膠合木簡介
膠合木也稱為集成材,是將較小規格的實木鋸材層疊組合,利用固化膠黏劑,按照一定的方向膠合而成的一種工程木產品。
膠合木的強度比鋸材強度高,一個重要原因是板材通過重新組合後,可以將一些導致強度降低的缺陷進行分散,從而提高了構件的強度。通常把規格鋸材經過強度分等,經指接後將彈性模量較高的板材放在膠合木受力較大的外側,中間受力較小處使用彈性模量不高的板材;需要承受較大載荷的膠合木則全部使用彈性模量較高的板材膠合。
一方面,膠合木將鋸材重新組合,改變了鋸材各向異性的特徵,降低了鋸材本身存在的內部應力,改善了木材的使用性能;另一方面,膠合木將不同等級的鋸材集成使用,實現了劣材優用,提高了木材利用率。
膠合木生產設備
用於膠合木國產化生產線的關鍵設備按工藝布置如下:分等機→梳齒機→指接機→雙面刨→淋膠機→拼板機/拼方機→重型四面刨→寬頻砂光機→端面加工設備等,各設備之間通過傳動輥或傳送帶等傳送裝置連線,還包括進料、推料、卸料、堆料等輔助機構。
(1)分等機:採用機械應力分等方法,檢測通道由輥子組合形成,其中由3組輥子組形成3個支點,兩組壓輥分別實現上下面的彎曲變形。通過預先調整兩組壓輥設定合適的形變數,測量出鋸材通過檢測通道時產生的彎曲變形和壓力值。檢測時採用光電感測器控制數據採集並確定檢測範圍,壓力值通過稱重感測器讀取,根據相關標準計算出鋸材彈性模量並分出等級,最後由噴碼系統打出標記,實現強度分級。
(2)指接系統:指接系統包括指榫加工、塗膠、加壓膠合和定長截斷4道工序,主要由梳齒機和指接機組成。梳齒機安裝有多片圓鋸,加工鋸材兩端形成指狀齒形,根據刀軸安裝方式不同可實現水平齒形和垂直齒形的加工。塗膠裝置一種是安裝在梳齒機上,多數採用刷塗或滾塗膠液的方式,另一種是安裝在指接機上,一般採用噴膠的方式。指接機採用氣缸和液壓缸配合方式實現加壓推擠,可將板材無限接長,再由定長截斷鋸進行定長截斷。
(3)雙面刨床:其具有2個刀軸,可同時對工件相對應的兩個表面進行刨削加工,適用於大批量生產,在雙面刨床上加工時能夠保證加工工件獲得所要求的厚度。雙面刨床按其刀軸分布位置可分為平壓刨削系統和壓平刨削系統。
(4)淋膠機:施膠主要有淋膠、噴膠、塗膠三種方式,規格較小的指接材多數採用塗膠的方式,也可採用噴膠方式,為滿足膠合強度,規格較大的板材通常採用淋膠的方式。淋膠機主要由膠液儲蓄罐、動力泵、噴頭、控制系統等組成,能夠實現板材通過時淋膠、離開時停止淋膠的功能且施膠量可調。
(5)拼板機/拼方機:其採用液壓加壓方式,通常能夠自動補壓和自鎖。拼板機一般可以旋轉,以便實現四面、六面、八面等多種形式的膠合木拼接,整機工作占地面積較大,但生產率高,適用於膠合面積大且厚度小的集成材。
拼方機多為固定式,分為立式和臥式兩種,可實現單面或雙面膠合木的拼接,加壓穩定可靠,固化時間長,多用於大型膠合木的膠合。
(6)四面刨床:其有4個基本刀軸,其中2個是水平安裝的刀軸,另外2個是垂直安裝的刀軸,可以利用刀軸加工工件的4個表面,按平面或成型表面加工板材和方材。四面刨床的進給方式都是採用機械進給,生產率高,適用於大批量生產。四面刨床的刀軸最少有4個,最多可達8個,其中4~5個刀軸的套用最多,按刀軸數量、加工工件外形尺寸、進給速度、工具機功率可分為輕型、中型和重型四面刨三種類型。
(7)寬頻砂光機:其由粗砂架、精砂架、壓力規尺、工作檯升降調整機構、進給機構傳動裝置、砂帶往復軸向移動裝置、制動機構等幾大部分組成。
砂削加工時,粗砂帶和精砂帶分別由接觸輥、壓磨器將砂帶壓向工件表面進行砂光;工件放置在履帶上,履帶沿工作檯表面滑動,帶動工件完成進給。
(8)端面加工設備:端面加工主要包括開榫、銑槽、打孔等後續加工工序。用於端面加工的大型加工中心還沒有實現國產化,國內多數使用開榫機、銑槽機或龍門銑床等配合完成,自動化程度較低。
膠合木生產設備套用現狀
我國於20世紀80年代末從國外引進了膠合木生產技術和設備,90年代初國內已有企業開始生產膠合木單機設備。目前已形成以廣東和山東為主輻射全國的膠合木設備生產企業,膠合木生產已基本達到設備國產化,並有部分設備出口到世界各地。集成材拼板設備也從最初的單面、氣動發展到多面、液壓、高頻等規格齊全、品種繁多的狀態。
國產設備與德國、義大利等已開發國家的設備相比還比較落後,主要表現在設備可靠性有待提高、生產自動化程度低、配套使用的設備較少,全自動膠合木生產線在國內還是空白。