實木櫥柜門開裂變形原因及解決措施探析

摘 要： 如今實木櫥柜門的應用越來越廣泛, 由于實木柜門經常出現開裂變形等問題, 嚴重影響了消費者的使用體驗。筆者試從木材的性質、柜門制作的結構和工藝出發, 分析其出現開裂、翹曲和變形等問題的原因, 并提出相應的解決措施, 以期能夠減少實木柜門開裂變形, 提高用戶使用感。

隨著生活方式的與時俱進, 整體櫥柜在人們生活中得到了廣泛運用。整體櫥柜大都采用分體構成的結構形式, 即由臺面、柜體、柜門三大部分構成。其中柜門相當于櫥柜的“臉面”, 通過變換柜門的款式、線型、色彩、材質、加工方式能形成不同風格和質感, 達到各種裝飾效果并實現實用性和裝飾性的結合。其中實木柜門因其自然的紋理和質感、多變的造型, 一直深受消費者喜愛。但是由于木材的天然缺陷和實木柜門較高的加工難度, 實木門板容易出現翹曲、變形及開裂等問題, 不僅影響櫥柜的正常使用, 而且整體外觀也大打折扣。筆者從實木柜門生產的工藝和結構出發分析其開裂變形的原因, 并提出相應的解決措施。

1 實木門板結構

按結構劃分, 實木櫥柜門分為板式門和框式門兩種, 而板式門和框式門又有各自不同的結構和與之相對應的加工工藝。

1.1 板式門

實木板式門是使用木板拼接或榫槽結合而成的, 單板式門板一般厚度為20~22 mm。其造型簡單, 紋理天然, 近年來隨著簡約風格的興起, 板式門的應用越來越廣泛。

板式門結構簡單, 正面通常為平板, 背面和門板頂、底部因拼板方式不同而略有區別。常見的拼接方法主要有平口拼、企口拼、指形拼、穿條拼、搭口拼、插榫拼、螺釘拼、穿帶拼、吊帶拼、嵌端拼和嵌條拼等形式。因為柜門厚度限制及外觀要求, 市面上的平板柜門一般為穿帶拼或吊帶拼, 也有部分廠家采用插榫拼的方式。其中插榫拼的方式與傳統加工方式有所不同, 其采用長條的硬木條或金屬條, 橫向貫穿整塊門板。

圖1 柜門常用拼板方式

1.2 框式門

實木框式門是指采用框架嵌板結構的柜門, 是在木框中間用槽口法或裁口法將芯板嵌于木框內構成的。邊框和芯板連接方式的不同, 構成了不同形式的框式門板。常見的框式柜門邊框厚度一般為22 mm, 芯板厚度一般為16 mm, 四邊可銑不同樣式的線形, 中間部分稍高。也有芯板采用平的薄板, 其厚度僅為邊框的槽寬?？蚴介T通過邊框和芯板的厚度差產生了層次和立體感, 邊框和芯板不同的線型又能形成不同的外觀組合, 所以框式門外形多樣, 是如今實木柜門的主流結構形式。

木框的角部接合一般采用直角接合和斜角接合兩種方式, 也有把直角和斜角兩種接合方式結合起來的。按木框嵌板方式又分為裁口法和槽口法兩種。槽口法嵌裝牢固, 外觀平整, 且不影響柜門的視覺效果, 因此應用較多。裁口法裝板時須利用壓條壓在芯板周邊, 多用于玻璃和鏡子的裝配。生產中因不同的工藝流程和裝飾效果需要, 會采用不同的角部接合及嵌板方式。

圖2 框嵌板方式

圖3 邊框角部接合方式

2 柜門開裂變形的原因及解決對策

實木柜門常見的問題有開裂、膨脹和翹曲變形, 其根本原因是木材的缺陷 (吸濕性、異向性、變異性和其他天然缺陷) 。在生產加工中, 如果沒有妥善處理這些問題, 柜門就很容易因環境的變化而產生變形、開裂、翹曲等現象。

2.1 木材的天然性質

木材有著天然、可再生的優良性質, 作為家具材料有著不可比擬的優勢。但是由于其細胞結構不均衡、木材中水分不穩定等特性, 使其作為家具材料又存在著諸多缺點。主要問題是吸濕性、異向性和木材缺陷。

木材在含水率低于纖維飽和點時具有吸濕性。木材解吸時尺寸和體積的縮小稱為干縮, 相反吸濕引起尺寸和體積的膨脹稱為濕脹。吸濕性 (脹縮性) 指的是木材的干縮、濕脹性。當木材暴露在空氣中受到溫度和濕度的影響時, 材性很不穩定, 容易發生水分、尺寸、形狀和強度的變化, 并伴隨著變形、開裂、翹曲和扭曲等問題。

木材同時還具有異向性, 即木材在縱向、徑向和弦向三個方向上, 力學強度、脹縮性、導熱、導電和傳播聲音等性質都具有一定差異。木材的干縮濕脹在縱向、徑向和弦向呈現出較大差異, 由于縱向干縮率很小, 通?？梢院雎圆挥?而弦向干縮率較大且約為徑向干縮率的2倍。木材弦向和徑向的差異, 常常使板材發生變形、翹曲, 其程度也因弦、徑向差異程度的增大而變大。

除此之外, 木材還具有腐朽、蟲害、裂紋、傷疤、變形等數十類天然缺陷, 這些缺陷也會影響材料的加工和穩定, 成為門板變形開裂的誘因。

2.2 柜門加工工藝與結構

2.2.1 干燥

為了避免門板出現開裂、翹曲、變形等問題, 首先要控制木材的含水率。木材干燥是在進行家具生產前的重要程序, 通常在人工干燥后, 使木材的含水率比當地年平均含水率低2%~3%, 這樣能夠有效地減輕木材的干縮與濕脹的影響。

2.2.2 拼板

拼板是柜門生產中的重要程序, 在柜門加工過程中通常是指寬度上的拼寬。由于木材徑向和弦向干縮性的差異, 拼板的生產工藝如果控制得不好, 容易出現翹曲, 嚴重時還會出現開裂。影響拼板質量的首要因素就是選材, 好的材料是保證家具質量的前提。因為實木柜門的價值較大, 所以通常選用硬質闊葉材。這類樹種一般密度大, 強度大, 具有美麗的紋理和色澤, 但相對于針葉材, 闊葉材的顯微結構更為復雜, 細胞組織也不太規則和均勻[3], 這使得闊葉材的性質往往更不穩定。在選材時首先要注意避開有裂紋、傷疤、變形等天然缺陷的木材, 雖然有的缺陷在經過處理和涂裝后并不影響柜門外觀, 但是其本身性質不夠穩定, 隨著環境的變化, 很有可能誘發變形及開裂等問題。同時在選材時要選用樹種、材質、含水率相近的材料, 這樣能有效地減少木材異向性帶來的影響。在木材紋路相近的情況下, 還應盡量選用窄板進行膠拼。由于木材的徑向干縮率遠小于弦向干縮率, 因此在進行大面積的門板拼接時, 應該選擇徑切板進行拼接。

板式門作為無固定依托的自由件, 相對于框式門容易發生翹曲變形, 所以在拼板時要更加注重加工方法。拼板時可以在門板背面橫紋方向開槽, 破壞木材的整體纖維結構, 避免因纖維收縮不均勻而發生變形;在槽內設置橫貫的硬木木條[3], 木條長度要稍小于開槽的長度, 一般也不施膠, 給門板預留橫向的伸縮空間。也可以采取吊帶拼的方法, 在門板背面加上橫貫的硬木條或者金屬條。這些方法都可以有效地防止門板翹曲。為了不影響門板背面的美觀, 還可以采取特殊的插入榫拼的方式, 與傳統的方式略有不同, 需要選用窄板進行拼接, 拼板前在木條側面打上貫穿的圓孔, 拼板時插入柱形的金屬條, 貫穿整塊拼板。這樣能夠在不影響門板外形的情況下, 較大程度地保證其不發生翹曲變形。在拼板時還應當重視加工中的細節, 拼合處接縫嚴密, 涂膠均勻適量, 減少因拼板給門板變形帶來的隱患。

圖4 特殊的插入榫拼

2.2.3 結構

框式門相對板式門結構更復雜, 但因其框嵌板的結構, 相對更穩定?？蚴介T利用框架結構對大面積板面進行分割, 一定程度上解決了門板因尺寸過大而變形的問題, 降低了門板變形的概率;另一方面, 邊框和芯板結合處留有緩沖空間, 又在一定程度上緩解了門板的脹縮問題。

框式門邊框的接合性能對整個門板結構的穩定性有著決定性的作用。邊框接合方式常采用的有直角和45°斜角接合兩種。為了保證角部接合的緊密, 在進行接合時除了原有的榫接, 配合使用圓棒榫, 既便于加工又能保證接合強度。芯板由于寬度較大, 通常是門板膨脹和收縮的主體, 所以在嵌板時, 一方面要在邊框槽內預留足夠的膨脹空間, 另一方面芯板嵌入的部分要有收縮的余量, 因此, 嵌板時不需要涂膠, 只需把芯板緊貼邊框的槽安裝, 在門板邊框豎板的槽內每隔300 mm安裝一顆橡膠粒。

2.2.4 涂裝

涂裝階段對門板的穩定也有著重要作用。首先體現在涂裝的時間上, 在完成木工階段的流程后, 應該盡快進行涂裝處理, 涂料形成的漆膜可以有效地阻止水分進入木材內部?？蚴介T在完成芯板的加工后, 也應盡快對芯板進行前期的底漆涂裝, 待組裝完成后再進行統一的面漆涂裝處理。此外, 涂料固化后會產生一定的內應力, 這種內應力如果處理不當, 也會造成柜門的翹曲變形。因此在涂裝過程中, 同一塊門板正反面的涂裝厚度應當盡量保持一致, 以抵消內應力帶來的變形。

2.2.5 生產管理

除此之外, 在生產管理中還有一些必須注意的問題。整個柜門的生產加工是一個系統的過程, 流程中的每一步都足以對柜門的穩定性造成影響, 從原材料的處理到較終包裝運輸, 無一不影響著門板的質量。除了干燥、拼板、組裝、涂裝等工序外, 銜接的環節也應當重視。首先是原材料和半成品的擺放, 應當平整擺放、保持干燥, 避免其在生產過程中因吸濕或不合理的擺放而發生變形。其次應當合理組織生產進度, 使門板盡快進行前期工序, 完成涂裝, 阻止水分的滲透, 但也需要注意拼板和組裝階段應預留足夠的膠水固化時間, 組裝時應使用夾具加壓, 幫助固化, 保證安裝后柜門結構不松動。

3 結語

實木櫥柜門在生產中雖然受到諸多因素影響, 易發生翹曲、變形和開裂等問題, 但是選擇合適的結構并控制好生產工藝流程, 能夠較大程度地消除因木材的吸濕性、異向性和其他天然缺陷所帶來的影響。