發展歷史
很久以前人們就用火烤來彎曲木頭，但彎曲半徑很大。1830年，M.Thonet發明了在彎曲木材的凸面包裹鋼帶使其受壓彎曲的方法。他還將山毛櫸枝蒸煮後直接彎成各種彎曲的椅腿、椅背和椅座，制成實木彎曲椅(圖1b)，使木材彎曲制作技術實用化。芬蘭A.Alver在1929 ~ 1935期間設計制造了多種曲面膠合家具。1942年，B.Mathsson設計了各種具有人體曲線的曲面膠合家具。第二次世界大戰期間，彎曲粘接技術被廣泛用於制造飛機和船只等零件。由於人們長期不斷的努力，折彎膠合技術和設備日臻完善，品種也越來越多。自20世紀50年代以來，彎曲膠合家具在丹麥、瑞典、芬蘭、挪威、美國、日本和蘇聯迅速發展。大量彎曲膠合家具和其他產品在國際市場上生產和銷售。中國從1958開始生產實木彎折家具並批量出口。同時還生產彎曲膠合椅座、椅背、谷物提升板等產品。自1979以來，上海等地相繼開發生產了多種新型彎曲膠合家具，並打入國際市場。
圖1木材彎曲方法
分為方形彎曲、薄板彎曲膠合、鋸口彎曲膠合和人造板彎曲。
方形彎曲
將方木軟化，在彎矩的作用下彎曲成所需的曲線形狀，幹燥定型的過程。
方木彎曲原理
木材彎曲時，在凸面產生拉應力，在凹面產生壓應力。中間層既不拉伸也不壓縮，稱為中性層。在室溫下，纖維方向上的最大拉伸應變約為2%，壓縮應變約為4%或更大。在高溫高濕條件下，木材的拉伸應變值不變，但壓縮應變值明顯增大，這因樹種和處理條件不同而異。櫸木、榆樹等硬木可達25 ~ 30%。當木材的受拉面靠近兩端有擋塊的鋼帶，木材和鋼帶整體彎曲時，由於中性層轉移到受拉區，鋼帶承受拉力，木材只在壓縮力的作用下彎曲，所以木材可以彎曲成較小的彎曲半徑。木材的彎曲性能通常用h/r表示，壹定厚度的木材彎曲半徑越小，其彎曲性能越好。彎曲性能H/R = ε1+ε2/1-ε 2，H為方木的厚度，R為模具的半徑，ε1和ε2分別為方木的允許拉伸和壓縮應變值。彎曲性能好的樹種有山毛櫸、水曲柳、榆樹、白橡木、水曲柳、山核桃、桑木等。軟木和軟木的彎曲性能較差。年輕邊材和邊材比老邊材和心材具有更好的彎曲性能。
方木的彎曲加工
包括選毛、柔軟處理、壓彎幹燥和定型步驟。
(1)毛料選擇在準備毛料時，應選擇彎曲性能好的樹種，質地要順直，無腐朽、斜紋、皮夾雜、結疤等缺陷。羊毛的含水率為25 ~ 30%，過高或過低都會影響彎曲質量和成本。為了保證彎曲時鋼帶緊貼方木的凸面，彎曲前應將木材表面刨平。
②軟化處理的目的是提高木材的彎曲性能。處理方法包括水熱處理(蒸煮)、高頻和微波加熱處理以及化學處理。水熱處理在蒸煮鍋或沸騰罐中進行。處理溫度通常為110 ~ 140℃。高頻和微波加熱能使羊毛在幾分鐘內達到加熱軟化的要求，適用於含水率較高的羊毛。化學處理可分為氨增塑、尿素增塑和堿處理，氨增塑包括無水液氨(-33℃)、氣態氨和氨水處理。水熱軟化法成本低，操作簡單，在實際生產中應用最廣泛。
(3)用鋼帶和兩端帶止端的模具進行加壓彎曲。鋼帶厚度為0.2 ~ 2.5毫米。通常硬闊葉樹彎曲時的端壓力為2 ~ 3 MPa。形狀復雜或生產量小的零件，通常用手工折彎(圖2)，批量生產時，常用U型折彎機(圖3)、環型折彎機(圖4)或成型模具熱壓法。
圖2④如果彎曲後立即釋放壓力，幹燥定型的羊毛在彈性回復下會變直。因此，彎曲的羊毛必須在彎曲狀態下幹燥至含水量約為10%，使其彎曲形狀固定。常用的定型方法有三種:將羊毛從模具鋼帶上卸下後，插入與羊毛彎曲形狀相同的框架中晾幹。這種方法的拒絕率很高。彎曲的羊毛和模具鋼帶在60 ~ 70℃的窯爐中幹燥成型。這種方法需要大量的模具鋼條，但質量好，成品率高。用高頻或蒸汽加熱直接在折彎機上使羊毛定型。這種方法既能保證質量，又能使折彎機達到高利用率，而且只需要壹副模具。
圖3
圖4薄板的彎曲和膠合
壹系列加工過程，將壹疊膠合好的薄板按要求制成壹定厚度的板坯，然後在模具中彎曲、膠合、成型，制成曲面零件。也稱為成型膠合。彎曲膠合零件的形狀有U形、L形、O形、H形(圖1a)、X形和帶塊的H形，甚至三維彎曲。片材可以是單板、平切單板、竹或膠合板、纖維板等。在壹定條件下，樹木薄板的彎曲性能h/R是壹定的，當厚度減小時，彎曲半徑也減小。因此，該方法可以獲得彎曲半徑小、曲線形狀復雜、厚度大的彎曲件，且不受樹種限制。折彎塗膠工序包括板材準備、塗膠與配坯、折彎塗膠、定型。
薄板制備
首先根據產品所需的形狀、大小、強度，合理選擇樹種，確定板材厚度。紙張的含水率通常為6 ~ 65438±02%。將板材加工成所需的長度和寬度。片材厚度越小，彎曲半徑越小，彎曲越方便，但用膠量越大。
膠水分布
膠粘劑要根據產品的使用環境來確定。室內家具的彎折粘接部位宜使用無色透明、耐水性適中的脲醛膠或三聚氰胺膠。酚醛膠應該用於車輛、船只或建築部件。單面塗布量為100 ~ 130g/m2。薄板的層數根據彎曲部分的厚度、薄板的厚度以及彎曲和膠合時的壓縮比來確定。壓縮比通常為8 ~ 30%。根據彎曲和膠合部分的應力，確定薄板纖維的配置方向。各層薄板纖維方向相同的平行配置法適用於沿纖維方向受力的構件，如椅腿、桌腿等。相鄰層單板的纖維方向相互垂直的交叉配置法適用於制造椅座、椅背等部件。混合配置法兼有上述兩種纖維配置方向，用於形狀復雜的零件。
彎曲、膠合和設置
這是通過模具和加壓設備進行的。按彎曲膠合壓制方式可分為兩種:用壹對硬模壓制(圖5)和用硬模與軟模組合壓制(鋼帶、膠袋或軟管)(圖6)。按模具結構可分為整體模具和分段壓力模具。模具可以由木頭或金屬制成。硬模的優點是結構簡單，加壓方便，使用壽命長，缺點是加壓不均勻。軟模加壓時，壓力容易調節，各部分壓力均勻。木制模具常用於高頻介質加熱、低壓加熱和小批量多品種生產。它們成本低，制造容易，但使用壽命短，容易變形，需要及時校正。金屬模具采用鋁合金或鋼，適合蒸汽加熱，產品形狀精度高，模具壽命長，適合大批量生產。加壓設備是單向或多向壓力機，它是垂直的或水平的，大部分是垂直的。封閉的曲面零件，如椅座圈、桌板等。，可通過內外模具連續纏繞或壓制。在彎曲和膠合過程中施加到板坯上的壓力不僅用於彎曲板坯，而且用於克服單板層之間的摩擦和厚度方向的壓縮。原則上加壓方向應垂直於板坯表面，以防止板坯因受力不當而在模具內發生位移，因此常設計成根據彎曲部位形狀分段，多方向加壓。板坯在模具中的合理位置應通過計算來確定。膠水固化後才能脫模。脫模後，彎曲件必須經過壹段時間的陳方，使零件中的含水量均勻，內應力平衡，這樣加工出來的彎曲件才能保證壹定的形狀和尺寸精度。
圖5
圖6切口彎曲膠合
沿羊毛的縱向或橫向鋸切口，然後將其彎曲成型。當鋸縫沿羊毛纖維方向鋸入膠合單板時，彎曲加壓的方法稱為縱向鋸縫彎曲。可用於制作桌腿等。垂直於纖維方向鋸切口並在壓力下彎曲的方法稱為橫向切口彎曲。能制造弧形曲面零件。根據板的厚度和彎曲半徑確定切口的寬度、深度和間距。切口是矩形或楔形的。
人造板彎曲
纖維板可以在常溫下正常或潮濕狀態下彎曲，也可以在受熱潮濕狀態下彎曲。特別是在加熱潤濕的狀態下，由於木質素和半纖維素的軟化，纖維板具有很大的可塑性，可以加工成較小的彎曲半徑。彎曲時，凸面應覆蓋壹層厚度為0.2 ~ 0.4毫米的金屬板，以避免凸面出現裂紋。壓力成型時間隨纖維板的曲率半徑和厚度而變化。彎曲後，纖維板必須充分幹燥，以保持彎曲的形狀。壓彎方式有三種:沿模具移動壓輥、陰模壓和陽壓。刨花板的彎曲加工壹般采用背面開槽法。用於家具時，凹槽間距約為10 mm，凹槽深度達到離表面1 ~ 2 mm。為了保證表面的光滑，槽的背面往往貼兩層薄木。