实木橱柜门开裂变形原因及解决措施探析

摘 要： 如今实木橱柜门的应用越来越广泛, 由于实木柜门经常出现开裂变形等问题, 严重影响了消费者的使用体验。笔者试从木材的性质、柜门制作的结构和工艺出发, 分析其出现开裂、翘曲和变形等问题的原因, 并提出相应的解决措施, 以期能够减少实木柜门开裂变形, 提高用户使用感。

随着生活方式的与时俱进, 整体橱柜在人们生活中得到了广泛运用。整体橱柜大都采用分体构成的结构形式, 即由台面、柜体、柜门三大部分构成。其中柜门相当于橱柜的“脸面”, 通过变换柜门的款式、线型、色彩、材质、加工方式能形成不同风格和质感, 达到各种装饰效果并实现实用性和装饰性的结合。其中实木柜门因其自然的纹理和质感、多变的造型, 一直深受消费者喜爱。但是由于木材的天然缺陷和实木柜门较高的加工难度, 实木门板容易出现翘曲、变形及开裂等问题, 不仅影响橱柜的正常使用, 而且整体外观也大打折扣。笔者从实木柜门生产的工艺和结构出发分析其开裂变形的原因, 并提出相应的解决措施。

1 实木门板结构

按结构划分, 实木橱柜门分为板式门和框式门两种, 而板式门和框式门又有各自不同的结构和与之相对应的加工工艺。

1.1 板式门

实木板式门是使用木板拼接或榫槽结合而成的, 单板式门板一般厚度为20~22 mm。其造型简单, 纹理天然, 近年来随着简约风格的兴起, 板式门的应用越来越广泛。

板式门结构简单, 正面通常为平板, 背面和门板顶、底部因拼板方式不同而略有区别。常见的拼接方法主要有平口拼、企口拼、指形拼、穿条拼、搭口拼、插榫拼、螺钉拼、穿带拼、吊带拼、嵌端拼和嵌条拼等形式。因为柜门厚度限制及外观要求, 市面上的平板柜门一般为穿带拼或吊带拼, 也有部分厂家采用插榫拼的方式。其中插榫拼的方式与传统加工方式有所不同, 其采用长条的硬木条或金属条, 横向贯穿整块门板。

图1 柜门常用拼板方式

1.2 框式门

实木框式门是指采用框架嵌板结构的柜门, 是在木框中间用槽口法或裁口法将芯板嵌于木框内构成的。边框和芯板连接方式的不同, 构成了不同形式的框式门板。常见的框式柜门边框厚度一般为22 mm, 芯板厚度一般为16 mm, 四边可铣不同样式的线形, 中间部分稍高。也有芯板采用平的薄板, 其厚度仅为边框的槽宽。框式门通过边框和芯板的厚度差产生了层次和立体感, 边框和芯板不同的线型又能形成不同的外观组合, 所以框式门外形多样, 是如今实木柜门的主流结构形式。

木框的角部接合一般采用直角接合和斜角接合两种方式, 也有把直角和斜角两种接合方式结合起来的。按木框嵌板方式又分为裁口法和槽口法两种。槽口法嵌装牢固, 外观平整, 且不影响柜门的视觉效果, 因此应用较多。裁口法装板时须利用压条压在芯板周边, 多用于玻璃和镜子的装配。生产中因不同的工艺流程和装饰效果需要, 会采用不同的角部接合及嵌板方式。

图2 框嵌板方式

图3 边框角部接合方式

2 柜门开裂变形的原因及解决对策

实木柜门常见的问题有开裂、膨胀和翘曲变形, 其根本原因是木材的缺陷 (吸湿性、异向性、变异性和其他天然缺陷) 。在生产加工中, 如果没有妥善处理这些问题, 柜门就很容易因环境的变化而产生变形、开裂、翘曲等现象。

2.1 木材的天然性质

木材有着天然、可再生的优良性质, 作为家具材料有着不可比拟的优势。但是由于其细胞结构不均衡、木材中水分不稳定等特性, 使其作为家具材料又存在着诸多缺点。主要问题是吸湿性、异向性和木材缺陷。

木材在含水率低于纤维饱和点时具有吸湿性。木材解吸时尺寸和体积的缩小称为干缩, 相反吸湿引起尺寸和体积的膨胀称为湿胀。吸湿性 (胀缩性) 指的是木材的干缩、湿胀性。当木材暴露在空气中受到温度和湿度的影响时, 材性很不稳定, 容易发生水分、尺寸、形状和强度的变化, 并伴随着变形、开裂、翘曲和扭曲等问题。

木材同时还具有异向性, 即木材在纵向、径向和弦向三个方向上, 力学强度、胀缩性、导热、导电和传播声音等性质都具有一定差异。木材的干缩湿胀在纵向、径向和弦向呈现出较大差异, 由于纵向干缩率很小, 通常可以忽略不计;而弦向干缩率较大且约为径向干缩率的2倍。木材弦向和径向的差异, 常常使板材发生变形、翘曲, 其程度也因弦、径向差异程度的增大而变大。

除此之外, 木材还具有腐朽、虫害、裂纹、伤疤、变形等数十类天然缺陷, 这些缺陷也会影响材料的加工和稳定, 成为门板变形开裂的诱因。

2.2 柜门加工工艺与结构

2.2.1 干燥

为了避免门板出现开裂、翘曲、变形等问题, 首先要控制木材的含水率。木材干燥是在进行家具生产前的重要程序, 通常在人工干燥后, 使木材的含水率比当地年平均含水率低2%~3%, 这样能够有效地减轻木材的干缩与湿胀的影响。

2.2.2 拼板

拼板是柜门生产中的重要程序, 在柜门加工过程中通常是指宽度上的拼宽。由于木材径向和弦向干缩性的差异, 拼板的生产工艺如果控制得不好, 容易出现翘曲, 严重时还会出现开裂。影响拼板质量的首要因素就是选材, 好的材料是保证家具质量的前提。因为实木柜门的价值较大, 所以通常选用硬质阔叶材。这类树种一般密度大, 强度大, 具有美丽的纹理和色泽, 但相对于针叶材, 阔叶材的显微结构更为复杂, 细胞组织也不太规则和均匀[3], 这使得阔叶材的性质往往更不稳定。在选材时首先要注意避开有裂纹、伤疤、变形等天然缺陷的木材, 虽然有的缺陷在经过处理和涂装后并不影响柜门外观, 但是其本身性质不够稳定, 随着环境的变化, 很有可能诱发变形及开裂等问题。同时在选材时要选用树种、材质、含水率相近的材料, 这样能有效地减少木材异向性带来的影响。在木材纹路相近的情况下, 还应尽量选用窄板进行胶拼。由于木材的径向干缩率远小于弦向干缩率, 因此在进行大面积的门板拼接时, 应该选择径切板进行拼接。

板式门作为无固定依托的自由件, 相对于框式门容易发生翘曲变形, 所以在拼板时要更加注重加工方法。拼板时可以在门板背面横纹方向开槽, 破坏木材的整体纤维结构, 避免因纤维收缩不均匀而发生变形;在槽内设置横贯的硬木木条[3], 木条长度要稍小于开槽的长度, 一般也不施胶, 给门板预留横向的伸缩空间。也可以采取吊带拼的方法, 在门板背面加上横贯的硬木条或者金属条。这些方法都可以有效地防止门板翘曲。为了不影响门板背面的美观, 还可以采取特殊的插入榫拼的方式, 与传统的方式略有不同, 需要选用窄板进行拼接, 拼板前在木条侧面打上贯穿的圆孔, 拼板时插入柱形的金属条, 贯穿整块拼板。这样能够在不影响门板外形的情况下, 较大程度地保证其不发生翘曲变形。在拼板时还应当重视加工中的细节, 拼合处接缝严密, 涂胶均匀适量, 减少因拼板给门板变形带来的隐患。

图4 特殊的插入榫拼

2.2.3 结构

框式门相对板式门结构更复杂, 但因其框嵌板的结构, 相对更稳定。框式门利用框架结构对大面积板面进行分割, 一定程度上解决了门板因尺寸过大而变形的问题, 降低了门板变形的概率;另一方面, 边框和芯板结合处留有缓冲空间, 又在一定程度上缓解了门板的胀缩问题。

框式门边框的接合性能对整个门板结构的稳定性有着决定性的作用。边框接合方式常采用的有直角和45°斜角接合两种。为了保证角部接合的紧密, 在进行接合时除了原有的榫接, 配合使用圆棒榫, 既便于加工又能保证接合强度。芯板由于宽度较大, 通常是门板膨胀和收缩的主体, 所以在嵌板时, 一方面要在边框槽内预留足够的膨胀空间, 另一方面芯板嵌入的部分要有收缩的余量, 因此, 嵌板时不需要涂胶, 只需把芯板紧贴边框的槽安装, 在门板边框竖板的槽内每隔300 mm安装一颗橡胶粒。

2.2.4 涂装

涂装阶段对门板的稳定也有着重要作用。首先体现在涂装的时间上, 在完成木工阶段的流程后, 应该尽快进行涂装处理, 涂料形成的漆膜可以有效地阻止水分进入木材内部。框式门在完成芯板的加工后, 也应尽快对芯板进行前期的底漆涂装, 待组装完成后再进行统一的面漆涂装处理。此外, 涂料固化后会产生一定的内应力, 这种内应力如果处理不当, 也会造成柜门的翘曲变形。因此在涂装过程中, 同一块门板正反面的涂装厚度应当尽量保持一致, 以抵消内应力带来的变形。

2.2.5 生产管理

除此之外, 在生产管理中还有一些必须注意的问题。整个柜门的生产加工是一个系统的过程, 流程中的每一步都足以对柜门的稳定性造成影响, 从原材料的处理到较终包装运输, 无一不影响着门板的质量。除了干燥、拼板、组装、涂装等工序外, 衔接的环节也应当重视。首先是原材料和半成品的摆放, 应当平整摆放、保持干燥, 避免其在生产过程中因吸湿或不合理的摆放而发生变形。其次应当合理组织生产进度, 使门板尽快进行前期工序, 完成涂装, 阻止水分的渗透, 但也需要注意拼板和组装阶段应预留足够的胶水固化时间, 组装时应使用夹具加压, 帮助固化, 保证安装后柜门结构不松动。

3 结语

实木橱柜门在生产中虽然受到诸多因素影响, 易发生翘曲、变形和开裂等问题, 但是选择合适的结构并控制好生产工艺流程, 能够较大程度地消除因木材的吸湿性、异向性和其他天然缺陷所带来的影响。