木材概论
按:木材属于纤维特性的自然材料,数量极大,性能价格特征又有很大不同,从普通人的角度来说,接触到的木材都是经过涂装饰面的材料,很少有机会接触的毛坯状态,更不用了解他的硬度,加工特性和气味等特征。就连职业的木工,接触到的材料也很有限,所以从广谱的角度来说,确实很难获取真实而全面的信息。

一、木与材
关于木的研究,从石器时代人类就从未停下脚步,我们探究木的使用性能,设计木的框架结构,分析微观下的细胞构成,了解木的生态分布,收集木的种类资料,创新木的加工技术,作为一门知识庞杂的学科,木有太多的知识供我们学习。我们需要了解木性,顺应木性,驾驭木性,我们手中的木器作品才能经受时间的考验,成为一件成品。可是木材的种类实在太多,人类曾经开展过一次针对全球植物种类的研究,其调查结果给出了相关参考数据。按照林业计数标准,已知世界树木种类以达到60065种,其中中国就有8000多种树木。同一种树木,不同产地,会有不同的名称,产生不同的特性。而对同种树木,相同产地,也会因为不同的生长阶段,自然因素,甚至自身生长情况,乃至结不结果实,都会产生不同的巴结,木性和纹理变化。这种变化对后续的木器加工方法选择,会有一定影响和技术要求。同时在木材的鉴别和性能了解上也增加了一定难度。因此,关于木材知识的学习不光是木工系统学习的一个必修课,也是其中的学习难点。
需要了解的是“木”并不等于“材”,“木”是指树木,源于生命的自然发展,处于自然的生命状态,而“材”需要人的加工处理,是木器加工的前段原材料。“材”源于“木”,而“木”要成“材”方能为我们所用。我们不需要了解全部树木的种类和特性,那是一个相当庞大的工程。我们只需要了解实际应用中,能够做家具或直接应用于生活的木材,而这些仅以百为计量单位就足够了。可是并不是所有的“木”都能成“材”,只有能用实用的经济树木才是我们加工处理对象,而珍贵稀少的濒危树木是我们需要保护和呵护的,作为一个现代木工,我们应该秉承对自然的责任感,珍惜自然对我们的馈赠,按需制材。为此我们需要熟知成材树木应满足的几个特征:
1、大规模的持续供应。
2、有较好的应用特点,如,纹理美观、生长经济性好等。
3、具有符合实际应用的物理性能,如油漆表现力、握钉力、变形相对较小等。
二、木材的烘干
木材烘干环节是木材加工至关重要的初始环节,不经过干燥处理的木材,是无法用来进行木器加工和家具制作的。不管是用传统烘干方法,还是通过现代大型烘干厂加工,木材烘干处理后的平衡含水率都需要控制在20%以下,其中适合家具制作的含水率范围为12—14%。其目的在于预防木材的腐朽变质,调节木材含水率与使用用环境的适应程度,进而防止变形开裂。同时,木材当中的虫卵也会在烘干过程中被杀死,相比通过晾干方式干燥的木材,可以避免后期木材生虫的棘手问题。经过烘干处理的木材,在力学强度和物理性能方面也有显著提高,而且木材水分的减少间接减轻木材的重量节约一定经济成本,从而更加说明烘干环节的必要性。还需要了解的是,木材不仅在未经烘干时容易开裂,在烘干过程中也是极易开裂的,需要考虑木材的稳定性和加工所需的干燥度,因此不管是何种烘干方法,它的技术要求都不简单。
然而,困扰现代烘干技术的主要难题是烘干周期太长。尽管现代木材烘干周期相较于传统干燥周期有所缩短,但依旧需要不短的时间。一般一英寸厚的木材需要在40天以上才能烘干,而两英寸厚的木材则需要90天以上。除了木材的厚薄作为主要制约因素外,木材的长短和种类,也对烘干周期产生一定程度的影响。
三、木材的切割
木材的切割是对烘干材的进一步加工,通过这一环节,干燥后的原木会变成可以供我们进行精细木工加工的锯材。在木材切割环节,需要注意原木的内部结构和纹理排列是相对固定的,由于切法不同,会显现不同木材纹理,同时相应的物理性能也会有所不同,有的还会对木材日后形变产生较大影响。对此我们需要进行简单了解,便于我们选购合适的锯材进行后续加工。
这里会介绍常见的四种切割方法:
1、 弦切法
弦切的切割方法是顺着树干主轴或木材纹理方向,垂直于树干断面的半径所锯切。
弦切的优点是操作最为简单,损耗最低,最具成本效益,因此最为便宜。其锯出的木板宽,会有“大花纹”“山水纹理”等等这些好看的木纹,所以市面上大多实木家具都是弦切板。
弦切的缺点是加工后的锯材容易变形,由于其收缩膨胀系数较大,一般是刻切或径切的1.5~2倍,容易出现卷翘或扭曲的变形现象,在后期加工中是需要注意的。
2、 径切法
径切的切割方法是将木桩切割成四部分后再进行锯切,其中远离心材的部分称为径切木板。径切木板多为直纹,性质稳定,截面与年轮夹角为30-60度。
径切的优点是稳定性高,直纹为主,价格较适中。
径切的缺点是耗工时,耗材料。
3、 刻切法
刻切的切割方法是先将木材切成四等份,再将每个部分进行割锯,这些接近心材的木板便称为刻切木板。一般年轮与板面夹角处于60-90度,所得的木板纹理通直,常有优美的虎斑木纹(木髓纹斑)。
刻切的优点表现在稳定性最强,变形是几种切法中最小的。
刻切的缺点是耗工时,耗材料,是几种切法中最高的,价格也是最贵的。
1、 旋切法
旋切的切割方法是顺着垂直于树干截面的木材纹理方向进行锯切,像削苹果皮一样将木材切割开,然后通过人工方法将其压平以备使用。其常用于木皮制作,薄板、软木类的材料加工,日常生活中实木复合地板表面的木皮一般都通过旋切得来的。
旋切的优势在于纹理经常呈现“大波浪”、“山水纹”等美丽木纹,花纹较多、立体感强。
旋切的缺点在于木材通常具有记忆特性,会自动回复到卷曲的状态,因此实木复合地板的表面相对容易变形。