实木表层自然纹理生产工艺及装置.pdf

本发明是一种实木表层自然纹理生产工艺及装置，它是用旋转的钢丝束在实木上进行刷、刮，磨、击打，使木板表面受到刮擦损伤，然后用风动喷砂设备对创面进行均匀的喷砂处理，将毛糙的表面清理；最后用软金属棉清光轮对已经处理的创面进行磨刷处理，得到光洁的具有自然纹理的实木材料；与现有技术相比：本发明具有操作安全、简便、科学的特点，使用不同质地、质量的木质材料生产不同性能的材料，能够满足市场各种需求；得到的产品在其实木表面有自然纹理；可以根据需要着色，成为仿古材料或其他需要的材料。

1、  实木表层自然纹理生产工艺，其特征在于：用旋转的钢丝束在实木上进行刷、刮，磨、击打，使木板表面受到刮擦损伤，旋转的钢丝束与实木相互运动、实木表面的创面深度为0.1-4mm，然后用风动喷砂设备对创面进行均匀的喷砂处理，将毛糙的表面清理；最后用软质金属棉清光轮对已经处理的创面进行磨刷处理，得到具有自然纹理的实木材料。

2、  按照权利要求1所述的实木表层自然纹理生产工艺，其特征在于：按照木料品种的密度来确定旋转的钢丝束钢丝直经的大小和旋转的钢丝束与实木相互运动的速度，在木材含水率为8-14％、检测木材的密度为0.3g/cm³-0.8g/cm³时，钢丝的直经为0.6-3mm，木料移动速度为每分钟4-15m。

3、  按照权利要求1或2所述的实木表层自然纹理生产工艺，其特征在于：对杉木、泡桐、白杨等密度为0.3g/cm³-0.45g/cm³的木料在进行表层处理时，钢丝的直经为0.6-1.5mm，木料移动速度在每分钟8-15m，使处理的木质表层创面深度保持在1-4mm之间。

4、  按照权利要求1或2所述的实木表层自然纹理生产工艺，其特征在于：对紫木、楠木、樟木等密度为0.42g/cm³-0.64g/cm³的木料进行表层处理时，钢丝的直经为1-2mm，木料移动速度为每分钟6-12m，使处理的木质表层创面深度保持在1-3mm之间。

5、  按照权利要求1或2所述的实木表层自然纹理生产工艺，其特征在于：对榉木、水曲柳、檀木等密度为0.53g/cm³-0.76g/cm³的木料进行表层处理时，钢丝的直经为2-3mm，木料移动速度在每分钟4-8m之间，使处理的木质表层创面深度保持在0.3-2mm之间。

6、  按照权利要求1所述的实木表层自然纹理生产工艺，其特征在于：用风动喷砂设备对创面进行均匀的喷砂处理，将毛糙的表面清理时可以用风动砂枪，使用400-800#的砂粒，风动喷砂设备的移动速度为每分钟5-8m、进砂量每小时0.04-0.08M³，风压5-9kg/m²。

7、  按照权利要求1所述的实木表层自然纹理生产工艺，其特征在于：用纤维丝轮来代替软质金属棉清光轮对木质表层进行清光处理。

8、  如权利要求1-7所述的实木表层自然纹理生产装置，其特征在于：设备基座(1)上安装加工装置(2)，两个设备基座(1)中间下部设置有行车轨道(3)，行车轨道(3)上放置有有轨调速行车(4)；加工装置(2)这样构成：旋转钢丝轮(5)的两端安装在轴承座(6)上，其中一端连接传动轮(7)，传动轮(7)连接电动机(8)，有轨调速行车(4)上有工作台板(10)。

9、  按照权利要求8所述的实木表层自然纹理生产装置，其特征在于：旋转钢丝轮(5)这样构成：逐一用软垫(11)将弹簧钢丝(12)的锚固段均朝一个方向沿环状、均匀的固定住，然后再逐一用硬垫片(13)将软垫(11)夹紧，最后将已组装好的带有弹簧钢丝(12)的硬垫片(13)逐一套装在钢丝轮轴(14)上，钢丝轮轴(14)的两端用固定件(15)锁紧、固定，最后将其两端安装在轴承座(6)上。

10、  按照权利要求9所述的实木表层自然纹理生产装置，其特征在于：弹簧钢丝(12)的直径为：0.6-3mm、形状是这样的：AB段为击打、刷刮工作直线段、BC段为回弹工作弯曲段、CD段为锚固段。

11、  按照权利要求8所述的实木表层自然纹理生产装置，其特征在于：有轨调速行车(4)上安装有一个机械升降装置(9)，机械升降装置(9)连接工作台板(10)，机械升降装置(9)连接机械控制柄(16)。

12、  按照权利要求8所述的实木表层自然纹理生产装置，其特征在于：在设备基座(1)上安装有保护罩(17)、保护罩(17)围住加工装置(2)。

13、  按照权利要求3所述的实木表层自然纹理生产装置，其特征在于：旋转钢丝轮(5)可以是分解制作、组装，也可以是根据材料宽度的需要定型整体制作。

实木表层自然纹理生产工艺及装置
技术领域：本发明是一种实木表层自然纹理生产工艺及装置，属于对木板进行加工的工艺及加工需要的装置。
背景技术：中国专利公报021607184号公开了“一种火烧板仿古木雕的制作工艺”，它的主要制作工艺是：将特定的木材锯开成板之后，烘干、平整，然后用喷灯向木板表面喷烧，再用铁刷在被喷烧的部位进行来回的打磨，直至去掉火烧黑色炭，再进行一些净化的处理这样可以得到表面如同仿古木雕的板材；由于现阶段这种板材的需求量比较大，所以这种方法能够比较快速的将木板处理成需要的材料；满足市场的需求；但是本申请人发现，该技术存在一些缺陷：首先它必须使用特定的美国杉木作为生产原料；实际上这种原料取材不易、成本相对比较高，难于满足需要；比如：用来制成仿古建筑物或者用来修复某个古建筑物时，就会受到材料的制约；由于该工艺限制了材料的使用范围实际上还是有一定缺憾的；第二：这种工艺需要将板材烘干后用火喷烧；这样就存在一个在生产过程中能否安全生产的问题；第三：这种方法比较复杂；工艺难于控制，得到的产品质量不好控制，由于板材质地不同、喷灯燃烧温度、喷灯口到木板板面的距离、火焰温度等等都是影响制成品质量的因素，而该申请中并看不出如何科学的操作、控制，所以这些设备、技术不能科学控制，只能靠人工观察、控制。
发明内容：本发明的目的在于：提供一种实木表层自然纹理生产工艺及装置，这种工艺最大的特点是：可以使用不同的木质材料，工艺中不使用易燃的方法，同时工艺指标用设备来进行保证，具有可控性。
本发明是这样实现的：所有的实木体都有年轮，年轮圈上的木质较硬，年轮之间的木质较软，利用木质的软、硬之差进行物理处理。此生产工艺是：用旋转的钢丝束在实木上进行刷、刮，磨、击打，使木板表面受到刮擦损伤，旋转的钢丝束与实木相互运动，创面深度为0.1-4mm，然后用风动喷砂设备对创面进行均匀的喷砂处理，将毛糙的表面清理；最后用软金属棉清光轮对已经处理的创面进行磨刷处理，得到光洁的具有自然纹理的实木材料。本工艺中，要按照木料品种的密度来确定旋转的钢丝束钢丝直经的大小和旋转的钢丝束与实木相互运动的速度，在木材含水率为8-14％、检测木材的密度为0.3g/cm³-0.8g/cm³时，钢丝的直经为0.6-3mm，木料移动速度为每分钟4-15m；具体的说：对杉木、泡桐、白杨等密度为0.3g/cm³-0.45g/cm³的木料在进行表层处理时，钢丝的直经为0.6-1.5mm，木料移动速度在每分钟8-15m，使处理的木质表层创面深度保持在1-4mm之间；对紫木、楠木、樟木等密度为0.42g/cm³-0.64g/cm³的木料进行表层处理时，钢丝的直经为1-2mm，木料移动速度为每分钟6-12m，使处理的木质表层创面深度保持在1-3mm之间。对榉木、水曲柳、檀木等密度为0.53g/cm³-0.76g/cm³的木料进行表层处理时，钢丝的直经为2-3mm，木料移动速度在每分钟4-8m之间，使处理的木质表层创面深度保持在0.3-2mm之间。将毛糙的表面清理时可以用风动喷砂设备，使用400-800#的砂粒，风动喷砂设备的移动速度为每分钟5-8m、进砂量每小时0.04-0.08M³，风压5-9kg/m²。本发明中可以用市售的纤维丝轮来代替市售的软质金属棉清光轮对木质表层进行清光处理。实施这种工艺的生产装置是这样构成的：设备基座(1)上安装加工装置(2)，两个设备基座(1)中间下部设置有行车轨道(3)，行车轨道(3)上放置有有轨调速行车(4)；加工装置(2)这样构成：旋转钢丝轮(5)的两端安装在轴承座(6)上，其中一端连接传动轮(7)，传动轮(7)连接电动机(8)，有轨调速行车(4)上有工作台板(10)；旋转钢丝轮(5)这样构成：逐一的用软垫(11)将弹簧钢丝(12)的锚固段均朝一个方向沿环状、均匀的固定住，然后再逐一用硬垫片(13)将软垫(11)夹紧，最后将组装好的带有弹簧钢丝(12)的硬垫片(13)逐一套装在钢丝轮轴(14)上，钢丝轮轴(14)的两端用固定件(15)锁紧、固定，最后将其两端安装在轴承座(6)上。弹簧钢丝(12)的直径为：0.6-3mm、形状是这样的：AB段为击打、刷刮工作直线段、BC段为回弹工作弯曲段、CD段为锚固段。有轨调速行车(4)上安装有一个机械升降装置(9)，机械升降装置(9)连接工作台板(10)，机械升降装置(9)连接机械控制柄(16)。在设备基座(1)上安装有保护罩(17)、保护罩(17)围住加工装置(2)。旋转钢丝轮(5)可以是分解制作、组装，也可以是根据材料宽度的需要定型整体制作。
经过本工艺处理地木质表面纹理清晰、自然、无刀痕，使木质表层在自然界中需要漫长岁月才能达到的雕琢程度在极短的时间内完成，成为一种新型的仿古装饰材料。
与现有技术相比：本发明具有操作安全、简便、科学的特点，使用不同质地、质量的木质材料生产不同性能的材料，能够满足市场各种需求；得到的产品在其实木表面有自然纹理；可以根据需要着色，成为仿古材料或其他需要的材料。工艺中不使用易燃的方法，工艺指标用设备来进行保证，具有可控性，本生产工艺与火烧仿古木雕制作工艺相比较，其优点在：(1)绝对避免了火灾隐患；(2)适应机械化大规模、大批量生产；(3)生产效率高，成本低廉；(4)操作简便，(5)环保型生产工艺，无需任何化学产品作辅助工艺或辅助原料。
本发明中的技术关键在于针对不同密度的木质材料选用不同直径的钢丝进行加工并筛选了比较恰当的生产工艺条件；发明人实验时发现：如果不按照这种方法及条件进行生产，则容易将木质表面纹理磨掉或者根本显现不出木材纹理来，也就达不到产品的要求。现有的一些磨削工具中，直接将直线状钢丝夹持固定在工具上对物品进行加工，比如用铁刷子、钢丝刷加工，这种工具的指导思想是将待磨物品的表面迅速的磨平、打光，所以用来加工本发明所指产品是根本不行的，同时这种加工工具由于弹簧钢丝在高速旋转、工作，我们发现：采用常规的夹持方法难于将其固定并且加工的效果不理想，同时钢丝还容易折断、脱落、伤人；经过反复研究探索，最后发现将弹簧钢丝的形状制作为AB段为击打、刷刮工作直线状、BC段为回弹工作弯曲状、CD段为锚固段。这种情况下利用直线段进行工作、加工，而弯曲段可以保证钢丝回弹，这样使钢丝在木质材料表面可以具有刷、刮，磨、击打的动作，在选用钢丝的直径范围中，钢丝能够充分接触被加工物的表面且比较准确的刷、刮，磨、击打，使木板表面受到刮擦损伤，而木板表面的木纹由于比较坚硬、所以不会被完全磨光；工作时：钢丝的AB段端头接触木材表面进行刷、刮，磨、击打的动作，在钢丝上弯曲状BC段的弹力作用下，保证AB段不是向现有产品那样直接的磨削木材表面，而是在BC段的弹力作用下，有一个延迟接触、用力的过程，产生拖、刮、刷的动作，对木材进行加工；这是现有产品所不具备的；这样才能够制出符合要求的产品；本发明中，针对不同材料的木料经过实验选择不同的加工条件而得到不同的创面深度，这个深度才能够保证得到的产品其木纹显现而没有被磨掉；如果不在这种技术条件下工作，就达不到发明的效果。本申请人还发现：本产品中必须采用软垫(11)夹紧钢丝再用硬垫片(13)夹紧软垫(11)，否则难于可靠的将钢丝夹住，否则钢丝会散落；所谓软垫及硬垫片是相对的，如：毛毡、布、橡胶等相对软于金属、工程塑料、合金、木质等硬的垫片就是软垫。旋转钢丝轮(5)可以是分解制作、组装，也可以是根据木料宽度的需要定型整体制作；实际操作过程中，工人发现，如果将CD段的中部任意折一个角再组装，则钢丝被夹得更加牢固。本发明提供的装置的优点在：(1)特制的钢丝柔性弹力好，不损伤木材的结构；(2)可以避免弹簧钢丝比较容易从较硬质的锚固边缘折断的现象，增加了钢丝轮的使用寿命；(3)弹力范围大，即使是在凸凹不平较突出的木材表层上加工，也只能按凸凹不平的形状去掉表层相对软的部分，相对硬的部份不受损伤或受损伤较少；(4)加工处理后的物体表面无划痕。
附图说明：
附图1是本发明的结构示意图，附图2是本发明的结构示意俯视图，附图3是本发明旋转钢丝轮(5)的结构示意图，附图4是本发明加工木板的示意图，附图5是本发明中钢丝(12)的结构示意图。
具体实施方式：
本发明的实施例1：制作加工装置：金属设备基座(1)上安装加工装置(2)，两个设备基座(1)中间下部设置有行车钢轨道(3)，行车轨道(3)上放置有有轨调速行车(4)；加工装置(2)这样构成：旋转钢丝轮(5)的两端安装在轴承座(6)上，其中一端连接传动轮(7)，传动轮(7)连接电动机(8)，有轨调速行车(4)上有金属工作台板(10)；旋转钢丝轮(5)这样构成：逐一用毛毡软垫(11)将20根弹簧钢丝(12)的锚固段均朝一个方向沿环状、均匀的固定住，然后再逐一用塑料硬垫片(13)将软垫(11)夹紧，这由此得到45组弹簧钢丝(12)构成的旋转钢丝轮(5)、逐一将组装好的带有弹簧钢丝(12)的硬垫片(13)套装在金属钢丝轮轴(14)上，钢丝轮轴(14)的两端用固定件螺母(15)锁紧、固定，最后将其两端安装在轴承座(6)上。安装的弹簧钢丝(12)的直径可以根据加工木材的品种在0.6-3mm中选择、本实施例选择为0.6mm、钢丝的形状是这样的：AB段为击打、刷刮工作直线段、BC段为回弹工作弯曲段、CD段为锚固段，有轨调速行车(4)上安装有一个机械升降装置(9)，机械升降装置(9)的升降端连接工作台板(10)，机械升降装置(9)还连接手动的机械控制柄(16)，在设备基座(1)上安装有金属保护罩(17)、保护罩(17)围住加工装置(2)。
本发明的实施例2：混凝土搭建的设备基座(1)上安装加工装置(2)，两个设备基座(1)中间设置有可以运动的工作台，这种工作台可以替换有轨调速行车(4)；加工装置(2)这样构成：旋转钢丝轮(5)的两端安装在轴承座(6)上，其中一端连接传动轮(7)，传动轮(7)连接电动机(8)，工作台上有工作台板(10)；旋转钢丝轮(5)这样构成：逐一用橡胶软垫(11)将16根弹簧钢丝(12)的锚固段均朝一个方向沿环状、均匀的固定住，然后逐一用金属垫片(13)将软垫(11)夹紧，得到60组弹簧钢丝(12)构成的旋转钢丝轮(5)，将组装好的带有弹簧钢丝(12)的金属垫片(13)逐一套装在钢丝轮轴(14)上，钢丝轮轴(14)的两端用螺母(15)锁紧、固定，最后将其两端安装在轴承座(6)上。本实施例中安装的弹簧钢丝(12)的直径可以根据加工木材的品种在0.6-3mm中选择、本实施例选择为3mm、工作台上安装有一个按照常规方法制作的机械升降装置(9)，机械升降装置(9)连接木板制作的工作台板(10)，机械升降装置(9)连接控制柄(16)。
使用的方法：将需要加工的木板放置在工作台板(10)上，工作台板(10)安置在可以运动的工作台或者有轨调速行车(4)上，按照确定的木质材料选定、更换需要的弹簧钢丝(12)的规格，然后开动电动机(8)，使传动轮(7)转动，然后通过轴承座(6)带动旋转钢丝轮(5)转动，接通可以运动的工作台或者有轨调速行车电动机的电源，按需要调整行进的速度，这样开始工作，用旋转的钢丝束在实木上进行刷、刮，磨、击打，使木板表面受到刮擦损伤，旋转的钢丝束与实木之间进行相互运动，木材上创面深度为0.1-4mm，然后用风动喷砂设备对创面进行均匀的喷砂处理，将毛糙的表面清理；最后用市售的软金属棉清光轮对已经处理的创面进行磨刷处理，就可以得到表面光滑、具有自然纹理的实木材料。
本工艺中，按照木料品种的密度来确定旋转的钢丝束钢丝直经的大小和旋转的钢丝束与实木相互运动的速度，在木材含水率为8-14％时检测木材的密度为0.3g/cm³-0.8g/cm³时，钢丝的直经为0.6-3mm；具体的说：对杉木、泡桐、白杨等密度为0.3g/cm³-0.45g/cm³的木料在进行表层处理时，钢丝的直经为0.6-1.5mm，木料移动速度在每分钟8-15m，使处理的木质表层创面深度保持在1-4mm之间；对紫木、楠木、樟木等密度为0.42g/cm³-0.64g/cm³的木料进行表层处理时，钢丝的直经为1-2mm，木料移动速度为每分钟6-12m，使处理的木质表层创面深度保持在1-3mm之间。对榉木、水曲柳、檀木等密度为0.53g/cm³-0.76g/cm³的木料进行表层处理时，钢丝的直经为2-3mm，木料移动速度在每分钟4-8m之间，使处理的木质表层创面深度保持在0.1-2mm之间。本发明中用风动喷砂设备对创面进行均匀的喷砂处理，将毛糙的表面清理时可以用风动砂枪，使用400-800#的砂粒，风动喷砂设备的移动速度为每分钟5-8m、进砂量每小时0.04-0.08M³，风压5-9kg/m²。这种风动喷砂设备可以直接安装在本装置上，也可以另行安装；本发明中还可以用市售纤维丝轮来代替软质金属棉清光轮对木质表层进行清光处理。