塑木復合材料制造技術解析

塑木材料的制造不同于實木材料，也無法完全按照塑料材料的制造思路進行制造。很長一段時間內，塑木材料的發展受技術條件的制約較大，材料的進步和市場需求迫使塑木材料制造技術向前發展。塑木材料制造技術的發展主要體現在板材制造技術、型材/異型材制造技術、連接組裝技術的進步等3個方面

板材制造技術

通常木制材料可按照結構形式分為框式材料、板式材料、曲木材料和異形材料等。從塑木代木的視角來看，將塑木復合材料制造成板、方材就可進一步加工出類似木制材料的塑木材料。塑木板材可用作框式材料的嵌板、面板等圍合材料，也可用作板式材料的側板、隔板、擱板、背板、底板、門板和頂板等。在塑木復合材料尚未被大家熟知的20世紀90年代，人們受其他人造板制造方式的啟發，開始采用壓鑄的方式制造材料預制件，并將預制件組裝成簡易的板式材料。還有人采用熱壓的方法制造塑木板材餐桌桌面，為使板材的強度提升而在板材中間設置由玻璃纖維編織而成的網狀層。伴隨塑木擠出技術產生，本世紀初人們開始將單螺桿擠出機、雙螺桿擠出機與板材模具相結合，用于制造塑木材料板材。為了獲得更為豐富的表面裝飾效果，塑木仿大理石板制造技術、可涂飾塑木材料板制造技術、彩色塑木制造技術等塑木表面裝飾技術均獲得迅速發展。塑木板材因不使用膠黏劑而不會釋放揮發性有機氣體，這是塑木復合材料突出的優勢。然而，為了使塑木板材具有更好的裝飾性而在塑木板材表面進行貼面，又容易引入膠黏劑及揮發性氣體。近年來研發的無需施加膠黏劑就可以制得單板貼面塑木復合板材的方法，在改進使用這種塑木板材的材料表面質量的同時，可使制造的材料在室內使用中無甲醛等有害氣體釋放。與此同時，與塑木板材制造技術相配合的板材封邊、包邊、包覆技術也獲得了迅速發展，塑木材料邊角部不美觀或者強度不高的問題得到改善。但同時需要注意的是，當前的塑木復合材料通常需要借助大型專用設備才能進行加工，其加工靈活性不高，應進一步加以改進。

型材/異型材制造技術

塑木擠出成型技術被廣泛用于型材的制造，塑木型材主要可用于制造材料的腿足、柜檐、裝飾邊、門板框等?；跀D出成型的加工方式，塑木材料型材可獲得較高的生產效率，當前塑木型材的制造技術已經比較成熟。通過為型材設計不同的型腔，并對口模進行設計和改進，便可生產出具有不同造型和滿足不同需求的材料型材。目前塑木型材制造技術的研發主要集中在配方改進、材料流變性、模具尺寸、工藝參數、型腔設計等方面。塑木異型材主要可用于制造材料的靠背、腿足、床頭板及鏡框等，尤其適合制造具有巴洛克藝術風格的材料制品。塑木材料異型材可采用模壓或者注塑的方式制造。模壓成型時先將塑木復合材料放入模具型腔中，閉合模具，在熱量或壓力的作用下使材料發生性狀變化，在模具內塑造出與模具形狀吻合的造型。利用這一成型方式可以制造出有機曲面，并可一次性加工出表面的花紋肌理等。注塑工藝是將熔融的塑木復合材料用高壓射入模具腔體，經冷卻、脫模后制成與模具形狀吻合的制品。采用注塑工藝可以獲得富有變化的制品造型，不僅可以用于制造完整的材料，更適合用于制造具有復雜表面的材料部件。然而，由于塑木熔體的流動性明顯低于同質塑料，塑木異型材的注塑成型甚至模壓成型難度較大，需要進一步加強研發。為了改進塑木型材及異型材的力學性能和耐久性，研究者們采用了嵌入加強筋、塑木包覆實木芯等方式，使塑木型材和異型材的性能得到提升，更適合于材料制造。此外，塑木浮雕雕花技術、激光燒結技術3D打印技術也可用于制造材料異型材，尤其適合用于制造精美的材料裝飾件。但目前基于激光燒結和3D打印技術的異型材制造成本較高，在材料制造業大規模應用還較為困難。

連接組裝技術

塑木材料的結構連接與裝配是制造中值得關注的重要問題。材料裝配需要考慮材料的牢固性、可拆裝性和安裝效率等。材料結構連接包括塑木材料部件間的固定式連接、活動式連接，以及塑木材料部件與其他材料部件的連接等。在材料的結構連接中除考慮材料的功能性需要、使用場所和受力情況外，還需關注材料的握釘力、支撐跨距、黏彈性和蠕變等性能。不同塑木復合材料其力學指標有明顯的區別，需根據不同材料采用不同的連接方式和結構處理方式。一方面，在實木材料和板式材料中適用的榫接、釘連接、鉚接、連接件連接、偏心連接等方式在塑木材料制造領域可以部分適用。另一方面，適應塑木復合材料的特性開發高性能的焊接、膠接、插接、螺旋式連接、拉掛式連接以及新型活動連接方式十分必要。

關于塑木復合材料的機械連接、膠接、焊接、多種方式的復合連接等方面的研究進展，也值得關注。研究表明，環氧樹脂膠黏劑、丙烯酸酯膠黏劑較適合塑木材料的膠接，塑木熔焊復合連接技術等適合在門窗等材料制品中進行應用。為方便塑木材料進行組裝，有企業開發出塑木材料組裝專用的螺釘、連接件等，還有企業利用塑木型材的特殊型腔、塑木板材的高強度特性等設計出可以進行插接結合的各式材料。但也應當看到，現有塑木型材的連接技術還缺乏通用性，輕質發泡、輕質夾層塑木板材的連接技術研發有待加強。