當代木材發(fā)展趨勢
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一、木材高效利用是木材加工技術發(fā)展的首要任務。
聯(lián)合國糧農組織曾于1988年預測20世紀末世界范圍內木材的供給量將日漸減少,材質不斷降低。因此,世界各國特別是在木材資源消耗量較大的發(fā)達國家,無不積極尋求木材的高效利用,木材綜合利用率一般均在80%以上,有的國家如瑞典甚至超過90%。
據有關專題研究預測,我國在2000年和2010年最低需要木材分別為1.8億立方米和2.1億立方米(另需薪材約5000萬立方米),而根據我國森林資源日可供量,2000年和2010年大約是1.2億立方米和1.5億立方米,屆時供需缺口將達6000萬立方米。特別是在當前我國林業(yè)生態(tài)建設任務突出,木材采伐量將逐步大量減少,而客觀上對木材及其制品從量到質都提出更高的要求,其缺口將不斷加大,依賴進口日漸艱難。我國一方面木材供應甚感不足,另一方面在加工與利用上,浪費嚴重,效益極低,“我國木材綜合利用率現僅40%,與先進國家相比,差距之大,令人擔憂。
“木材高效利用”具體涵義為:1)合理利用;2)綜合利用;3)節(jié)約利用。如我國木材綜合利用率能由現在的40%提高到2010年的80%,則可年節(jié)約原木6000多萬立方米。木材供需有望達到基本平衡。由此可見,木材高效利用是緩解木材供需矛盾的必由之路,也是木材工業(yè)走可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的必然選擇,更是木材加工技術發(fā)展的首要任務。
二、木基復合材料是木材加工技術滿足市場需求和新產品開發(fā)的核心
復合材料是現代材料科學發(fā)展的主要方向。目前材料領域已由天然材料、加工材料、合成材料而進入第四代的應用人工復合材料時代。
隨著材料科學的進步和發(fā)展,材料的復合化已成為當代材料科學發(fā)展的前沿。木材加工也必須遵循這一規(guī)律走木基復合材料發(fā)展道路。即一方面應繼續(xù)對不同形態(tài)木質組元、復合材料(如各種木質人造板、材)的深化開發(fā),同時還要積極擴展以木材為基體的有機高分子(如單板層積塑料、木塑復合材)、無機非金屬(如水泥、石膏刨花板或纖維板)以及與金屬(如金屬纖維與木質纖維復合板)等不同材料的復合,按照產品最終用途,通過雙元以至多元相互復合,性能互補,制造出成千上萬的新產品,滿足多種最終用途。這是木材加工技術滿足市場需求和新產品開發(fā)的核心,也是充分合理利用、節(jié)約利用木材和擴大木材資源的技術戰(zhàn)略。多功能的人造板材、多種復合方式的復合地板、木塑復合材,都是高度工業(yè)化生產并有代表性的木基復合材料。隨著科學技術的進步,木基復合材料也正逐漸跨入高科技領域。例如,木塑纖維復合卷材在汽車上的應用,導彈頭外罩等功能性較強的復合材料的制成,以及瓷化木材的開發(fā)等,均有著廣闊的應用前景。
三、高新技術的應用是提高木材加工技術水平的關鍵
1、機電儀一體化。以電子和計算機技術為主導的機電儀一體化已應用于木材工業(yè)相關領域,標志著木材工業(yè)向現代化先進制造技術(AMT)邁進。 現代制材工業(yè)通過對原條或原木的掃描,獲得原條量材與造材、原木下鋸量佳方案,以取得量高的出材率或最高售價;在木材干燥過程的自動監(jiān)控以及在單板干燥、單板剪切等人造板工藝的應用,對提高產品質量,降低能耗等到都來有明顯的經濟效益。特別是人造板生產中連續(xù)熱壓裝備的出現,不僅使產量大幅度提高,而且產品幾乎沒有裁邊損失,被公認為是人造板工業(yè)的一場革命。世界近代家具工業(yè)的發(fā)展,已由傳統(tǒng)的生產方式向以CAFD、CNC、CAM的“3C”高技術邁進,為家具工業(yè)生產多品種、快變化、小批量、高效率的新時代提供了全面的技術保證。此外,機器人在美國60年代已開始應用于木材鋸割、旋切、刨切、裝配、分等,現已在試用第三代智能機器人。機器人在噴漆工序上的應用,既可免去人工操作,又可節(jié)約原料。至于產品制造 過程計算機模擬,又可節(jié)約原料,更是當前先進制造技術的前沿與熱點。
2、激光技術。利用激光技術切削木材,木材損失量小,鋸縫寬度僅1毫米以下,切削精度高,設備通用性強,能加工各種復雜形狀的工件,并且沒有粉塵、鋸屑、噪音和振動,因此已廣泛應用于家具、建筑業(yè)中的木材鑲飾和雕刻、異型工件的切割以及人造成板的加工等。據報道,美國研制的ALPS高效激光制材系統(tǒng),已應用于生產。此外,對于難干燥和不易浸漬處理的木材 ,如利用激光在其表面“鉆孔”,可以提高其浸注效率。隨著大功率激光裝置的出現,在木材加工中的應用可能得到進一步發(fā)展。
3、無損檢測技術。木材與人造板的機械應力分等和同位素分等的無損檢測技術,國外研究較早并已較廣泛應用于木材及其產品的缺陷和強度檢測。利用掃描技術探測木材內部的缺陷,按密度確定其強度等級并合理利用,可全面提高木材加工時的產品質量,是解決木質產品變異性大的安全保證,尤其在結構用材上的應用顯得更為重要。又如人造板生產過程中板坯和成品質量的在線無損檢測,反饋快、精度高,可以保證產品質量和提高自動化程度。
4、生物技術。生物技術應用于木材工業(yè)已有較長歷史,但過去主要研究生物對木材的破壞機制與防護方法,以及對木材工業(yè)污染物的處理。目前生物技術應用研究重點正在發(fā)生戰(zhàn)略轉移,從生物防護轉移到生物建設,主要的如木素生物降解、纖維生物分離等。從初步效果看,可使加工過程效率提高,能耗降低,污染減少,因此具有廣闊前景。美國已開展研究“新森林生物技術項目”,旨在研究木素在林木生長時在形成過程,以期減少木素含量,有利于制漿造紙;或反之強化木素,以提高木材硬度和抗病能力。這樣,林木培育將走向與加工進一步結合的嶄新途徑。
5“無膠”技術?!盁o膠”技術研究始于40年代,到70年代取得突破性進展。其特點是利用木質纖維材料自身所含的化學物質,經過一定條件預處理使其轉化成為具有膠粘作用的不溶聚合物,實現“自身粘合”成材?!盁o膠”技術對發(fā)展人造板具有重要意義。因為不用外加膠粘劑,既大大地降低了成本,又無游離甲醛釋放之虞。近年來我國對“無膠”技術已有不少研究,甘蔗渣“無膠”制板技術的研究已獲成功,并建成第一條以甘蔗為原料的無膠刨花板生產線。木質纖維的“無膠”技術已通過生產性試驗。據了解,東歐已建有新廠?!盁o膠”制板技術為發(fā)展人造板生產開拓了新路。
四、木材加工技術的發(fā)展必須與環(huán)境保護相結合
木材加工涉及的行業(yè)多
責任編輯:宋健

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