[科普中国]-实木弯曲

实木弯曲是指通过对木材的软化处理和加压，使木材弯曲成型的一种方法。用这种方法制得的曲线型零件，线条自然流畅、形态美观、强度好、省工省料，并能保留木材丰富的天然纹理和色泽，因而在现实生产中应用较广。1

简述木材是有弹性的，在正常受力范围内，木材可弯曲，应力消除即恢复原形态；如超出应力极限，即发生永久性变形且纤维分裂。常用小半径弯曲木材的方法，是将木材通过蒸汽，沸水蒸煮或埋如热砂之中改变其纤维特性，增加木材的伸缩性，并及时将其固定在夹具之中，直至纤维冷却并干燥后即定型。

人们在很早以前就用火烤法来弯曲木材，但受到树种和弯曲半径的限制，远不能满足人们的需要，自1830年米吉尔索尼特(Michel Thonet)发明了蒸煮软化术材弯曲的方法以后，木材弯曲技术有了很大的发展。最近一些年，人们在木材弯曲性能和树种、木材软化技术和干燥定型方法等方面做了许多研究，取得了不少的进展。1

原理在常态下可塑性很小，直接进行弯曲加工形成凸面受拉伸凹面受压缩，当拉伸应变达到1%左右时，拉伸面纤维被拉断破坏，压缩面会产生皱折，因而难以获得要求的弯曲曲率半径。

欲弯成要求的弯曲曲率半径，应提高被弯材料外侧拉伸面允许的拉伸应变值，采用蒸煮等软化处理方法，可使木材的塑性增大，使受拉一侧的允许拉伸应变增加到1.5%～2%左右，且受压面的允许压缩应变获得很大的提高，达到30%～35%。虽压缩面具有较大的允许应变，但因受拉面允许应变最大不能超过1.5%～2%，使弯曲曲率半径仍受到很大的限制。为了既保证在材料弯曲时拉伸面应变不超过允许值，不被拉断，又能充分利用受压面较大的压缩应变值。因而，除采用软化处理外，在木料弯曲时的受拉面外侧，再覆贴上一条金属带，木料的两端顶住端挡块，使其与金属带构成一整体一起进行弯曲，采用金属带可较大地承受弯曲时拉伸面所受到的拉力，使中性层向凸面方向转移，以减少受拉一侧的拉伸应变和充分利用受压一侧较大的允许压缩应变，将直木料弯曲到所需的弯曲程度。

由以上弯曲原理得出，欲将直木料弯成所要求的曲率半径，可采取以下两项措施：

①将实木料经软化处理，提高其塑性。

②采用0.2～2.5mm的不锈钢带或铝合金带等金属带紧贴于被弯材料的受拉面，使构成一整体后再进行弯曲。2

材料要求选用塑性较大易于进行弯曲加工的树种，其中阔叶树材优于针叶树材，常用的树种有榆木(以大果榆为佳)、水曲柳、柞木、白蜡树、栎木、山核桃、山毛榉等。弯曲用料的要求如下：

1、取材部位：树干通直的树木，直径40～60cm，取用材质好强度大的边材部分。

2、材质：纹理通直，无节子、腐朽、夹皮、交错纹理及斜纹理等缺陷，并具一定冲击韧性。

3、纹理方向：径向或弦向纹理，但弦向材弯曲时的破损率高于径向材。

3、含水率：应控制在纤维饱和点以下，通常不超过30%。含水率过低会引起拉伸面破坏，而过高．压缩面会产生严重皱褶，并弯曲后干燥时间延长直料加工质量锯解成的直毛料纤维方向与毛料轴线的偏角不应超过5°～10°，毛料经刨削加工，使厚度均，表面光洁。2

改善措施软阔叶树种和针叶树种木材的弯曲性能比硬阔叶树材差，这是由于这些树种的木射线细而少，使早晚材间的结合力弱。当顺纹受压缩时，晚材部分在产生很小轴向变形下，迅速失去稳定性。同时在受压凹 差，这是由于这些树种的木射线细而少，使早晚材间的结合分在产生很小轴向变形下，迅速失去稳定性。同时在受压凹面上，纵向纤维常因不均匀压缩而产生较大的皱褶，影响到弯曲后零部件的内侧表面质量。为改善这些树种的弯曲性能，提高弯曲质量，可以采用表面带有细齿的模具，并在进行弯曲同时对受拉伸面作加压的方法进行弯曲作业。使木材弯曲时，通过加压将受拉凸面的木材层纤维压密实，从而提高外层木材的抗拉强度，而另一方面，受压缩面在沿着细齿模具表面进行弯曲成型时，使该面上所产生的皱褶呈有规律的分布，以达到满足所需曲率半径的目的，弯曲后的毛料在干燥定型后，再通过铣削方式，将细皱褶除去，以获得光洁的内外表面。此种加工方法，在配制弯曲前的直毛料时，应适当增加厚度上的加工余量和压缩余量。2

本词条内容贡献者为:

杨晓红 - 副教授 - 西南大学