木材作為一種被廣泛使用的材料，具備著優(yōu)良的屬性，也有一定的不良特性，要想合理利用現(xiàn)有的多種木材材料，就要詳細(xì)了解、掌握這種材料的復(fù)雜特性。

首先，從森林到最終產(chǎn)品，木材是如何通過砍伐、加工、制作等一系列流程然后變成最終產(chǎn)品的呢？我們通過瑞典實(shí)木制造講述原木故事。

瑞典森林工業(yè)的第一步，也是最重要的一個環(huán)節(jié)就是瑞典林業(yè)，瑞士林業(yè)企業(yè)幾乎百分之百通過了FSC（森林管理委員會）或PEFC(森林認(rèn)證體系認(rèn)可計(jì)劃)認(rèn)證。長期以來瑞典木材在瑞典創(chuàng)造了工作和財(cái)富，占瑞典出口的主要部分。

在瑞典的各地，分散著許多小型和大型鋸木廠，每天在源源不斷地收獲森林、提供木材。

在瑞士，真正做到了伐一棵樹，種三顆苗，收割木材后必須創(chuàng)造新的森林。在過去100年時間內(nèi)，每年瑞士收獲8000萬立方米的森林，但是森林資源年增長量達(dá)到了一億二千萬立方米，這意味著每年增加了4000萬立方米的森林， 這類相當(dāng)于約80萬輛木材卡車的體量。

硬木的數(shù)量也在不斷增加，與其他的自然資源相比，正確管理下木材有著很大的可持續(xù)潛力，這也是后代的可再生資源。

粗壯的底端原木，沒有結(jié)巴的優(yōu)質(zhì)材料，可用于木制品和地板等；在中端的原木我們會發(fā)現(xiàn)存在結(jié)巴和死結(jié)，將用于建筑和包裝等領(lǐng)域；在頂端的原中找到很多新鮮的生命結(jié)，這種類型的木材將用于膠合板等人造材料的制作。

底端原木

中端的原木

頂端的原木

考慮不同原木類型的木材屬性不同，多數(shù)時候會采取在冬季進(jìn)行收割。冬季時，地面被凍結(jié)，會盡量減少砍伐木材時對地面造成的破壞。

砍伐樹木在一定程度上也為了開放森林，為其他樹木的成長提供空間和養(yǎng)分，樹齡在80到120年左右的樹木將會被砍伐，收割機(jī)是一臺非常先進(jìn)的機(jī)器，配備先進(jìn)電腦和各種電子設(shè)備。

貨運(yùn)公司通過抓手將木材收集，然后運(yùn)出森林，由于這種運(yùn)輸機(jī)器屬于大型設(shè)備，使用不當(dāng)會對地面造成很大破壞，所以要通過工人們模擬器培訓(xùn)很久才能上崗。

運(yùn)輸卡車將木材從森林運(yùn)送到紙漿廠、鋸木廠、板材廠以及燃料廠等地方。

當(dāng)木材到達(dá)鋸木廠時，將通過測量來給原木由進(jìn)行分級。將原木按照直徑、長度和質(zhì)量有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序。

但是有時候光看表面是沒有辦法發(fā)現(xiàn)原木內(nèi)部的缺陷，例如結(jié)皮腐爛或其他損傷，因此現(xiàn)在很多磨機(jī)都配備x射線掃描儀，來檢查原木的內(nèi)部特性。

通過檢查和分類，不同品質(zhì)的原木被分揀到相應(yīng)的位置，等待輸送到相應(yīng)的加工企業(yè)。

在鋸切之前，將再次測量原木形狀，以獲得精確的三維圖形來優(yōu)化鋸切的方式，100年前種植的樹木將在幾秒鐘內(nèi)被鋸切成材。

切割主要是不同輪廓線上完成的，該技術(shù)基于切割機(jī)和切割鋸，其在不同的步驟中形成不同的鋸片外部輪廓，然后將其劃分為板。

工廠通過應(yīng)用數(shù)學(xué)優(yōu)化模型計(jì)算有價值原料的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，木板和板材通過諸如x射線、聲學(xué)激光和相機(jī)的技術(shù)進(jìn)行掃描，以便檢測和分類不同結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度的成品材料。

在這一木材制作領(lǐng)域，新技術(shù)在迅速發(fā)展，木材利用率正在不斷提高。在木板和板材生產(chǎn)過程中，干燥是非常重要的步驟。要想得到有效干燥的板材，需要堆疊的十分恰當(dāng)，良好的通風(fēng)干燥是一個非常重要的條件。通過適當(dāng)?shù)母稍铮�材料出現(xiàn)裂紋等缺陷的情況會減少。

干燥后，板材再次檢查和分類。最后，鋸材將被包裝輸送到世界各地。

上面從宏觀角度講述了木材如何從森林變?yōu)閮?yōu)質(zhì)木材，下面就木材微觀來聊一聊這種熟悉又陌生的材料。

樹木的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度會完全超乎你的想象，一個樹樁或橫切面的樹干顯示為三部分，分別是髓、木材、樹皮。木材和樹皮之間是形成層，但這層薄薄的組織是難以用肉眼觀察到的。髓通常較小，位于橫截面的中心。木材是由同心層以環(huán)狀呈現(xiàn)的。

春夏季氣溫、水分等環(huán)境條件較好，植物生長快，形成的木質(zhì)部較稀疏，顏色較淺；反之，秋冬季環(huán)境條件較惡劣，木質(zhì)部較密，顏色較深，隨四季交替形成了一圈一圈深淺交替的年輪。所以可以通過年輪大致測算樹木的年齡。

針葉樹種，晚材是較深的顏色和密度也較大。闊葉樹種木材中，毛孔是生長環(huán)的特征宏觀特征。

針葉樹材白松的橫切面

根據(jù)孔隙的相對大小和分布，闊葉樹種的木材進(jìn)一步分為環(huán)形多孔類和擴(kuò)散多孔類。在環(huán)孔材中，如橡樹，早材比晚材孔大。擴(kuò)散多孔材，如椴木，所有的毛孔幾乎大小一樣且分布均勻。

紅橡木橫剖面

椴木橫斷面

硬木和軟木的細(xì)胞類型圖

活樹木材的含水率大約在30%到300%之間，這取決于樹種以及木材在樹上的位置和一年中的季節(jié)。當(dāng)新鮮木材暴露在大氣中時，其含水率逐漸降低。細(xì)胞腔中的水分首先丟失。隨著時間的推移，含水量下降到6%~25%不等（平均為12%~15%）�？諝鉁囟群拖鄬�濕度等當(dāng)?shù)貤l件決定最終的濕度水平。木材的種類和尺寸對最終水分水平?jīng)]有實(shí)際影響。

木材含水率變化木材尺寸會發(fā)生變化，失水導(dǎo)致收縮,吸水導(dǎo)致膨脹。木材具尺寸變化在軸向、徑向和橫向各不相同，平均收縮值分別為0.4%、4%和8%。材積的收縮率平均為12%,但品種間表現(xiàn)出較大的差異。這些值是指從原木到干燥狀態(tài)的變化,表示為原木尺寸的百分比。

一般來說,影響木材收縮和膨脹的因素是含水量、密度、抽提物含量、機(jī)械應(yīng)力和木材結(jié)構(gòu)的異常。發(fā)生的收縮或膨脹量與水分含量的變化大致成正比。木材密度越高，其收縮和膨脹越大，因?yàn)槊芏仍酱�，木材的�?xì)胞壁中含有的水分便越多。

由收縮和膨脹引起的木材尺寸變化可以導(dǎo)致接縫變化、橫截面形狀、翹曲、形成裂縫、硬化、蜂窩和塌陷(細(xì)胞變形,導(dǎo)致木材表面的波紋外觀)。因此,木材收縮和膨脹是其利用的巨大障礙。

采用幾種方法可以提高木材的尺寸穩(wěn)定性：

1.機(jī)械改性(改造為膠合板、刨花板和纖維板等產(chǎn)品)；

2.施用防水涂料(油漆或清漆)；

3.填充處理(通過使用鹽、糖、聚乙二醇、合成樹脂、或其他物質(zhì)維持木材在膨脹的條件下)；

4.熱或化學(xué)處理等。

涂層不能減少木材內(nèi)容納的水分,但它們減緩了木材和大氣之間的水分交換,因此減少了木材使用時的尺寸變化幅度。相反，大多數(shù)尺寸問題是由于木材的水分含量過高引起的。

控制木材含水率是我們想要控制木材的重要途徑，很多人都在孜孜不倦的研究新的產(chǎn)品來幫助木材“定型”，為了讓制作的產(chǎn)品能夠穩(wěn)定，我也是跑遍了大江南北，最近有一款定型水的木材性能控制產(chǎn)品進(jìn)入了我的視線。

定型水產(chǎn)品圖

據(jù)我了解，其基本原理就是采用涂層手段來控制木材含水量，是將兩組溶劑按照比例混合后，將其涂刷在木材表面，由于粘度較低，定型水可以較好的滲透到木材表面的導(dǎo)管和毛孔中去，滲透進(jìn)去的樹脂同固化劑反應(yīng)后形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物，進(jìn)而將導(dǎo)管和毛孔堵住，從而關(guān)閉木材內(nèi)外水分流通的通道。

經(jīng)過定型水處理過后的木質(zhì)產(chǎn)品性能更加穩(wěn)定，減少了存儲、運(yùn)輸、加工等過程中的諸多問題，同時大大降低了產(chǎn)品售后費(fèi)用。

使用定型水的木板豎立測試

使用定型水的成品含水率測試

不過據(jù)我了解 ，定型水的使用還需要配合好的木材干燥工藝，在將含水率穩(wěn)定到理想值的基礎(chǔ)上使用定型水，才能真正發(fā)揮作用。如今國內(nèi)幾個大的家居產(chǎn)品企業(yè)都在使用定型水，解決了家具開裂、變形的問題。

木材被相對控制了，才能做出品質(zhì)好且持久耐用的家具，人類在認(rèn)識木材、解讀木材、駕馭木材的道路上還會不斷前行，會有更多更好的技術(shù)出現(xiàn)。

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文章來源：家居薈二零二五

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