木门的变形是一个复杂的过程

木门的变形是一个复杂的过程，是多种因素共同作用的结果。本文主要从木门的结构、材料的选用、加工工艺、木门的安装和环境的因素等几个方面论述了木门产生变形的原因。并在总结了实践经验的基础上，从木门的结构、材料的选用、加工工艺、木门的安装和环境的因素等几个方面，着重阐述了避免或减小木门变形的一些措施。 经过分析和总结，得出了以下结论： （1）坚持对称性原则。对称性原则包括产品的结构、加工工艺、使用环境等。 （2）在材料上，注意材料种类的选用和控制材料质量。在材料的选用上，大量的采用人造板材，充分利用人造板材与锯材的复合结构材料。严格控制材料的质量，尤其是要严格控制木质材料的含水率和其含水率梯度。木材必须经过人工干燥，其含水率接近当或略低于地的平衡含水率2%～3%。 （3）在产品加工工艺上，严格控制胶合工序和陈化工序。 （4）确保木门安装的质量。 （5）尽可能的改善木门所使用的条件。 关键词 木门变形对称性原则 结构 材料加工工艺 安装 环境 近几年来，木质门作为一个新兴的产业在全国范围内得到了前所未有的蓬勃发展，许多家具厂转为生产木门，更有许多从未涉足过木制品加工的投资者加入到木门生产的行列。但是各个企业在木质门的生产加工过程中，都经常会遇到木质门变形的问题。门扇变形是木门质量问题中比较突出的。本文针对木门产生变形的各种因素进行了分析并提出了解决措施。 木门不同于其他的木制品，其在使用过程中只是靠门扇左侧或右侧的合页（或铰链）与门框来连接的，其余部分处于自由的状态。造成木门变形的原因在于门扇两侧的应力不平衡。如图1，以门扇厚度中心为基准，当门扇两面的应力相等时，门扇处于平直状态，如图1（a）；当门扇两面的应力不同时，应力平衡被打破，就会出现弯曲变形的情况，如图1（b），此时门扇的弓面受到拉应力，凹面受到压应力， 门扇两面的长度也发生变化，受到拉应力的一面处于外弦，长度大于受到压应力的一面长度。这种应力不平衡是多种因素共同作用的结果，既有木质门自身的原因也有外界环境的原因。导致木质门扇产生变形的因素主要有产品的结构、使用的材料、木门的加工工艺、木门的储存、安装和使用环境等。 1、产品结构 产品结构是决定门扇是否变形的关键性因素之一。产品结构方面的因素主要包括两个方面一是门扇应该遵循对称性的原则，二是门扇内部填料的短小化原则。 1.1对称性原则 一般情况下，门扇在厚度方向上由多种材料复合而成的，芯层为龙骨材料和填充材料，外侧为饰面材料。常见的结构如图2。 门扇的结构应该遵循对称性的原则，即门扇两面的饰面材料的材料特性应该一致。图3所示为门扇两面的饰面材料为同种材料，图3（a）的饰面材料厚度相同，图3（b）的饰面材料厚度不同。门扇的饰面材料与内部龙骨和内部填料的连接一般采用胶粘剂来粘接，任何胶粘剂在固化过程中都会产生收缩，收缩就会产生应力。对于图3（a）的情况，由于饰面材料的厚度相同，在使用同一种胶粘剂、相同固化条件的情况下胶粘剂固化所产生的应力沿着门扇的中心线相对称，两侧的应力平衡，门扇不会出现变形的情况。对于图3（2）的情况，由于饰面材料的厚度不同，门扇两面的胶层与门扇中心线的距离不一致，虽然胶粘剂在固化过程中产生的应力大小相同但是由于力臂的不同，使得门扇产生弯曲变形的情况。 在产品的设计过程中，通常要求饰面材料的厚度、种类、含水率、结构相同，具体的产品结构的对称性原则主要体现在以下几个方面： （1）饰面使用的材料应该相同。饰面材料可以是胶合板或中密度纤维板，但是不能一面使用胶合板，另外一面使用中密度纤维板。 （2）饰面材料的厚度应该相同。如，饰面材料都使用5mm中密度或三合板，但是不能一面使用3mm厚中密度，另外一面使用5mm中密度或一面使用三合板另外一面使用五合板。 （3）饰面材料的层数应该相同。如，不能一面使用中密度，另外一面使用装饰单板贴面中密度板。 （4）当饰面材料由多层材料复合而成的时候，门扇两面的最外层饰面材料应该相同。如，饰面材料可以使用中密度贴木皮，也可以使用中密度贴防火板，但是同一个门扇的两面使用的材料必须相同，不能一面使用木皮，另外一面使用防火板（HPL）。 （5）当门扇表面需要雕槽，加工各种造型时，门扇两面的槽、造型应当对称。绝对禁止一面雕槽，另外一面不雕槽，因为在门扇表面雕槽后会打破原来的应力分布。 （6）当在门扇的表面镶木线、各种金属装饰材料时，木线、金属装饰线的大小、位置、木线的含水率应该对称，不能一面有，另外一面没有。如，在门扇的表面镶嵌不锈钢板时，门扇的两面都要镶嵌，而且位置要相同。 1.2 保证门扇具有足够的强度 在设计产品的结构的时候，要充分的考虑产品的整体强度。保证产品在受到外力或内部应力作用的情况下，具有一定的抵抗变形的能力当缩短内部材料的长度 对于任何一种材料来说，在同等的条件下，其长度越长，产生的变形情况就会越大。木材也不例外，因此可以适当的缩短门扇内部材料的长度，尤其是使用木材填实或近似木材实体的人造板等材料填充的门扇。具体的做法就是将内部填料在长度方向上截断，在门扇中间增加横向龙骨。一般情况下，在门扇的中间增加2根横向龙骨即可。 2、材料选用 众所周知，木材是一种干缩湿胀的材料。在一定的含水率范围内，随着木材本身含水率的变化，而带来的木材本身尺寸、形状的变化，这种现象称为木材的干缩湿胀。由木材加工制作成的木质门也会存在着这种情况。同时木材是一种各向异性的材料。不同的方向其物理、力学性能差别非常大。与门扇变形密切相关的就是木材的干缩系数，木材的不同方向，干缩系数相差比较大。木材的干缩系数弦向最大、其次是径向，最小的是纵向。一般情况下，弦向是径向的2倍，弦向和径向是纵向的几十到上百倍。 木材的干缩湿胀随着树种、密度等的不同而不同。针叶材的干缩比阔叶材要小；软阔叶材比硬阔叶材要小；密度越大，干缩越大。干缩湿胀是木材固有的特性，在很大的程度上影响了木材的加工和利用。在实际情况中，由于木材的干缩湿胀往往会造成木材的翘曲、开裂等现象，在木材的加工利用中应该尽可能的避免出现这种情况。 木质门生产加工所选用的主要材料是木材或人造板，木门所使用的材料的种类和材料的质量直接影响到产品的质量，在材料的选择上应该重点控制以下几点： 2.1 控制木材的含水率 通过人工干燥，使得木材的含水率接近或略低于当地的平衡含水率2～3％。这样能够有效的降低木材的干缩和湿胀。同时要注意控制木材的含水率梯度，不能存在局部含水率过高或过低的现象。 2.2 控制内部材料本身的弯曲情况 严格控制内部材料本身的弯曲情况，剔除弯曲度超出标准的材料，也可以在内部材料上划口，减小材料内应力，如图4。 2.3 使用集成材作为门扇的内部主要龙骨 集成材，又称胶合木，是将具有一定端面规格的小木条（或尺寸窄、短的小木条）的端面刨铣出互相配合的“V”型榫槽和榫头，然后在榫槽内涂上胶粘剂进行长度方向胶拼（端拼），之后再沿横向胶拼成一定宽度（横拼）的板材，根据需要也可进行厚度方向上的胶拼。集成材没有破坏木材本身的结构，能保持木材的天然纹理和质感，克服了天然木材易变形、开裂，表面又节子、虫眼等缺陷，抗拉和抗压强度优于木材，材质好、尺寸稳定性高.

可能的选用人造板等材料 如单板层积材（LVL），胶合板、中密度纤维板等，这些材料（LVL除外）都较好的避免了木材各向异性的特点，使得材料各个方向的性能基本一致，提高了稳定性。但是在选用中密度等材料作为内部龙骨时，由于其强度比较低，需要注意考虑对其加强，提高产品抵抗外力的能力。 3、加工工艺 在木门的加工过程中，即使产品的结构合理、材料选用恰当，如果加工工艺不科学，仍然会造成产品的变形。由此可以看出，加工工艺是产品实现过程中非常关键的环节。 3.1确保门扇两面工艺的对称性 前面已经介绍了结构上的对称性，工艺的对称性也同样重要，主要体现在以下几点： （1）门扇两面的饰面材料必须同时覆贴，不能先贴一面，再贴另外一面。避免门扇收到单面的应力。 （2）饰面材料覆贴所使用的胶粘剂应该相同。因为不同的胶粘剂在固化的过程中都会产生一定程度的收缩，但是不同的胶粘剂收缩的程度不同，为了保证两面的应力平衡，应该选用同种胶粘剂。 （3）如果饰面材料与内部材料使用热压的方式加工，必须合理的控制好热压温度、热压时间和热压压力3个要素。另外还需要注意热压机上下压板的温度是否相同和压板的温度是否均匀。如果上下压板的温度不一样，会导致门扇两面受热的程度不同、胶粘剂固化的速度不同，产生的应力不同；而如果压板的温度不均匀，会导致门扇局部受热不均匀，同样会产生内应力，这两种情况都会导致加工的门扇就是变形的。故此，在使用热压机复合门扇是，需要定期检查上下压板的温度是否相同、压板的温度是否均匀。 3.2 严格控制产品的陈化过程 门扇在覆贴完饰面材料后不能立即进入下一到工序进行加工，一方面是因为胶粘剂没有固化完全，另一方面是因为胶粘剂中含有大量的水分，这些水分没有在被胶合材料中扩散均匀。对于采用热压方式加工的产品，其温度比环境温度高很多，需要在产品温度与环境温度平衡后再进行后续的加工。 （1）陈化时间：一般情况下，热压加工的陈化时间为24小时以上，冷压加工的陈化时间控制在48小时以上。 （2）陈化环境：要严格控制门扇陈化的环境，门扇应该堆放在相对密封的场所，不能有空气强烈的流动，绝对不能堆放在风口的位置/

）在陈化过程中，产品必须码放整齐、保持水平，中间放垫条，垫条上下应在同一直线上，垫条厚度必须相同。一般正常高度的门扇在码放时均匀放3根垫条。整垛门扇需要在最下面一扇的下面设置厚垫板，最上面一扇的上面加盖厚盖板，避免最下面的门扇和最上面门扇的两面环境因素差别过大，而造成的变形。实际上这也是保证陈化条件的对称性，属于加工工艺的对称性原则。 （4）对于采用热压加工的门扇，热压后可以直接堆垛码放后进行陈化，也可以采用类似晾板机的装置，在较短的时间快速降低门扇的温度，缩短产品与环境温度相平衡的时间，缩短后期的陈化时间。 3.3 及时进行油漆处理 对于加工完的白楂产品，要及时的进行油漆处理，这样也可以有效的避免木材的变形。因为油漆涂饰在木门的表面后，对木门起到了一定的保护作用，较好的将其木质材料与环境隔离开，避免了木质材料随着环境条件的变化而产生变化。 4、安装质量 木门的安装的质量直接影响到木门在使用中的变形情况。木门在安装时，必须保证门框和门扇的垂直度，使门扇的重心在门扇的厚度方向的中线上，并保证开启灵活。另外建议每樘门安装3块合页，合页安装的位置为上下两块距离门扇上下为门扇高度的1/10，中间1块合页居中。与每樘门安装2块合页相比，虽然在成本上会有所增加，但是会在防止或减小门扇变形上能起到很好的作用。 5、使用环境 木门的变形与其所处的环境有着密切的关系，在扣除木门自身的因素外，导致木门变形的原因在于环境的因素。由于木材本身就很容易受到周围环境的影响，使用木质材料加工制作的木门在环境条件（主要是温度、湿度）变化较大时，也很容易产生形位尺寸的变化。 对于条件比较恶劣的场所，如风口处，木门在使用过程中容易产生变形，应该尽量避免木门里外两侧的环境条件长时间相差较大。在木门的加工、贮存和使用过程中应该尽可能的保证木门两面所处的环境条件基本一样。 （1）在木门的加工过程中，要特别注意季节更替的这段时间，这段时间往往是木门容易产生变形的时间。此时在加工产品的过程中，要严格遵守加工工艺。 （2）木门在使用中，要特别注意采暖季节和风大的季节。在采暖季节，应该尽量避免由于采暖而造成木门里外两面所处的环境温度长一个复杂的过程，是多种因素共同作用的结果。为了有效的避免和减小木门的变形，应该做到以下几点： （1）坚持对称性原则。对称性原则包括产品的结构、加工工艺、使用环境等。 （2）在材料上，注意材料种类的选用和控制材料质量。在材料的选用上，大量的采用人造板材，充分利用人造板材与锯材的复合结构材料。严格控制材料的质量，尤其是要严格控制木质材料的含水率和其含水率梯度。木材必须经过人工干燥，其含水率接近当或略低于当地的平衡含水率2%～3%。 （3）在产品加工工艺上，严格控制胶合工序和陈化工序。 （4）确保木门安装的质量。 （5）尽可能的改善木门所使用的条件时间相差过大，避免木门直接处在风道处。 结论