留住手藝:木材基礎知識
要成為一個木工,在懂得使用各種炫酷的工具前,先要了解你的對象--木頭。我們必須了解木頭最基本的三大問題:木材是什麼(怎麼分類)?他們從哪裡來?他們有什麼缺陷?知道了這些,以後在實際操作中就有了最基礎的依據和判斷了。
1.木材是什麼(怎麼分類)?
木材主要分為針葉材和闊葉材。
針葉材(softwood),樹葉開頭像針,屬於無孔材/軟材。
例子:松樹/杉樹柏樹等。
特點:強度高,脹縮變形小,耐腐蝕性強,紋理順直,容易加工。
應用:建築工程中主要使用的木材,多用作承重構件/門窗等(中國古代大部分建築也是用軟木)。
闊葉材(hardwood)。樹葉扁平狀,導管可見,屬於硬材。
例子:各種紅木/水曲柳/黑胡桃等。
特點:木質較硬,密度較大,紋理漂亮,脹縮變形大,加工較難。
應用:常用作內部裝飾,傢具,次要承重構件等。
2.他們從哪裡來?
先看定義:木材是能夠次級生長的植物所形成的木質化組織。這些植物在初生生長結束後,根莖中的維管形成層開始活動,向外發展出韌皮,向內發展出木材。木材是維管形成層向內的發展出植物組織的統稱,包括木質部和薄壁射線。
有點難懂,我們看看下圖:
次級生長就是說從形成層分裂產生新細胞,向外髮長樹皮,向內長木材。因為形成層在樹皮底下,所以越往中間,形成的時間越久遠,越靠近樹皮越「新鮮」。形成層長出邊材(新的木材),隨著時間的轉移,邊材漸漸變成芯材。
然後我們再看看各部位的具體區別:
那麼適合用來做傢具的木材部分其實只有芯材了,其他的部位要麼不穩定,要麼就是密度太低也容易腐朽。因為芯材之一般占的比例也不是特別大,而幼齡材和髓心也不適合做成傢具,所以芯材的利用率就至關重要了,以後我們會說到怎樣更好的利用芯材,從而提高出材率。(成品量/原始配料量)
3.他們將會有什麼變化?
知道了哪些部位能用哪些不能之後,我們還必預知我們手上的木頭將會產生什麼的變化,從而知道應該把它用在什麼部位。這裡就需要學習木材的缺陷及其影響了。以下我們主要講解天然的缺陷。
1)節子(結疤):樹榦內部的活/枯死枝條的基部。
-活節:節子與周圍木材緊密連生,質地堅硬,構造正常。(如下圖)
-死結:節子與周圍木材大部分或全部脫離,在板材中有時脫落成空洞的樣子。(如下圖)
-漏節:節子本身腐朽並已深入樹榦內部的腐朽。(如下圖)
節子對材質的影響:降低木材的抗彎抗拉強度,並使木紋紊亂從而增大刀具的損耗。
2)腐朽:受木腐菌侵蝕,使木材結構變得鬆軟/易碎。(如下圖)
腐朽對材質的影響:破壞木材的物理力學強度,使重量變輕,吸水性大,強度和硬度降低甚至喪失。
3)蟲眼:昆蟲或海生鑽孔動物蛀蝕木材形成的孔道。(如下圖)
蟲眼對材質的影響:破壞木材的完整性,使木材的強度和耐久性降低,是引起木材變色和腐朽的主要通道。
4)裂紋:木材纖維與纖維之間分離形成的裂隙。(如下圖)
-縱裂:走向穿透木材紋理,且會逐漸延伸。
-輪裂(環裂和弧裂):多產生於木材紋理之間(年輪方向),在乾燥過程中會延伸。
-炸裂:縱裂相連發展嚴重時形成炸裂。
裂紋對材質的影響:破壞木材的完整性,降低了強度,影響出材率和裝飾價值。
5)樹形缺陷:樹木在生產過程中收環境條件影響,使枝幹出現不正常不規則的形狀,主要有彎曲,尖削,大兜,凹兜和樹瘤等。(如下圖)
樹形缺陷對材質的影響:降低了木材強度,影響出材率,尤其注意多向彎曲。
6)木材構造缺陷:樹榦由於不正常構造所形成的缺陷,主要包括扭轉紋,應壓木,應拉木髓心,雙心,偽芯材等。
-扭轉紋:(如下圖)
-應壓木(針葉木)/應拉木(闊葉木):髓心偏向一側,且偏心部分的年輪特別寬。影響:硬度,抗壓抗彎度強,但是加工後翹曲和開裂嚴重。(如下圖)
總結一下,木材分為軟材和硬材。木材是從形成層生長出來,越往中心處年份越久遠。木材是天然的材質,很多因素(先天和後天)會影響其材質。其中木頭的缺陷主要有結疤,腐朽,蟲蛀,裂紋,樹形缺陷和木材構造缺陷。選材的時候注意避免這些缺陷,否則成品會有問題。在解決了木材最基本的3大問題後,我們下周將會了解如何去切木材!
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