本发明是一种大幅面家具构件集成胶合拼板及其制备方法，属于小径材异型单元件集成胶合拼板技术领域。
背景技术：
随着我国天然林资源保护工程的实施，大径级木材原料供需矛盾日趋明显。人工林中小径级木材在整个木材资源中占比越来越大。但小径级木材存在着利用率低，易开裂变形、力学强度低，单元尺寸有限等缺陷。如何创新小径级木材利用方法，开发新型制材与集成胶合技术是解决小径级原木高效利用难题与缓解木材供需矛盾的有效途径。
目前，利用小径木制作大幅面方材，先将小径木剖分制成板材，通过梳齿、涂胶等工序实现纵向拼长、横向拼宽和层压拼厚，得到大幅面拼板。集成胶合构件不仅能保留实木的天然纹理，同时能够规避小径材尺寸小和木材材性不稳定的缺陷。然而目前市场上的拼板大部分是传统的平拼方式，小径材下锯后得到的板材很多是锐棱毛边板，若制成整边单元板，再进行平拼，需要两侧齐边成斜边材，明显减少了小径材的出材率。也有专利提出“异型单元集成板”，即拼板单元件横截面为梯形、三角形或菱形，拼宽方式有直接斜拼或在单元件侧面开榫槽和榫头进行匹配拼宽。直接斜拼容易在拼宽过程中在相邻单元件之间出现滑动错位现象，导致出现高度差从而增加刨光余量，加大木材损失。后者开榫槽和榫头的方法也在一定程度上浪费材料，同时使得加工工艺复杂化。
技术实现要素：
本发明提出的是一种大幅面家具构件集成胶合拼板及其制备方法，其目的在于解决小径材制作集成材利用率低，加工工艺复杂、以及家具构件结构性能不稳定等缺点，提供一种木材利用率较高、加工效率更高、结构性能更稳定的大幅面家具构件集成胶合拼板及其制备方法。
本发明的技术解决方案：大幅面家具构件集成胶合拼板，由三种柱材单元件组成，所述柱材单元件包括横截面为直角梯形的直角梯形柱材单元件、横截面为菱形的菱形柱材单元件和横截面为等腰梯形的等腰梯形柱材单元件；每两个等腰梯形柱材上下对称、通过上底面胶合成等腰梯形柱材单元件组件，每两个直角梯形柱材单元件上下对称、直角边对齐，通过上底面胶合成直角梯形柱材单元件组件；大幅面家具构件集成胶合拼板的两端为两组直角梯形柱材单元件组件，直角梯形柱材单元件的截面斜边腰长与菱形柱材单元件截面边长相同，集成拼板的中部为菱形柱材单元件组件和等腰梯形柱材单元件，相邻两个等腰梯形柱材单元件组件之间插入菱形柱材单元件，菱形柱材单元件截面边长与等腰梯形截面腰长相同；直角梯形柱材单元件组件与等腰梯形柱材单元件组件之间插入菱形柱材单元件；菱形柱材单元件分别与直角梯形柱材单元件、等腰梯形柱材单元件胶合固定。
其制备方法，包括以下步骤：
（1）原木筛选；
（2）柱材单元件加工成型；
（3）柱材单元件处理；
（4）制备集成拼板。
本发明的有益效果：
1）小径材的实际利用率和出材率更高，造成的木材损失更少，异型单元件加工采用下锯法方式，优化加工工艺，材料利用效率更高；
2）通过上下梯形柱材单元件上底面胶合成组件，中间嵌入菱形柱材单元件的形式，有效制约相邻异型单元件在拼板过程中出现的滑移情况，避免了单层异型单元件错位导致的刨削量增加，同时相邻单元件斜边侧面无需榫槽结合，降低了木材损失；
3）较小的异型拼板单元件释放了原木内部更多内应力，涨缩系数更小，相邻拼板之间的胶合面积较大，集成胶合后板件尺寸稳定性更好，拼板质量更高。
4）整个实木拼板的两个端面木纹和颜色变化更加跳跃，看起来更加美观，起到了一定的装饰性。
附图说明
附图1是四等分下锯示意图。
附图2是直角梯形柱材单元件及胶合在一起的直角梯形柱材单元件组件结构示意图。
附图3是菱形柱材单元件结构示意图。
附图4是等腰梯形柱材单元件及胶合在一起的等腰梯形柱材单元件组件结构示意图。
附图5是大幅面家具构件集成胶合拼板结构示意图。
具体实施方式
大幅面家具构件集成胶合拼板，由三种柱材单元件组成，所述柱材单元件包括横截面为直角梯形的直角梯形柱材单元件、横截面为菱形的菱形柱材单元件和横截面为等腰梯形的等腰梯形柱材单元件；每两个等腰梯形柱材上下对称、通过上底面胶合成等腰梯形柱材单元件组件，每两个直角梯形柱材单元件上下对称、直角边对齐，通过上底面胶合成直角梯形柱材单元件组件；大幅面家具构件集成胶合拼板的两端为两组直角梯形柱材单元件组件，直角梯形柱材单元件的截面斜边腰长与菱形柱材单元件截面边长相同，集成拼板的中部为菱形柱材单元件组件和等腰梯形柱材单元件，相邻两个等腰梯形柱材单元件组件之间插入菱形柱材单元件，菱形柱材单元件截面边长与等腰梯形截面腰长相同；直角梯形柱材单元件组件与等腰梯形柱材单元件组件之间插入菱形柱材单元件；菱形柱材单元件分别与直角梯形柱材单元件、等腰梯形柱材单元件胶合固定。
所述直角梯形柱材单元件和等腰梯形柱材单元件的斜边角度都为45°，所述菱形柱材单元件截面为正方形。
所述菱形柱材单元件由加工边角料接长后，通过四面刨精准加工制成。
其制备方法，包括以下步骤：
（1）原木筛选；
（2）柱材单元件加工成型；
（3）柱材单元件处理；
（4）制备集成拼板。
所述步骤（1）原木筛选：对小径材原木进行分类，选取曲度相似的小径材原木，原木弯曲程度达到20mm-25mm时，在弯曲处截断。
所述步骤（2）柱材单元件加工成型：原木平均剖成四等分，得到扇形板材，扇形板材利用带锯机去掉树皮，得到三角形单元,再将三角形单元用卧式带锯机锯剖成横截面为直角梯形或等腰梯形的梯形柱材单元件，直角梯形柱材单元件与等腰梯形柱材单元件的高、斜边腰长相同；用四面刨制取截面边长与等腰梯形截面斜边腰长相同的菱形柱材单元件。
所述步骤（3）柱材单元件处理：干燥步骤（2）处理得到的柱材单元件，干燥以后用风剪机剔除木材表面缺陷，然后将梯形单元件进行水平方向铣指榫，按照拼板要求进行纵向接长，然后选择合适的基准面进行刨铣砂光。
所述步骤（4）制备集成拼板：首先选取两个直角梯形柱材单元件，给其中一个直角梯形柱材单元件的上底面以及所有直角梯形柱材单元件的斜面施胶，每两个直角梯形柱材上下对称、直角边对齐，通过上底面胶合成直角梯形柱材单元件组件，拼板两组边缘单元件都是直角梯形柱材单元件组件；根据家具构件宽度要求选取合适的等腰梯形柱材单元件，给等腰梯形柱材单元件的上底面和斜面施胶，每两个等腰梯形柱材单元件上下对称，通过上底面胶合成等腰梯形柱材单元件组件；相邻两个等腰梯形柱材单元件组件之间插入菱形柱材单元件，两端的直角梯形柱材单元件组件与等腰梯形柱材单元件组件之间也插入菱形柱材单元件，用夹具分别对拼板两侧和上方进行夹紧施压，侧面压力为0.6mpa-1.2mpa，正面压力为0.4mpa-0.6mpa，保压至胶黏剂完全固化，随后进行陈放养生，制得大幅面家具构件集成胶合拼板。
所述步骤（4）制备集成拼板中，给等腰梯形柱材单元件和直角梯形柱材单元件施胶时，涂胶量为250-320g/m2。
下面结合附图对本发明技术方案做进一步说明：
如附图1所示，根据原木情况对原木进行四等分剖分，得到扇形板材，再对扇形板材进行分类，再将扇形板材锯剖成一定厚度的梯形板。这样做的好处是不仅可以剔除一些珍贵小径材树种髓心腐朽部分，也可以降低横向尖削度，提高异型单元件板材质量。而且获得的梯形单元件斜边倾斜角度大小统一，减少控制异型单元件斜边一致的工序。
获得梯形单元件以后进行干燥，干燥以后用风剪机剔除木材表面缺陷，然后将梯形单元件进行水平方向铣指榫，按照拼板要求进行纵向接长，然后选择合适的基准面进行刨铣砂光。
由于对原木进行四等分剖分，得到的梯形的两个斜边角度为45°，正好使得中间插入的单元件的横截面为正方形，正方形的边长与梯形斜边边长相等。
如附图2所示，先取一组梯形单元件，将其从中间纵剖，得到两组直角梯形单元件，放在拼板两个边缘方便夹具进行固定。采用淋涂的方式给其中一件直角梯形单元件的上底面以及两个梯形单元件的斜面单面涂胶，涂胶量为250-320g/m2。
如附图3所示，中间插入的规格正方形板材单元件可以利用加工家具的边角料接长后，通过四面刨精准加工制成，加工工序方便高效。
如附图4所示，根据宽度要求选取合适的一组梯形单元件，分别给其中单元件的上底面施胶和所有斜面施胶。
如附图5所示，首先选取两个直角梯形柱材单元件，给其中一个直角梯形柱材单元件的上底面以及所有直角梯形柱材单元件的斜面施胶，每两个直角梯形柱材上下对称、直角边对齐，通过上底面胶合成直角梯形柱材单元件组件，拼板两组边缘单元件都是直角梯形柱材单元件组件；根据家具构件宽度要求选取合适的等腰梯形柱材单元件，给等腰梯形柱材单元件的上底面和斜面施胶，每两个等腰梯形柱材单元件上下对称，通过上底面胶合成等腰梯形柱材单元件组件；相邻两个等腰梯形柱材单元件组件之间插入菱形柱材单元件，两端的直角梯形柱材单元件组件与等腰梯形柱材单元件组件之间也插入菱形柱材单元件，用夹具分别对拼板两侧和上方进行夹紧施压，侧面压力为0.6mpa-1.2mpa，正面压力为0.4mpa-0.6mpa，保压至胶黏剂完全固化，随后进行陈放养生，制得大幅面家具构件集成胶合拼板。
实施例1
制备大幅面家具构件集成胶合拼板的方法，包括以下步骤：
a、首先对原木进行分类，观察小径材原木的弯曲程度，对于弯曲程度较大的小径材，应在弯曲程度达到20-25mm处进行截断；
b、然后根据原木情况对原木进行四等分剖分，得到扇形板材，利用带锯机去掉树皮，得到三角形单元，然后三角形单元利用卧式带锯机按照一定厚度剖分成梯形截面单元件。这样做的好处是不仅可以提出一些珍贵小径材树种髓心腐朽部分，也可以降低横向尖削度，提高异型单元件板材质量。而且获得的梯形单元件一对斜边倾斜角度大小统一，减少控制异型单元件斜边角度一致的工序。中间插入的菱形柱材单元件可以是与梯形单元件材性相似的木材或工厂加工边角料制得；
c、获得梯形单元件以后进行干燥，干燥以后用风剪机剔除木材表面缺陷，然后将梯形单元件进行水平方向铣指榫，按照拼板要求进行纵向接长，然后选择合适的基准面进行刨铣砂光；
d、由于对原木进行四等分剖分，得到的梯形的两个斜边角度为45°，正好使得中间插入的单元件的横截面为正方形，正方形的边长与梯形斜边边长相等，中间插入的规格正方形板材单元件可以利用加工家具的边角料接长后，通过四面刨精准加工制成，加工工序方便高效；
e、然后对拼板单元件施胶，先取一组梯形单元件，将其从中间纵剖，得到两组直角梯形单元件，放在拼板两个边缘方便夹具进行固定。采用淋涂的方式给其中一件直角梯形单元件的上底面以及两个梯形单元件的斜面单面涂胶，涂胶量为250-320g/m2，再根据宽度要求选取合适的一组梯形单元件，分别给其中单元件的上底面施胶和所有斜面施胶，再放入四面柱材，根据拼板大小要求拼成合适宽度。用夹具分别对拼板两侧和上方进行夹紧施压，侧面压力为0.6mpa-1.2mpa，正面压力为0.4mpa-0.6mpa，保压后进行陈放养生。