一种高出材率木材物理力学试材制作方法与流程

本发明属于木材锯切的技术领域，涉及一种高出材率木材物理力学试材制作方法。

背景技术：

木材性能测试或功能性改良过程中，需要把原木锯解成板材，板材干燥后再按照国家标准加工成各种规格的试件。通常采用毛边下锯法或对称下锯法锯切原木。木材物理力学测试试件对木材的纹理是有严格要求的，即要求制作的试件有标准的横切面、径切面和弦切面。常用的下锯方法锯切出的板材在加工成各种规格的物理力学试件时，一块板只有中间一小部分的木材符合要求，浪费大部分的板材，出材率低，这也要求采集的样木数量足够多。人工林树种(如桉树、杉木)通常径级不大，为满足国家标准采样要求，往往需采集大量的样木。而有些样木涉及到种质资源保护问题，采集样木的数量受到限制，试件获取困难，不利于进行木材性能测试或功能性改良研究。

技术实现要素：

本发明为了克服现有技术的不足，为保护种质资源同时保证样品数量满足国家标准要求，提高木材利用率，提供了一种高出材率木材物理力学试材制作方法。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种高出材率木材物理力学试材制作方法，主要包括以下步骤：

步骤(1)，除杂、截断：完全去除原木表面的树皮及其它杂物，将原木横向截断成1m长的原木段；

步骤(2)，沿第一锯路锯解：选取一段待加工原木段送入跑车带锯的机台加以固定，且所述原木段的横断面中心正对跑车带锯的锯条；开动跑车带锯使得锯条沿着第一锯路将所述原木段一分为二，得到两段半圆材；

步骤(3)，沿第二锯路锯解：将步骤(2)中得到的半圆材固定在跑车带锯机台上，且所述半圆材的横断面正对跑车带锯的锯条；开动跑车带锯使得锯条沿着第二锯路将所述半圆材锯切出一块毛边板；

步骤(4)，沿第三锯路锯解：将步骤(3)中切除毛边板后剩余的半圆材的平整锯口朝下固定在跑车带锯机台上，所述平整锯口由锯条沿第二锯路锯切得到；开动跑车带锯使得其锯条沿着第三锯路将半圆材一分为二，得到的两块扇形原木段；

步骤(5)，沿第四锯路锯解：将步骤(4)中得到的扇形原木段的平整锯口朝下固定在跑车带锯机台上，且所述平整锯口由锯条沿第二锯路锯切得到，扇形原木段的横断面正对跑车带锯的锯条；开动跑车带锯使得其锯条沿着第四锯路将所述扇形原木段锯切一块毛边板；

步骤(6)，沿第五锯路锯解：将步骤(5)中得到的扇形材沿第五锯路切除楔形部分，切除面宽23cm，，得到类梯形体；

步骤(7)，沿第六锯路锯解：将步骤(6)中得到的类梯形体的平整锯口朝下固定在跑车带锯机台上，所述平整锯口由锯条沿第五锯路锯切得到；开动跑车带锯使得其锯条沿着第六锯路将类梯形体沿中心锯切一块毛边板；

步骤(8)，沿第七锯路锯解：将步骤(7)中切除毛边板后得到的小扇形材沿第七锯路切除楔形部分，切除面宽23cm，得到类小梯形体；

步骤(9)，沿第八锯路锯解：将步骤(8)中得到类小梯形体的平整锯口朝下固定在跑车带锯机台上，所述平整锯口由锯条沿第七锯路锯切得到；开动跑车带锯使得其锯条沿着第八锯路将类小梯形体沿中心锯切一块毛边板；

步骤(10)，去毛边：将得到的毛边板的毛边去除，制成规格板材；

步骤(11)，干燥：将去除毛边的规格材送入木材干燥窑，干燥至木材含水率为11％-13％，放置阴凉地方调节平衡含水率，直至木材含水率达到当地平衡含水率；

步骤(12)，刨光：将步骤(11)的规格板材送入双面压刨进行双面定厚刨光；

步骤(13)，试件制作：根据国家标准要求切割小试件。

优选的，以上步骤(3)、(5)、(7)和(9)所述的毛边板的厚度不小于23cm。毛边板的厚度留足干缩和加工余量，人工林木材干缩大，因此毛边板的厚度应不小于23cm。

优选的，以上步骤(1)所述的原木的直径大于或等于14cm。

优选的，在步骤(1)中，在截断原木段的过程中，将原木段端头的腐朽、变色及创伤截去。

优选的，以上步骤(3)、(5)、(7)和(9)锯切毛边板时，左右调节锯路使木材年轮与锯路互相垂直，锯切加工后，得到标准的径切材毛边板。

优选的，以上步骤(11)所述的规格材干燥，干燥温度不宜大于60℃。

优选的，以上步骤(12)所述的双面定厚尺寸为20cm，允许误差为±0.5mm。

优选的，以上步骤(13)所述的试件规格与最终制作的标准试件尺寸的允许误差为±0.5mm。。

与现有技术相比，本发明的具有以下有益效果：

1、本发明的下锯方法锯切出的板材横切面、径切面和弦切面工整，年轮在材面上呈平行状，每块板材可用于加工成多块不同规格且符合要求的物理力学试件，板材的利用率高，出材率高，减少了板材的浪费，保护种质资源的同时保证样品数量满足国家标准要求。

2、本发明制作方法过程简单，操作方便，最大限度地参考人工林原木的木材材性及生长特点。

附图说明

图1为本发明实施例的制作流程示意图。

图2为本发明的局部下锯示意图。

图3为本发明的第一锯路下锯示意图。

图4为本发明的第二锯路下锯示意图。

图5为本发明的第三、第四锯路下锯示意图。

图6为本发明的第五锯路下锯示意图。

图7为本发明的第六锯路下锯示意图。

图8为本发明的第七锯路下锯示意图。

图9为本发明的第八锯路下锯示意图。

图10为常规的毛板下锯法下锯示意图。

图11为常规的三面下锯法下锯示意图。

附图标识：

1-第一锯路，2-第二锯路，3-第三锯路，4-第四锯路，5-第五锯路，6-第六锯路，7-第七锯路，8-第八锯路。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1：

选择12株速生人工林桉树无性系，7年生，胸径14cm以上，平均胸径约18cm，干形通直。伐倒样木，每株样木从树干根部沿树干方向0～2.0m，2.0～4.0m，4.0～6.0m处截取3段原木，造材长度2m。根据gb/t192098-2009《木材物理力学试验方法总则》，选定使用最多标准试件进行锯解加工，即规格为：20cm×20cm×20cm。

一种高出材率木材物理力学试材制作方法，主要包括以下步骤：

步骤(1)，除杂、截断：完全去除原木表面的树皮及其它杂物，将原木横向截断成1m长的原木段；

步骤(2)，沿第一锯路锯解：选取一段待加工原木段送入跑车带锯的机台加以固定，且所述原木段的横断面中心正对跑车带锯的锯条；开动跑车带锯使得锯条沿着第一锯路将所述原木段一分为二，得到两段半圆材；

步骤(3)，沿第二锯路锯解：将步骤(2)中得到的半圆材固定在跑车带锯机台上，且所述半圆材的横断面正对跑车带锯的锯条；开动跑车带锯使得锯条沿着第二锯路将所述半圆材锯切出一块宽23cm的毛边板；

步骤(4)，沿第三锯路锯解：将步骤(3)中切除毛边板后剩余的半圆材的平整锯口朝下固定在跑车带锯机台上，所述平整锯口由锯条沿第二锯路锯切得到；开动跑车带锯使得其锯条沿着第三锯路将半圆材一分为二，得到的两块扇形原木段；

步骤(5)，沿第四锯路锯解：将步骤(4)中得到的扇形原木段的平整锯口朝下固定在跑车带锯机台上，且所述平整锯口由锯条沿第二锯路锯切得到，扇形原木段的横断面正对跑车带锯的锯条；开动跑车带锯使得其锯条沿着第四锯路将所述扇形原木段锯切一块宽23cm的毛边板；

步骤(6)，沿第五锯路锯解：将步骤(5)中得到的扇形材沿第五锯路切除楔形部分，切除面宽23cm，，得到类梯形体；

步骤(7)，沿第六锯路锯解：将步骤(6)中得到的类梯形体的平整锯口朝下固定在跑车带锯机台上，所述平整锯口由锯条沿第五锯路锯切得到；开动跑车带锯使得其锯条沿着第六锯路将类梯形体沿中心锯切一块宽23cm的毛边板；

步骤(8)，沿第七锯路锯解：将步骤(7)中切除毛边板后得到的小扇形材沿第七锯路切除楔形部分，切除面宽23cm，得到类小梯形体；

步骤(9)，沿第八锯路锯解：将步骤(8)中得到类小梯形体的平整锯口朝下固定在跑车带锯机台上，所述平整锯口由锯条沿第七锯路锯切得到；开动跑车带锯使得其锯条沿着第八锯路将类小梯形体沿中心锯切一块宽23cm的毛边板；

步骤(10)，去毛边：将得到的毛边板的毛边去除，制成规格板材；

步骤(11)，干燥：将去除毛边的规格材送入木材干燥窑，干燥至木材含水率为11％-13％，放置阴凉地方调节平衡含水率，直至木材含水率达到当地平衡含水率；

步骤(12)，刨光：将步骤(11)的规格板材送入双面压刨进行双面定厚刨光；

步骤(13)，试件制作：根据国家标准要求切割小试件。

以上步骤(1)所述的原木的直径大于或等于14cm。

在步骤(1)中，在截断原木段的过程中，将原木段端头的腐朽、变色及创伤截去。

以上步骤(3)、(5)、(7)和(9)锯切毛边板时，左右调节锯路使木材年轮与锯路互相垂直，锯切加工后，得到标准的径切材毛边板。

以上步骤(11)所述的规格材干燥，干燥温度不宜大于60℃。

以上步骤(12)所述的双面定厚尺寸为20cm，允许误差为±0.5mm。

以上步骤(13)所述的试件规格与最终制作的标准试件尺寸的允许误差为±0.5mm。。

对比例1(毛板下锯法)：

选择12株速生人工林桉树无性系，7年生，胸径14cm以上，平均胸径约18cm，干形通直。伐倒样木，每株样木从树干根部沿树干方向0～2.0m，2.0～4.0m，4.0～6.0m处截取3段原木，造材长度2m。根据gb/t192098-2009《木材物理力学试验方法总则》，选定使用最多标准试件进行锯解加工，即规格为：20cm×20cm×20cm。

选取任意一段桉树原木送入跑车带锯的机台加以固定，且所述原木段的横断面中心正对跑车带锯的锯条；开动跑车带锯使得锯条沿着原木边部锯切第一侧板皮，该侧板皮厚度约为15cm，然后沿一面依次平行锯解。

将得到的毛边板制成规格板材，送入木材干燥窑进行干燥，干燥至木材含水率为11％-13％，将干燥好的板材堆垛在通风阴凉地方调节平衡含水率，直至木材含水率达到当地平衡含水率；将调节好的规格板材进行双面定厚刨光，再根据国家标准要求锯切小试件。

对比例2(三面下锯法)：

选择12株速生人工林桉树无性系，7年生，胸径14cm以上，平均胸径约18cm，干形通直。伐倒样木，每株样木从树干根部沿树干方向0～2.0m，2.0～4.0m，4.0～6.0m处截取3段原木，造材长度2m。根据gb/t192098-2009《木材物理力学试验方法总则》，选定使用最多标准试件进行锯解加工，即规格为：20cm×20cm×20cm。

选取任意一段桉树原木送入跑车带锯的机台加以固定，且所述原木段的横断面中心正对跑车带锯的锯条；开动跑车带锯使得锯条沿着原木边部锯切第一侧板皮，该侧板皮厚度约为15cm，然后将原木向外翻转90°，锯解相邻的一侧板皮，第二侧板皮与第一侧板皮的厚度相同。继而平行于这个锯锯解面依次锯成板材。在锯到一定程度时再以180°向里翻转，再锯去板皮，然后依次锯成板材。

将得到的毛边板制成规格板材，送入木材干燥窑进行干燥，干燥至木材含水率为11％-13％，将干燥好的板材堆垛在通风阴凉地方调节平衡含水率，直至木材含水率达到当地平衡含水率；将调节好的规格板材进行双面定厚刨光，再根据国家标准要求锯切小试件。

表1下锯法与规格试样的出材率

从表1可见，本发明的方法(实施例1)与常规的毛板下锯法(对比例1)、三面下锯法(对比例2)加工的锯材出材率相比，毛板下锯法(对比例1)和三面下锯法(对比例2)均略高于本发明方法，规格材出材率分别高出8.31％、1.83％。标准试样出材率方面，本发明的方法制作的标准试样数量最多，其次是毛板下锯法(对比例1)和三面下锯法(对比例2)；本发明的试样出材率较毛板下锯法(对比例1)、三面下锯法(对比例2)分别高出17.5％、25.81％。可见，虽然本发明的规格材出材率略低于毛板下锯法(对比例1)、三面下锯法(对比例2)，但是其制作的标准试件数量和出材率均远高于毛板下锯法(对比例1)、三面下锯法(对比例2)。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。