一種大斷面六棱柱體集成材制造方法
【專利摘要】本發(fā)明要解決的技術問題是小徑級原木制備大斷面六棱柱體集成材過程中，涂膠、組坯、施壓膠合等精度不高造成的大斷面六棱柱體質(zhì)量難以保證的問題。本發(fā)明的新技術包括：小徑級原木徑級分等、干燥、集成材結構單元體加工、定長、涂膠、組坯及膠拼，其特征在于，集成材結構單元體加工為小斷面六棱柱體（1)和等腰梯形體（2)的加工，小斷面六棱柱體（1)的橫斷面為正六邊形，小斷面六棱柱體（1)和等腰梯形體（2)采用輥筒式三面（3，4)涂膠，組坯方式采用六棱柱體模型組坯，大斷面六棱柱體的橫斷面為正六邊形，大斷面六棱柱體集成材三向施壓膠合。本發(fā)明可以有效簡化大斷面六棱柱體的制備工藝、提高原木出材率、生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量。
【專利說明】一種大斷面六棱柱體集成材制造方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及木結構建筑復合材料領域，特別是一種大斷面六棱柱體集成材制造方法。

【背景技術】
[0002]近年來，隨著木結構建筑的快速發(fā)展，木房屋、木橋、景觀木建筑等越來越多地受到消費者及研究人員的廣泛關注。伴隨著木結構建筑市場對木梁、木柱的需求日益增加，造成了大徑級原木供不應求的問題，為了解決日趨匱乏的大徑級原木的問題，人們開始著手利用小徑級或低等級木材制備大規(guī)格大斷面的結構用集成材。然而如何采用小徑級及低等級木材，如人工林杉木等，制備結構用的木梁、木柱已成為當前科技工作者的主要課題?，F(xiàn)階段，人們主要是將小徑級木材改性、表面處理、復合及重組等，來實現(xiàn)小材大用、劣材優(yōu)用的目的。
[0003]目前，通過將小材重組復合是一種成本低、制備效率高的不錯選擇。
[0004]現(xiàn)在還不存在能實現(xiàn)本發(fā)明所述所有特征的方法，在這種方法中，利用小徑級原木制備大斷面六棱柱體集成材，將小斷面六棱柱體與等腰梯形體，按照六棱柱體模型組坯而成大斷面六棱柱體，其橫斷面是由多個相同的小規(guī)格六邊形構成，類似于蜂窩結構，這種組合結構增強了大斷面六棱柱體的物理力學性能及結構穩(wěn)定性，因此可以應用于各種木結構建筑當中。采用集成材結構單元固定涂膠方式、六棱柱體模型組坯方式、三向施壓膠拼。這種方法設計可以有效提高小徑級原木制備大斷面六棱柱體集成材的生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量，提高原木出材率，達到結構用集成材要求。這些都使得本發(fā)明有別于先有技術。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術問題是小徑級原木制備大斷面六棱柱體集成材過程中，涂膠、組坯、施壓膠合等精度不高造成的大斷面六棱柱體質(zhì)量難以保證的問題。本發(fā)明的技術解決方案是:一種大斷面六棱柱體集成材制造方法，包括:小徑級原木徑級分等、干燥、集成材結構單元體加工、定長、涂膠、組坯及膠拼，其特征在于，集成材結構單元體加工為小斷面六棱柱體(I)和等腰梯形體(2)的加工，小斷面六棱柱體(I)和等腰梯形體(2)采用輥筒式三面涂膠，組坯方式采用六棱柱體模型組坯，大斷面六棱柱體的橫斷面為正六邊形，大斷面六棱柱體集成材采用三向施壓。該種方法設計的有益效果在于，將小斷面六棱柱體(I)與等腰梯形體(2)，按照六棱柱體模型組坯而成大斷面六棱柱體，其橫斷面是由多個相同的小規(guī)格六邊形構成，類似于蜂窩結構，這種組合結構增強了大斷面六棱柱體的物理力學性能及結構穩(wěn)定性，并且采用該種方法可以有效簡化大斷面六棱柱體集成材的制備工藝、提高原木出材率、提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量。
[0006]作為進一步改進，集成材結構單元為小斷面六棱柱體(I)和等腰梯形體(2)，其中小斷面六棱柱體(I)的橫斷面為正六邊形，等腰梯形體(2)為小斷面六棱柱體(I)沿長度方向經(jīng)由棱剖分的一半，等腰梯形的兩腰及上底與小斷面六棱柱體斷面的正六邊形的邊長相等。該種方法設計的有益效果在于，易于完成大斷面六棱柱體的組坯。
[0007]作為進一步改進，小斷面六棱柱體和等腰梯形體為相鄰三面采用輥式涂膠，其中三個作為涂膠的輥筒之間成120度角，一次性可以完成集成材單元體最多三面的輥式涂膠，也可以只選擇其中一個或兩個輥筒同時涂膠，完成其中一個或兩個面的涂膠。該種方法設計的有益效果在于，有助于實現(xiàn)集成材結構單元體的自動化涂膠，簡化了施膠工藝，提高涂膠效率，避免膠水浪費，易于采用機械化方式進行涂膠。
[0008]作為進一步改進，大斷面六棱柱體組坯模型為相同規(guī)格的小斷面六棱柱體與等腰梯形體的各面貼合形成大斷面的六棱柱體結構，小斷面六棱柱體的數(shù)量可以選擇13、43、91個等，而等腰梯形體的數(shù)量可以相對應為6、12、18個等，六個棱上分別為六個小斷面六棱柱體。因此組坯模型有三種，模型I (13+6)，模型II (43+12)及模型III (91+18)。其特點在于，大斷面六棱柱體的每個棱處,均為一個小斷面六棱柱體,而大斷面六邊形每個邊上包含若干個等腰梯形的下底，這樣有助于，大斷面六棱柱體結構的穩(wěn)定，避免將兩個等腰梯形體膠合結構作為棱的不穩(wěn)定。該種方法設計的有益效果在于，集成材單元體僅包含小斷面六棱柱體(I)和等腰梯形體(2)，且等腰梯形體(2)的數(shù)量較少，簡化了單元體的結構類型，易于大斷面六棱柱體集成材的工業(yè)化生產(chǎn)。
[0009]作為進一步改進，組坯模型類型1(13+6)的六個面上分別具有Al、B1、Cl、Dl、El和Fl，六個等腰梯形體的下底面，對于六個等腰梯形體，其中Al是三個面進行輥涂、BI和Fl是兩個面進行輥涂、Cl和El是一個面進行輥涂、Dl不用進行輥膠。該種方法設計的有益效果在于，進一步優(yōu)化了集成材結構單元體的涂膠工藝。
[0010]作為進一步改進，三向加壓的施壓方式為冷壓，采用六面壓機，將大斷面六棱柱體集成材六個面實現(xiàn)均布施壓。該方法的設計方案，采用三向施壓，從而保證大斷面六棱柱體內(nèi)的各個膠層壓力均勻，避免由于受力不均而造成的集成材中各個膠層的膠合質(zhì)量不一致，有助于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。此外，該設計方案采用冷壓膠合，其有助于減少大斷面六棱柱體在膠合過程中出現(xiàn)過多的內(nèi)部應力、內(nèi)裂及端裂，這是因為，若采用熱壓方式時，由于大斷面六棱柱體的尺寸厚度較大、膠層多，難以保證每個膠層的熱壓溫度一致，造成溫度梯度，水分快速移動，易形成應力分布，這樣很容易產(chǎn)生內(nèi)裂或端裂。因此該種方法設計的有益效果在于，保證了大斷面六棱柱體集成材內(nèi)部各個膠層膠合性能一致，提高了大斷面六棱柱體集成材產(chǎn)品的結構穩(wěn)定性。
[0011]本方法的發(fā)明，使得大斷面六棱柱體集成材生產(chǎn)工藝簡化、生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量提高，大斷面六棱柱體集成材尺寸由集成材結構單元體的尺寸決定。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為小斷面六棱柱體；
[0013]圖2為等腰梯形體；
[0014]圖3為大斷面六棱柱體三種組坯模型；
[0015]圖4為大斷面六棱柱體組坯模型I ;
[0016]圖5為大斷面六棱柱體不合理組坯模型。

【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行進一步說明:
[0018]圖1為小斷面六棱柱體(I)，可以對三個相鄰的面(3)進行涂膠，圖2為等腰梯形體(2)，也可以對三個相鄰的面(4)進行涂膠，根據(jù)集成材結構單元體在組坯模型中的位置，可以選者三面、兩面或者單面進行涂膠。
[0019]圖3為大斷面六棱柱體三種組坯模型，分別為模型I (13+6)，模型11(43+12)及模型III (91+18)。模型I (13+6)包含13個小斷面六棱柱體(I)和6個等腰梯形體(2)，其中有6個小斷面六棱柱體(I)在大斷面六棱柱體的6個棱上，而大斷面六棱柱體的斷面正六邊形各邊上包含I個等腰梯形的下底。模型II (43+12)包含43個小斷面六棱柱體(I)和12個等腰梯形體(2)，其中有6個小斷面六棱柱體在大斷面六棱柱體的棱邊上，而大斷面六棱柱體的斷面正六邊形各邊上包含2個等腰梯形的下底。模型III (91+18)包含91個小斷面六棱柱體(I)和18個等腰梯形體(2)，其中有6個小斷面六棱柱體(I)在大斷面六棱柱體的棱上，而大斷面六棱柱體的斷面正六邊形各邊上包含3個等腰梯形的下底。大斷面六棱柱體集成材尺寸由集成材結構單元體的尺寸決定。
[0020]圖4為大斷面六棱柱體組坯模型I，表明了集成材中小斷面六棱柱體和等腰梯形體的涂膠面，及其在結構中的擺放位置，該種組坯模型I保證了集成材結構內(nèi)各個膠層的涂膠量，且有助于集成材結構單元體的組坯。
[0021]圖5為大斷面六棱柱體不合理組坯模型，該模型包括了 12個小斷面六棱柱體(1)，6個等腰梯形體(2)，及三個棱形體(5)，且三個棱形體構成一個小斷面六棱柱體(I)。因此，該組坯模型與模型I所需小斷面六棱柱體數(shù)量相等，但是該種組坯模型，增加了集成材單元體的類型，增加了集成材產(chǎn)品的膠層，增加了加工的工序，因此提高了大斷面六棱柱體的加工難度，降低了生產(chǎn)效率，并且該種組坯模型的結構穩(wěn)定性弱于模型1、模型II及模型
III。
[0022]本發(fā)明提供了一種將小徑級原木制備大斷面六棱柱體集成材的方法，該方法有助于提高小徑級原木的利用率、提高其附加值，并且提出大斷面六棱柱體集成材加工工藝，提高了其加工效率及制造精度，實現(xiàn)了小材大用和劣材優(yōu)用的目的。
【權利要求】
1.一種大斷面六棱柱體集成材制造方法，包括:小徑級原木徑級分等、干燥、集成材結構單元體加工、定長、涂膠、組坯及膠拼，其特征在于，集成材結構單元體加工為小斷面六棱柱體(I)和等腰梯形體(2)的加工，小斷面六棱柱體和等腰梯形體采用輥筒式三面(3，4)涂膠，組坯方式采用六棱柱體模型組坯，大斷面六棱柱體的橫斷面為正六邊形，大斷面六棱柱體集成材采用三向施壓膠合。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種大斷面六棱柱體集成材制造方法，其特征在于:集成材結構單元為小斷面六棱柱體(I)和等腰梯形體(2)，其中小斷面六棱柱體(I)的橫斷面為正六邊形，等腰梯形體(2)為小斷面六棱柱體(I)沿長度方向經(jīng)由棱剖分的一半。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種大斷面六棱柱體集成材制造方法，其特征在于:小斷面六棱柱體(I)和等腰梯形體(2)為相鄰三面(3，4)采用輥式涂膠，其中三個作為涂膠的輥筒之間成120度角，一次性可以完成集成材單元體最多三面的輥式涂膠，也可以選擇其中一個或兩個輥筒同時涂膠，完成其中一個或兩個面的涂膠。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種大斷面正六棱柱體集成材制造方法，其特征在于:大斷面六棱柱體組坯模型為相同規(guī)格的小斷面六棱柱體(I)與等腰梯形體(2)的各面貼合形成大斷面的六棱柱體結構，小斷面六棱柱體(I)的數(shù)量可以選擇13、43、91個等，而等腰梯形體(2)的數(shù)量相對應為6、12、18個等，大斷面六棱柱體集成材的六個棱上分別為六個小斷面六棱柱體。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種大斷面正六棱柱體集成材制造方法，其特征在于:三向加壓為冷壓，并且采用六面壓機，將大斷面正六棱柱體集成材六個面實現(xiàn)均布施壓。
【文檔編號】B27N5/00GK104210013SQ201310219024
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年6月5日 優(yōu)先權日:2013年6月5日
【發(fā)明者】曹平祥, 郭曉磊, 李榮榮, 丁建文, 王寶金 申請人:南京林業(yè)大學