淺談人造板結構對稱性
人造板工業(yè)是高效利用木材或其他植物纖維資源、緩解木材供需矛盾的重要 ，也是林業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。在我國實施天然林保護工程后，可供采伐的森林資源嚴重不足，同時在資源結構失衡的情況下，充分利用林業(yè)“剩余物”、“次小薪材”和短周期速生豐產(chǎn)林等資源加速發(fā)展人造板工業(yè)，發(fā)展人造板產(chǎn)品來替代面臨枯竭的大徑級木材，對于調(diào)整森林資源的培育結構，滿足國民經(jīng)濟建設對林產(chǎn)品的不同需求具有不可替代的作用。人造板工業(yè)在我國林產(chǎn)工業(yè)中占有重要地位，人造板產(chǎn)品已被廣泛地應用于家具制造、室內(nèi)外裝飾和建筑等領域。
1 人造板結構對稱性原則
在人造板生產(chǎn)中常強調(diào)“對稱”原則。為了保證人造板產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，一般在結構上都要盡量遵守“對稱”原則，即在人造板對稱中心面兩側的相應層內(nèi)的單元，要求其樹種、厚度、制造方法、紋理方向、含水率等方面均應相同或相近。例如，對于普通膠合板產(chǎn)品就是按“對稱”原則生產(chǎn)的。今年來由于資源條件的變化，北方大多數(shù)膠合板廠所用的原木種類已由原來的全部采用椴木、水曲柳等單一樹種變?yōu)椴坏貌徊捎枚鄻浞N組合使用，但為了保證膠合板產(chǎn)品的穩(wěn)定性，膠合板對稱中心面兩側的相應層內(nèi)的單板其樹種盡管不可能做到完全相同，也應采用材性相近的樹種。
在生產(chǎn)中人造板產(chǎn)品要盡量復合結構對稱原則。生產(chǎn)中常常遇到的木質(zhì)產(chǎn)品的變形問題，許多就是由于產(chǎn)品結構不對稱造成的。例如：在中密度纖維板生產(chǎn)中，熱壓過程也是產(chǎn)品密度建立的過程，中密度纖維板的剖面密度曲線是“馬鞍型”的曲線，即在板材的厚度方向上，兩個表面密度高，中間偏低，同一塊板材在厚度上其表層和芯層的密度存在差別。在中密度纖維板熱壓過程中，如果熱壓機上下熱壓板存在溫度偏差，使中密度纖維板板坯上下兩面的傳熱不均，會導致中密度纖維對稱中心面兩側的上、下兩表層高密度區(qū)域由于膠黏劑固化速度不一致而造成厚度不對稱，由于這種不對稱的結構就會使中密度纖維板易產(chǎn)生翹曲、變形等缺陷。對于刨花板生產(chǎn)，由于刨花板碎料有粗有細，板坯厚度方向的對稱性顯得更為重要，注重刨花板結構的對稱性是防止刨花板變形的關鍵之一。刨花板結構的對稱性要求刨花板的對稱中心平面兩側的相應層內(nèi)刨花的大小、密度、厚度等方向均應相同，這樣當外界濕度和溫度發(fā)生變化時，不會造成刨花板因對稱層內(nèi)容重差異大，在使用過程中吸濕和排濕行為不一致，導致了收縮或膨脹不一致而產(chǎn)生的變形。在刨花板鋪裝過程中，應嚴格控制刨花板的對稱中心平面兩側的對稱性，保證對稱層內(nèi)刨花鋪裝厚度的一致性。在刨花熱壓過程中，應保證熱壓機上下熱壓板溫度的一致性，以使刨花板板坯上下兩面?zhèn)鳠嵋恢?，保證對稱中心面兩側的上、下兩表層高密度區(qū)域厚度對稱。在后續(xù)的運輸過程中，要防止破壞鋪裝板坯在厚度方向上的對稱性，勿使板坯扭曲、拉扯，以免造成刨花板成品因厚度對稱性差而發(fā)生翹曲變形。
人造板產(chǎn)品在加工過程中也應注意其結構對稱性。例如，熱壓后的中密度纖維板如果表面不平整或有預固化層，均會影響板材的性能和表面質(zhì)量，會給下一步的深加工帶來困難。為了得到堅實、平滑的表面和控制產(chǎn)品的厚度公差，需要對中密度纖維板表面進行砂光處理。但在砂光處理時，應注意控制中密度纖維板兩表面的砂光余量，使砂光后的中密度纖維板剖面密度曲線中上下表面對稱，以防止板材因上下表面厚度不一致而導致翹曲、變形。
人造板表面裝飾時也常應用對稱原則。不論采用哪一種人造板做基材，在正面貼了裝飾材料后，破壞了基材原有結構的對稱性，易導致貼面板材變形，因此在對板材平整度要求比較高的情況下，正面貼了裝飾材料的板材，其背面也應貼一層平衡層與與之平衡，以避免結構不對稱而發(fā)生的變形。當基材表面覆貼薄木時，需考慮上下覆貼的薄木厚度和紋理方向的一致性。基材表面覆貼浸漬紙時，應注意上下面覆貼的膠膜紙應匹配，如膠膜紙的克重、使用的膠種、上膠量及其進行性等?；倪M行涂飾加工時，需要注意板件上下表面涂飾量的匹配，防止涂飾板件的變形。
一般家具廠對家具的主要部件如柜門、臺面、床幫等的正面都采用了比較精細的加工工藝，板件由于其正反兩面對空氣中濕氣的吸濕能力不同，吸濕速度不同，而極易造成板件的變形。因此板件在貼面和涂飾加工中一定要注意正反兩面對稱，使其結構對稱、平衡，這是很重要的。
在徑向面竹地板的生產(chǎn)中，也體現(xiàn)了對稱性的應用。徑向面竹地板是將長條竹片在弦向面涂膠沿順紋排列組坯膠合而成，故徑向面竹地板的大表面為徑向面。徑向面竹地板膠合時往往采用竹青面對竹青面，竹黃面對竹黃面進行組坯，以保證徑向面竹地板結構的對稱性，減少徑向面竹地板的橫向變形量。
對于復合木門的生產(chǎn)，在設計復合木門膠合結構是要注意其結構的對稱性，往往將普通木材作為門的骨架，而以材質(zhì)均勻的中密度纖維板覆貼其兩面，注意兩邊中密度纖維板厚度和結構的一致，以免復合門產(chǎn)生翹曲變形。
2 結構不對稱或不完全對稱性舉例
有時考慮到生產(chǎn)成本等原因，人造板的對稱中心面兩側的同以對稱層不對稱或不完全對稱，由于結構上就存在這種不對稱或不完全對稱的因素，產(chǎn)品亦產(chǎn)生變形問題，這就要求在工藝等方面采取措施來消除產(chǎn)品的翹曲變形。例如，常見的三層結構實木復合地板就是這樣一種產(chǎn)品。三層結構實木復合地板的相應對稱層面板和底板結構并非完全對稱，面板厚度一般為
另外，防止三層實木復合地板變形比較有效的辦法還可對底板進行機械處理，在三層實木復合地板的底板上劃出斜刀隙或開槽，使原來地板受溫、濕度影響產(chǎn)生的整體伸縮變?yōu)榫植可炜s，從而達到消除產(chǎn)品變形的目的，斜刀隙或開槽的數(shù)量可根據(jù)實際情況掌握。這種措施在門業(yè)生產(chǎn)中也被廣泛地應用，在門的生產(chǎn)中，為防止門在今后使用中由于含水率變化而發(fā)生變形，在制作過程中木門框往往每隔一定的距離被鋸出溝槽（卸力槽），用以釋放應力，以防止門在今后使用過程中由于環(huán)境變化而發(fā)生扭曲變形。
在生產(chǎn)中為了節(jié)省生產(chǎn)成本等原因，板材裝飾時往往采用單面覆貼裝飾材料，這就破壞了原有基材的對稱性。單面貼裝飾材由于結構不對稱易產(chǎn)生變形，但如果能適當控制工藝條件，也可保證不對稱結構的產(chǎn)品不發(fā)生變形。例如：單面貼面時可inline減少貼面材料的厚度，以減少由于單面貼的裝飾材料結構不對稱而引起的內(nèi)應力；也可適當調(diào)整貼面熱壓機上下壓板的溫度，使得貼面后的板材平直；還可盡量減少貼面處理過程中附加的水分，這就要求所采用的膠黏劑的黏度要高、板坯涂膠之后要有適當?shù)年惢瘯r間，所用材料都必須干燥至平衡含水率以下等措施，這些措施可避免材料復合過程中含水率的劇烈變化；另外，可采用冷壓膠黏劑進行黏接，以減少材料間因熱脹冷縮的差異性而引起的內(nèi)應力，進而減小產(chǎn)品變形。指接板是一種可以充分利用小徑材生產(chǎn)大幅面人造板的產(chǎn)品，如泡桐、杉木、楊木、桉木等等，最近幾年來，已出現(xiàn)不少企業(yè)利用南方速生杉木生產(chǎn)指接板，也形成了一定的市場需求。但由于南方速生杉木，其徑級小、節(jié)子多，材質(zhì)不佳，材性差別大，杉木指接板表面裝飾效果差，產(chǎn)品附加值低。生產(chǎn)企業(yè)嘗試采用天然薄木、人造薄木和旋切（刨切）竹單板對其表面進行單面貼面，以提高其表面的裝飾效果和產(chǎn)品附加值。但由于產(chǎn)品結構的不對稱，易產(chǎn)生變形問題，對杉木指接板的單面貼面中發(fā)生的產(chǎn)品變形問題可通過上述提到的方法來控制解決。