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楠竹竹片高温高湿弯曲加工工艺研究

郝睿敏  
【摘要】:楠竹竹片具有优异的弯曲能力,是家具和室内装饰中弯曲构件的优良选择。本论文以楠竹竹片材为研究对象,采用微波加热软化、手工弯曲以及热干燥定型处理,实现了竹片的良好弯曲及定型,并对各个工艺阶段主要影响因素进行了探讨研究。研究表明: 1)微波功率、微波处理时间以及试件初含水率对竹片软化效果均有显著影响。随着功率增加,软化效果先增强后减弱。微波功率过小,运动剧烈程度不高,竹片软化不充分;功率过大,则竹片受到一定程度破坏,或水分损失过大导致塑性降低,软化效果不佳。随处理时间增加,软化效果先增强后减弱。微波时间过短,试件温度较低,不能满足所需的软化温度,软化效果不理想;而时间过长,则会引起竹片材性降低以及水分散失严重,导致软化效果减弱。含水率对竹片软化影响表现为,含水率越高,软化效果越好。通过工艺优化得到实验范围内软化工艺的最优组合为,试件初含水率90%,微波功率500W,微波时间240s,处理后试件弹性模量比未经处理材降低了近80%,软化效果优异。 2)不同厚度、有无竹节、弯曲方向为竹青侧受拉还是竹黄侧受拉对竹片弯曲效果均有影响。厚度越小弯曲效果越好,其可以达到的最小弯曲半径越小,故对于弯曲半径要求较高的情况可以选择较薄的竹片。竹节对竹片弯曲影响较大,竹片弯曲时在竹节部位容易发生破损,相较有节试件而言,无节试件可以达到较小的弯曲半径。对于弯曲方向而言,竹青侧受拉的弯曲比竹黄侧受拉更为容易,其可以达到的弯曲半径更小。 3)干燥温度对弯曲件定型效果无显著影响,经过50~90℃干燥处理的弯曲竹片均可以获得良好定型,但考虑到干燥成本和效率,选择干燥温度为70℃的干燥处理较为适宜。试件终含水率对弯曲件定型效果有显著影响,且两者呈正相关关系。试件终含水率越低,弯曲件尺寸稳定性越高,且回弹越小,将弯曲试件干燥至终含水率低于9%时可以获得较好的定型。陈放时间对弯曲件定型效果有显著影响,试验范围内最佳陈放时间为5h。 4)按本研究得到软化和干燥工艺结果对竹片进行处理,5mm厚度竹片在无节情况下竹青侧或竹黄侧受拉可制得的弯曲件最小半径分别为50mm和70mm;有节情况下竹青或竹黄侧受拉可制得的弯曲件最小半径分别为80mm和120mm。


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