非結構集成材的加工技術
非結構集成材（以下簡稱集成材）是一種家具和室內裝飾用材，是由剔除木材缺陷（節子、樹脂、腐朽等）的短小木方指接成一定長度后，再橫向拼寬（或拼厚）膠合而成。由于集成材剔除了木材缺陷，但并未改變木材本身的結構和特性，因此仍然是一種天然木材，它不僅具有天然木材的質感，外表美觀，材質均勻，而且克服了天然木材易翹曲、變形、開裂的缺陷人，其抗拉、抗壓強度也優于天然木材，是一種人造板不可替代的新型板材。更重要的是真正做到了小材大用，次材優用，充分利用工廠加剩余廢料和速生小徑材，提高了木材的綜合利用率和附加值，可有效的緩解木材資源的供需矛盾，是一種綠色環保用材。
集成材主要用于家具、樓梯、扶手、門窗和室內裝修構件，國際上非常流行。用集成材物高檔家具，不僅外表美觀，而且堅固耐用，深受消費者歡迎。因而集成材出口具有廣闊的市場前景。我國集成材技術的應用始于20世紀60年代初，但發展緩慢，至今仍停留在只利用加工剩余廢料小批量生產的水平上，目前全國集成材年產量僅有4-5萬m3，遠遠不能滿足使用需要，與發達國家相比也存在很大差距，生產集成材的主要原材料小徑材在我國一直未能有效開發利用。我國森林覆蓋率低，木材蓄積量少，大徑級的優質木材供需矛盾十分突出，所以大規模生產材質優良的集成材，是充分利用加工剩余廢料、提高小徑木綜合利用與附加值的一條有效途徑。
為了保證集成材生產的規模、效率、指接長度、精度和膠拼強度，必須引進先進的、機械化自動化程度高的集成材生產設備。我國已有企業引進了一些先進的集成材生產線，但大多未能得到充分利用，沒有形成一定的生產規模，加工技術不成熟，加工質量不穩定。本文提出集成材加工的一些工藝技術，供集成材生產廠家參考。
1 質量標準
1.1 材種
落葉松、水曲柳、榆木、柞木、楊木、杉木、云杉、橡木、橡膠木等。
1.2 材質
集成材材質如要求過高，則會影響出材率，過低則影響產品質量，根據國內實際生產情況，參照國外相關標準制定下表供參考。
注：①節子、腐朽、樹脂等缺陷可修補、修補后最大間隙±0.2mm，修補個數5個/m2。
②產品規格尺寸按需確定，尺寸公差：厚度1.0mm，長度正公差不限，負公差為0。
1.3 含水率
木材含水率是影響集成材開膠，端裂、翹曲等缺陷的主要因素之一。含水率過高，膠合強度低；而含水率過低，膠粘劑中的水份很快被木材吸收，粘接性亦不良。一般要求木材含水率8%-12%為宜，且相鄰木條間含水率差不能超過±2%。所以木材必須通過高質量的干燥處理，并要求在干板庫陳放半個月以上，消除干燥應力，使含量水率均勻一致。
1.4 耐水性
將集成材試樣在水中常溫浸泡6h，置于40°C的恒溫干燥箱中干燥18h，膠縫剝離率應小于10%，且同一膠縫剝離長度應小于膠縫總長的1/3。
2 工藝技術
2.1 生產工藝流程
制材→干燥→毛板雙面刨光縱剖→剔除缺陷→指接→板條刨光涂膠→拼寬→板面刨平（涂膠、拼厚，最后加工）。
2.2 木材干燥
用加工剩余廢料生產集成材，應嚴格控制廢料的含水率，使之符合含水率的要求。若采用小徑材生產，由于小徑材干縮、濕脹、開裂、變形比較嚴重，在干燥時極易產生開裂和變形，所以鋸剖后的毛邊板可采用“煮沸→自然干燥→低溫人工干燥”的處理工藝，先在90°C熱水中煮2h，使其邊、心材含水率均勻，消除內應力，浸出樹脂成分等。然后自然干燥到含水率40%以下，再在55°C溫度下窯干48-72h，使之達到8%-12%的含水率即可。
2.3 集成材加工
2.3.1 指接加工 指接包括齒榫加工、涂膠、加壓膠合和定長截斷四個工序。根據一臺機床上完成工序數不同，指接加工機械有單機和自動化機械二種加工方式。圖1所示為指接自動化機械中的一種結構形式。其加工次序是：1由進料輥將木料送入機內；2用壓盤分別將木料壓緊；3水平刀軸下降，進行齒榫加工；4刀軸返回；5由涂膠裝置涂膠（噴膠或刷膠）；6活動工作臺移動，將齒榫加壓；7壓盤上升；8工作臺返回；9移動指接后的木料；10定長截斷。
2.3.2 拼寬 拼寬是將指接好的板條經刨削、涂膠、加壓膠合三個工序加工成板狀集成材。拼寬的專用機械有多層熱壓機和拼板機（拼板機又可分為熱壓板式拼板機和旋轉式拼板機，而熱壓板拼板機按板條進入方式有縱向進料和橫向進料兩種形式）。多層熱壓機如圖2所示，其加工次序為：1將涂膠的板條放在工作臺上配板坯，再由裝板機送入熱壓機之間；2熱壓板閉合，壓力為1-2kg/cm2；3由液壓缸施加7-8kg/cm2的橫向壓力；4由熱壓板的熱傳導使膠液固化；5解除橫向壓力，熱壓板下降；6由卸板機取出產品。
旋轉式拼板機是由傳送鏈上帶有許多金屬夾緊器組成，膠拼版坯放入夾緊器中夾緊（夾緊裝置由電機或液壓缸驅動），傳送鏈由電機帶動旋轉，每轉一周后，拼板中的膠液固化，即可從夾緊器中卸下，更換另一塊拼板，為了加快膠合速度，傳送鏈下可增設加熱器。采用旋轉式拼板機拼寬，生產效率高，可拼大幅面板，采用如水溶性乙烯聚胺脂膠等快速固化膠可進一步提高生產效率。
2.3.3 拼厚 有時根據需要加工好的集成材板材還需要進行厚度膠拼。拼厚包括板材刨平、涂膠和加壓膠合等工序，板材刨平可用雙面刨，拼厚多采用螺旋加壓裝置、液壓加壓裝置和冷壓機膠壓。
2.4 指接工藝參數
2.4.1 齒長10-40mm，力學性能隨齒長加大而增強，斜度為1/8-1/10。
2.4.2 膠種 非結構集成材用膠有脲醛膠、乳白膠、水性聚胺脂膠等。涂膠量：200-300g/m2。
2.4.3 齒榫膠合溫度 常溫，膠合壓力：8Mpa，膠合時間：5S，陳放時間：24h.
2.4.4 刨光 指接成木條后進行四面刨光刨平，不許有刨削波紋或啃頭等缺陷。
2.4.5 拼寬膠合 拼寬時可采用上述膠種，涂膠量200-300g/m2，膠壓溫度：常溫，壓力：0.7-1.0Mpa，保壓時間1-2h，陳放48h以上。
最后將拼好的寬板經平、壓刨刨光刨平（有時還需進行拼厚加工）即為指接集成材成品，可做為桌、臺面板等高檔家具零部件用材和室內裝飾用材。