并由板狀部件承受荷載及傳遞荷重。這種結構簡化了結構和加工工藝，有利于機械化和自動化生產(chǎn)而被廣泛應用。板式家具的結構應分為板部件本身的結構和板部件之間的連接結構。第57頁,共76頁，2024年2月25日，星期天58(一)板結構對板部件的基本要求:1、能承受一定的荷重，有一定的厚度，在裝置連接件時不影響自身的強度，

2、要求板部件平整，不變形，板邊光潔。目前板部件多采用人造板，一般板厚為18—25mm第58頁,共76頁，2024年2月25日，星期天59(二)板的連接結構

板部件之間的連接，依靠緊固件或連接件，采用固定或拆裝的連接方式。板件之間連接必須具有足夠的強度而使家具不產(chǎn)生搖擺、變形，保證門、抽屜等的正常開啟使用。

第59頁,共76頁，2024年2月25日，星期天60第60頁,共76頁，2024年2月25日，星期天61金屬家具的結構按照結構形式的不同特點，金屬家具的基本結構可分為固定式、拆裝式、折疊式、疊積式、插接式和懸掛式等種類。1.固定式結構固定式指通過焊接的形式將各零部件結合在一起此結構受力及穩(wěn)定性較好，有利于造型設計，但表面處理較困難，占用空間大，不便運輸。第61頁,共76頁，2024年2月25日，星期天622.拆裝結構拆裝式是指將產(chǎn)品分成幾個大的部件，部件之間用螺栓、螺釘、螺母連接，有利于包裝運輸。但要求零部件加工精度高，互換性強，如多次拆裝，易磨損連接件而降低牢固性和穩(wěn)定性。第62頁,共76頁，2024年2月25日，星期天633.折疊結構

折疊式又可分為折動式與疊積式家具。常用于桌、椅、床類。主要特點是家具折疊后占用的空間小，便于貯藏，另外也便于運輸、攜帶，適用于經(jīng)常需用功能的場所。如餐廳、會場等，也適用于小面積住宅以節(jié)約使用空間。第63頁,共76頁，2024年2月25日，星期天64折動式家具第64頁,共76頁，2024年2月25日，星期天65疊積式家具第65頁,共76頁，2024年2月25日，星期天66塑料家具結構塑料家具根據(jù)使用要求必須具有足夠的強度塑料制品都是模注塑成型的，為了便于脫模，塑料制品與脫模方向平行的表面應具一定的斜度。塑料家具的結合方法結合方法有：膠接合、螺紋接合、卡式接合、金屬鉚釘接合、加熱鉚釘接合等。第66頁,共76頁，2024年2月25日，星期天67竹藤家具結構竹藤家具的構造可以分為兩部分：骨架和面層。1.骨架竹藤家具的骨架可以采用竹竿或藤條制作，采用木質骨架，也可采用金屬框架作為骨架。骨架的接合方法：彎接法、纏接法、插接法。第67頁,共76頁，2024年2月25日，星期天682.面層竹藤家具的面層，一般采用竹篾、竹片、藤條、芯藤