1.1　木材加工特點

通常意義的木材是指樹木的樹干部分，又稱原木或實木，是由纖維素、半纖維素和木素等組成的天然有機高分子材料。由于木材資源的緊缺、人類環保意識的增強以及制造技術的進步，木質材料的內涵變得更加豐富。廣義上的木質材料應該包括木材、木質人造材料和木質復合材料。木質人造材料包括人造板材、人造方材和成型材料；木質復合材料包括木材塑料、塑化碎料板和木質復合結構板等。

不同的木質材料具有不同的加工特性，其應用范圍也有差別，接下來的內容將圍繞木制品加工中的常見材料及其加工性能進行詳細介紹。

1.1.1　木材的分類及特點

木材分類的方法很多，主要有：

（1）按樹種分　可分為針葉樹材（如松木、柏木等）和闊葉樹材（如榆木、樺木、楊木等）。

針葉樹理直、木質較軟、易加工、變形小。大部分闊葉樹質密、木質較硬、加工較難、易翹裂、紋理美觀，適用于室內裝修。

針葉樹樹葉細長如針，多為常綠樹，材質一般較軟，有的含樹脂，故又稱軟材，如：紅松、落葉松、云杉、冷杉、杉木、柏木等，都屬此類。可用于制造木制包裝，橋梁，家具，造船，電桿，坑木，枕木，樁木，機械模型等。闊葉樹樹葉寬大，葉脈成網狀，大部分為落葉樹，材質較堅硬，故稱硬材。如：樟木、水曲柳、青岡、柚木、山毛櫸、色木等，都屬此類。也有少數質地稍軟的，如樺木、椴木、山楊、青楊等。可用于木質包裝，造船，車輛，橋梁，枕木，家具，坑木及膠合板等。

（2）按用途分　可分為原條、原木、鋸材三類。

原條系指已經除去皮、根、樹梢的木料，但尚未按一定尺寸加工成規定的材類，主要用于建筑工程的腳手架，建筑用材，家具裝潢等。

原木系指已經除去皮、根、樹梢的木料，并已按一定尺寸加工成規定直徑和長度的木料，原木可以直接使用也可以加工后使用。

直接使用的原木主要用于建筑工程（如屋梁、檁、椽等）、樁木、電桿、坑木等；加工原木可用于膠合板、造船、車輛、機械模型及一般加工用材等；鋸材一般指板方材，是指已經加工鋸解成材的木料。寬度為厚度的三倍或三倍以上的，稱為板材，不足三倍的稱為方材，用于建筑工程、橋梁、木制包裝、家具、裝飾等。

（3）按照形態分　木質材料主要分為木質板材、木質型材、木質線材、木質片材、竹制品等類別。

（4）按材質分　原木可分為一等、二等、三等；鋸材分為特等、一等、二等、三等。

（5）按密度分　可分為輕材，密度小于400kg/m3；中等材，密度在500～800kg/m3；重材，密度大于800kg/m3。

表1-1列出了常用的實木材料及其性質。

1.1.2　木材的性能

木材的具有下性能：

（1）具有調濕特性　當空氣中蒸汽壓力大于木材表面水分的蒸汽壓力時（即木材比空氣干燥，木材就吸收空氣中的水分），稱之為吸濕。相反，如果木材中蒸汽壓力大于其周圍空氣中的蒸汽壓力時（即木材比空氣濕），木材中的水分就蒸發到大氣中去，這叫解吸（干燥過程）。木材干燥就是利用木材的解吸特性，另一方面，由于木材具有吸濕性，隨著環境溫度和空氣濕度的發化，木材會出現變形、翹曲和開裂等缺陷，使木材材質的等級下降，甚至成為廢材。木材的吸濕性直接影響木制品的質量。

木材依靠自身的吸濕性與解吸作用，直接緩和與穩定室內空間濕度變化的特性，稱為調濕性。木材的調濕性對人體的健康有益，所以人們進行室內裝修、儲存物品等都喜歡用木材。木材的厚度與調濕效果有很大關系，實驗表明：3mm厚的木材只能調節1天內的濕度變化，5.2mm的木材可以調節3天，9.5mm厚的木材可以調節10天，16.4mm厚的木材可調節1個月。室內的濕度是處于動態變化狀態，要想使室內濕度保持長期穩定，必須增加裝飾材料的厚度。

據綜合評定結果，軟質纖維板的調濕性最好，木材、膠合板、刨花板、硬質纖維板等的調濕性能優良，玻璃、聚乙烯膜、橡膠、金屬等的調濕性能最差。

（2）隔聲吸聲性　木材的聲音是鑒別優劣的指標，凡材質好的木材，用斧背敲擊，聲音鏗鏘有力，當木材中空或腐朽時，則發啞聲。木材對聲音吸收用吸聲系數來表示，即木材吸收的聲能量與作用于木材的聲能量之比。開啟的窗的單位面積的吸聲為1或100%，把這個作為基準與其他物質的吸聲系數比，稱為該物質的吸聲率。吸聲率隨材料厚度增加而增加，超過20mm則無影響。表1-2列出各種材料的吸聲率。

根據表1-2所列各種物質的吸聲率，當聲波入射到刨削過的木材表面時，能量的94%被反射，6%被吸收，而當入射到沒有刨削過的粗糙的木材表面時，吸收率就增大，如未上漆的木材吸聲率為6%，涂過漆的木材為3%，說明表面粗糙的木材的吸收更多的聲能轉化為熱能。輕軟而多孔性的材料吸收聲音的能力較強，所以木材的吸聲性能比磚好。當然，木材的隔聲性能比混凝土差，這是由于木材易透聲音的特性。

（3）具有可塑性　在濕熱條件下對木材施加壓力或拉力，使之產生較大的彈性變形，然后干燥、冷卻、使彈性變形轉化為塑性變形，當外力解除后，變成新的形狀而又不破壞木材構造的特征，稱之為木材可塑性。木材的可塑性受木材含水率、溫度、樹種和樹齡的影響。溫度在0℃以上，木材可塑性隨含水率的增加而增大，特別是當溫度升高和含水率增加的情況下塑性更大。木材可塑性廣泛用于壓縮木和曲木工藝及拱形造型、造船、紡織工業、曲木家具等。凡需利用木材可塑性這一特性的各類木制品，最宜選用含韌性木纖維高的水曲柳、榆木、櫟木、山棗等環孔材或半環孔材。

（4）多孔性　木材由各種類型的細胞組成，這些細胞是中空的，集成許多孔隙，同時，在細胞壁內、微纖之間也有許多空隙，在細胞之間還有許多紋孔相通。木材的多孔性使得木材具有以下特性：

① 絕熱性，木家具給人以冬暖夏涼的舒適感和安全感，這是因為孔隙中充滿的空氣阻礙導熱，木材的孔隙越大，導熱性就越低；

② 回彈性，木材在結構上的多孔，使得木材在力學上具有良好的回彈性。當木材在受動載和沖擊載荷時，即使超過彈性極限范圍，也能吸收相當部分能量，能受較大的變形而不折斷，木材橫紋受力時此種特征尤其顯著；

③ 硬度較小，易于加工。木材的多孔性使木材易于機械加工，如鋸解、切割、切削、旋切等而且也易于進行化學處理，如制漿、水解等，同時也有利于木材防腐、木材干燥以及木材改性處理等。

（5）密度較小，易于水運　木材的多孔性使得木材具有一定的浮力，可以水上運輸，這不僅節省開支，而且防止被蟲和真菌危害，達到保存木材的目的。由于木材浸在水中，大部分孔隙被水填充，導致空氣缺乏，菌類無法生存，使木材不易腐爛。同時由于水在胞腔內長時間浸泡，使可溶性的物質被溶解掉，致使木材鋸成板材進行干燥時，木材中的水分就因胞腔內不被內含物堵塞而易排除。

（6）易燃性　木材容易燃燒，凡是以木板為基質的木制品、木構件和木建筑物，都要注意防止火災的問題。可以對木材進行阻燃處理，對木材進行阻燃處理的方法很多，大致分物理方法和化學方法兩類。

① 物理方法，與不燃物質混用，使可燃性成分的比例降低，或用覆面材料隔斷火焰與熱和氧的接觸。例如用石膏、水泥、石棉纖維等無機物與木質材料混合，用石棉紙、石膏板、金屬板覆面等；

② 化學法，一種方法是在木材或木質材料中注入難燃的化學劑，另一種方法是加入在火焰下能生成抑制燃燒的化合物達到阻燃的效果。

經阻燃處理的木材強度略有下降，吸濕性的變化因阻燃劑種類、用量和樹種而異，無機鹽類處理的木材，對其膠合性能無不良影響；涂飾時，應將含水率控制在12%以下，相對溫度在65%以下，否則，在高含水率涂飾時，木材表面易用產生漆膜發色、污染或有結晶產生。

（7）木材的脹縮性　濕材因干燥而縮減其尺寸或體積稱之為干縮（也叫做“木材各向異性”，亦稱“非均質性”），干材因吸濕而增大其尺寸或體積稱之為濕脹。干縮和濕脹是木材固有的性質，這個性質會導致木制品尺寸不穩定，引起變形、翹曲和開裂。例如，衣柜因干燥導致裂縫很大，又因濕脹而不易拉開，一張圓桌會變成橢圓形。木材的這些缺陷可以通過人工干燥及其他方法來減少和克服。

（8）木材的脆性　木材在破壞之后，沒有或少有明顯變形的性質，即不變形就破壞的性質，稱為脆性。脆性產生的原因有化學處理、物理處理等，脆性木材較正常材輕，纖維含量低。為了確保生命安全，脆性材不宜用作橋梁、屋梁的建筑極件、運動器械（如雙杠等）。

（9）木材的老化性　木材在存放和使用中，光澤和顏色會發生變化，使木材表面變得粗糙，出現自然老化現象，稱為木材的老化。木材的老化作用包括光、熱、水和其他大氣因素所引起的物理、化學作用。例如，落葉松在光波長（3000～3900）×10-10m發黑色，在（3900～5800）×10-10m明顯發為黃色，波長在5800×10-10m以上則很少變色。可見太陽光的波長越短對的變色影響越大，因為光波越短，能量越大。太陽光的紫外線波長為（1500～4000）×10-10m，到達地球表面的光能很大，能發生光氧化反應，對木材的表面變色、產生老化有重大的影響。

（10）木材的表面鈍化性　木板或單板在干燥過程中，由于溫度過高使木材表面的可濕性降低，形成一層憎水表層，妨礙涂膠時膠液向板面擴散，導致膠層固化不良，降低膠合強度，這種現象稱為木材的表面鈍化性。木材表面鈍化，在木材機械加工過程中，不僅影響加工質量而且影響成品的質量。

此外，木材還具有質輕、有天然的色澤和美麗的花紋、易于加工和涂飾等特性。