專利名稱：空芯木質(zhì)集成柱生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于木材加工技術(shù)，是用小徑材膠合模壓成空芯柱形集成材的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
早年的林地破壞和近年的森林保護(hù)，使大徑材的原料日缺，而建筑業(yè)等行業(yè)，往往需用直徑較大的立柱，彌補(bǔ)此缺，開劈新的途徑來生產(chǎn)直徑較大的立柱的問題，已成為有志者的攻克課題。CN01241945.1公開了劉志坤先生的“連續(xù)型空心圓柱繞制機(jī)”的設(shè)備專利，是用單板帶作原料在該設(shè)備上按螺旋走向式連續(xù)緾繞中膠合，達(dá)到一定壁厚時(shí)，制成空心圓柱。目前單板帶的制作木，還停留在用大徑材的階段，單板帶的原料來源有困難，另外，既然用單板帶作原料，而且該帶應(yīng)有一定的長(zhǎng)度，則只能從適于旋切單板的木材中選用，如我國(guó)分布很廣的速生杉木就不能作單板帶的旋切材，木材種類的選擇面較窄。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述局限性，本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)出一種可廣泛用各種木材的小徑材、枝梢等作原料來生產(chǎn)空芯木質(zhì)集成柱的方法。
本發(fā)明可以用如下步驟來實(shí)現(xiàn)A、設(shè)定集成柱的形狀、大小、長(zhǎng)度；
B、按設(shè)定集成柱的形狀、大小或弧度，及所采用小徑材直徑大小，計(jì)算出集成柱所需梯形木條或類梯形木條或扇面形木條的條數(shù)、腰的長(zhǎng)度和斜率；C、在擬采用的小徑材中選取較通直、缺陷少的木材后，按設(shè)定集成柱的長(zhǎng)度截長(zhǎng)；D、將選取的小徑材鋸分、干燥；E、按計(jì)算出的梯形木條或類梯形木條或扇面形木條的條數(shù)、弧度、腰的長(zhǎng)度和斜率，在鋸床和刨床上加工內(nèi)周、外周的平面或弧面和兩腰的斜面；F、在兩腰面上施膠；G、選模與組坯；H、模壓；I、固化和靜置。


圖1為采用本發(fā)明生產(chǎn)的集成柱結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2-4為幾種集成柱橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明下面將結(jié)合實(shí)施例并參照附圖予以進(jìn)一步詳述A、所謂集成柱的“形狀”，主要有三棱形空芯柱、四棱形空芯柱、多棱形空芯柱(如圖2為六棱形空芯柱)、圓柱形空心柱(如圖1、3、4所示)。所謂“大小”，圓柱形指外徑大小，多棱形指相應(yīng)多邊形的外接圓直徑大小，或者可按柱的橫截面積論大小。長(zhǎng)度可在300-4000mm中選定。
B、計(jì)算是本方法的重要步驟?？蓪⒃O(shè)定的集成柱的橫截面圖形，不管是多邊形還是圓形，依照都按同樣大小及形狀畫在紙上，運(yùn)用計(jì)算或測(cè)量的方法計(jì)算或測(cè)量出合圍該集成柱所用的梯形或類梯形或扇面形(統(tǒng)稱基本組成單元2)的木條的數(shù)目、尺寸、斜率、弧度并記錄在冊(cè)。例如附圖2，梯形木條的上底4、下底3、兩腰1長(zhǎng)度及斜率由計(jì)算或測(cè)量可知。
步驟C、D已敘述明白，不再細(xì)述。步驟E的相關(guān)內(nèi)容在B中已作介紹。如果內(nèi)、外周為弧面的，即所謂的扇面形(如圖1、4所示)，則都需圓刨加工。若只需外周有弧面的，即所謂的類梯形(如圖3所示)，只需在外周用圓刨加工。
F、施膠只在腰1的面上進(jìn)行，因此兩腰之間有膠粘劑層5，用熱壓的施上熱壓用膠；用冷壓的施冷壓用膠；G、選模是根據(jù)制作集成柱的形狀、規(guī)格、尺寸，選與其匹配的上、下模和芯膜。組坯在模具中進(jìn)行，上模及下模合攏后的內(nèi)腔呈圓管狀或多棱管狀，以適應(yīng)不同柱形集成柱膜壓的需要。這上模與下模合成為外模，尚需一條與所制集成柱空芯部分的形狀、大小、長(zhǎng)短相匹配的芯模。組坯時(shí)打開上、下模，將施好膠的梯形或類梯形或扇面形木條的少于半數(shù)的木條鋪在下模上，再在鋪好的木條上放上芯膜，然后將其余的木條圍著芯模鋪完后合上上模并固定，再放入壓機(jī)輕壓后抽出芯膜，再用約1-3Mpa的壓力模壓1-4小時(shí)，連固定的上下模一起撤出壓機(jī)，置于一旁靜置。
H、模壓中的模子已作了前述，壓機(jī)應(yīng)選用由多缸單排并上、下、左、右對(duì)應(yīng)分布的壓機(jī)，這種壓機(jī)可壓制長(zhǎng)條形制品，壓力均勻。
I、固化。因不同膠粘劑有不同的固化時(shí)間，這還關(guān)系到冷壓還是熱壓的問題，應(yīng)根據(jù)柱壁厚度、集成柱的應(yīng)用環(huán)境、膠粘劑品種、生產(chǎn)成本來選定。無論熱壓還是冷壓，為消除內(nèi)應(yīng)力，固化完成后應(yīng)靜置一段時(shí)間。
實(shí)施例1制作外徑為300mm，內(nèi)徑為200mm、長(zhǎng)度為4000mm的圓柱形空芯集成柱。
先畫直徑為300mm和直徑為200mm的兩個(gè)同心圓，如需八根扇面形木條合圍而成，則將兩同心圓的圓周八等分，并將八個(gè)等分點(diǎn)與圓心相連，則兩圓周之間的距離為扇面形的腰長(zhǎng)，斜率和弧度均可直接計(jì)算或量出，按此數(shù)據(jù)和4000mm的定長(zhǎng)，鋸、刨出八根相同規(guī)格尺寸的扇面形木條，經(jīng)涂環(huán)氧樹脂膠，放入同規(guī)格尺寸的模中組坯，在具有1-3Mpa壓力的適于壓長(zhǎng)條形制品的壓機(jī)中經(jīng)過輕壓、抽芯模、正式模壓(冷壓)后，固化2-4小時(shí)后靜置一段時(shí)間，即成為如圖1、4中所示的產(chǎn)品。
實(shí)施例2，制作對(duì)應(yīng)的外接圓直徑為300mm、空芯處對(duì)應(yīng)的外接圓直徑為200mm、長(zhǎng)為3000mm的六棱形空芯集成柱。
在紙上畫兩個(gè)六面形圖，其中心點(diǎn)重合，外六面形的外接圓直徑為300mm，內(nèi)六面形的外接圓直徑為200mm，將兩六面形的六個(gè)角與重合中心點(diǎn)之間畫連線，便將整個(gè)六面形等分成六塊梯形，下底3組成柱的外周，上底4組成柱的內(nèi)周，從圖紙上可直接量出六個(gè)梯形的上、下底長(zhǎng)度、兩腰1的長(zhǎng)度和斜率，根據(jù)這些數(shù)據(jù)和3000mm的定長(zhǎng)，用選取的小徑材制成六條規(guī)格尺寸完全相同的六條梯形木條，再在兩腰1面上施膠，如熱壓用的三聚氰胺樹脂膠，在模具中組坯，經(jīng)過輕壓、抽芯模、正式模壓、在120-130℃中熱壓2.5-3小時(shí)，固化后靜置24小時(shí)以上即成為六棱形空芯柱，如圖2所示。
實(shí)施例3，制作外徑為300mm、空芯處的外接圓直徑為200mm、長(zhǎng)度為3500mm的外圓中空部六棱的集成柱。
在紙上畫直徑為300mm的圓，再在該圓內(nèi)畫一個(gè)六邊形，圓心與該六邊形的中心點(diǎn)重合，將圓心與六邊形六個(gè)交角連線并延長(zhǎng)至外圓的圓周上，則圓周與六邊形的周邊之間等分成六塊類梯形，量出其中一塊類梯形的下底3(外弧線)、上底4、腰1的長(zhǎng)度，再量出圓弧的弧度和兩腰1的斜率，如實(shí)施例1、2一樣的后續(xù)方法制成外圓中空部為六棱形的集成柱，如圖3所示。
集成柱的外形為橢圓形的也可用上述方法制得，較短的小徑材可指接后再做成長(zhǎng)的基本組成單元2的木條。
上述三個(gè)實(shí)施例中，選用冷壓還是熱壓，應(yīng)以柱在戶外應(yīng)用還是室內(nèi)應(yīng)用，柱壁厚度大小、用何種膠粘劑、固化時(shí)間長(zhǎng)短、制作成本高低來統(tǒng)籌考慮而定。
集成柱的外形為橢圓形的也可用上述方法制得，小徑級(jí)材較短的可指接后再做成長(zhǎng)的梯形或類梯形或扇面形木條。
上述三項(xiàng)實(shí)施例中都將集成柱的外徑(或該多邊形的外接圓直徑)設(shè)為300mm，內(nèi)徑(或多邊形的外接圓直徑)設(shè)定為200mm，這有利于上、下模的通用，用圓管形內(nèi)腔壓制多邊形棱柱時(shí)，可考慮中間加與棱數(shù)相等數(shù)目的橫截面為D字形的長(zhǎng)襯條，以使壓力均勻。為流水線生產(chǎn)、合圍成同一個(gè)柱的梯形(類梯形、扇面形)的各尺寸、斜率等應(yīng)相同為好。
如果制作的集成柱是直徑小、長(zhǎng)度也不大的，則模具可采用多條集成柱一次壓成的形式，壓機(jī)也可用常用壓機(jī)。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)，具有可用小徑材、枝梢等作原料，有利用小材作大材，用廢料作好料，原料木材的選擇范圍廣泛等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種空芯木質(zhì)集成柱生產(chǎn)方法，其特征是依如下步驟生產(chǎn)A、設(shè)定集成柱的形狀、大小、長(zhǎng)度；B、按設(shè)定集成柱的形狀、大小或弧度，及所采用小徑材直徑大小，計(jì)算出集成柱所需梯形木條或類梯形木條或扇面形木條的條數(shù)、上下底的長(zhǎng)度或弧度、腰的長(zhǎng)度和斜率；C、在擬采用的小徑材中選取較通直、缺陷少的木材后，按設(shè)定集成柱的長(zhǎng)度截長(zhǎng)；D、將選取的小徑材鋸分、干燥；E、按計(jì)算出的梯形木條或類梯形木條或扇面形木條的條數(shù)、底長(zhǎng)或弧度、腰的長(zhǎng)度和斜率，在鋸床和刨床上加工內(nèi)周、外周的平面和/或弧面和兩腰的斜面；F、在兩腰面上施膠；G、選模與組坯；H、模壓；I、固化和靜置。
全文摘要
一種空芯木質(zhì)集成柱生產(chǎn)方法，按下列步驟生產(chǎn)A.定集成柱形狀、規(guī)格。B.計(jì)算所需原料的數(shù)目、規(guī)格、尺寸。C.選取適用的小徑材。D.鋸分選取的小徑材后干燥。E.鋸、刨小徑材原料，制成符合計(jì)算要求的梯形(類梯形、扇面形)木條。F.兩腰上施膠。G.選模與組坯。H.模壓。I.固化和靜置。用上述步驟制成的空芯木質(zhì)集成柱，可廣泛應(yīng)用到各建筑業(yè)中作立柱等。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)，具有可用小徑材、枝梢、木材加工剩余物等作原料，有利用小材作大材，用廢料作好料，原料木材的選擇范圍廣泛等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B27N5/00GK1803425SQ20061000652
公開日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2006年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月10日
發(fā)明者俞友明 申請(qǐng)人:浙江林學(xué)院