歐式木窗生產工藝及加工設備

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1歐式木窗生產工藝

1.1原材料選擇

由于歐式木窗用材的斷面尺寸相對較大，形狀比較復雜，因此其基材結構多采用三層結構集成材（拼方材）。作為一種天然基材，集成材（拼方材）并沒有改變木材的結構，因此其形狀穩定、不易變形，仍然保留了天然木材的質感，同時其力學性能和材料質量都比實體木材好。

1.1.1集成材（拼方材）生產工藝

由于松木的握釘力強度和彈性模量較高，耐腐性能及油漆性能也較好，因此是集成材（拼方材）的主要原材料，在三層基材結構中，表面的一層用徑切或半徑切材，中間的一層用弦切材。在生產過程中，剔除節子、腐朽、開裂等木材缺陷，再制造出缺陷較少的集成材。

1.1.2集成材（拼方材）關鍵生產工序

（1）在指接生產線中，指接的小料方材密度為0.35~0.47g/cm3，在小料方材的端部留有適當的加工余量以保證小料方材端部的平齊度。為了小料方材指接時結合緊密，小料方材經銑齒機鋸片精截后，再使用銑刀銑齒；采用機械噴涂的方式對指形榫進行涂膠（單端涂膠），涂膠量為150~200g/cm2。在指形榫的接長中需要一定的端向壓力，其大小與樹種及指榫長度有關，相同的樹種，指形短的，端向的壓力大；相同的指長，不同的樹種，木材密度大的樹種，端向壓力大。（2）集成或拼方時，相互膠拼的拼材含水率的差異不應大于1%，它們的表面粗糙度值應為200~300μm。一般來說，涂膠時涂膠量應控制為150~180g/cm2。膠合壓力應控制為0.7~0.8MPa。一般在膠拼件的正面施以適當的壓力，以防止膠拼件膠合時產生翹起缺陷。另外，木材必須經過干燥處理，使其含水率達到12%，并經過防腐處理。由于木材的徑向面與弦向面吸收水分不同，弦向板材在吸收水分后容易產生瓦形彎曲。因此集成材（拼方材）表面的一層使用徑向板，中間的一層使用弦向板。這樣不但集成材的尺寸穩定性好，而且木窗表面的木材紋理也更加美觀。

1.2歐式木窗的生產工藝流程及關鍵設備

歐式木窗生產分為備料、鋸刨、開榫、組坯和完成五個工段，主要設備有橫截鋸、四面精光刨、木窗加工中心、組框機與銑床等。隨著科學技術的發展，尤其是自動化、信息化、數字化技術的應用，木窗生產質量大大提高。（1）四面精光刨：精光刨作為精密的關鍵設備，在木窗生產中占有重要地位，刨光作為木窗生產的重要工序，主要是通過精光刨把表面粗糙的定長木料刨成光潔的平面，以增加木窗表面精度，為后續涂飾工序作鋪墊，同時可矯直相對彎曲的木料，確保其四面之間為精確的直角。在刨光過程中，精光刨還可以分離和鋸切出玻璃條，其加工精度的高低對木窗的安裝質量及后續的涂飾效果均有很大的影響，對窗框料的內外表面進行精光加工可省去基材的砂光工序。精光刨配有專用刃具能夠保持刃具鋒利，可避免出現壓光及壓痕等加工缺陷。（2）木窗加工中心：在現代歐式木窗的加工生產中，使用加工中心可大大提高部件精度、產品質量及生產效率。加工中心一般配有五六個刀軸，每個刀軸都有具體的工序和工藝，分別用于窗框料的端頭定尺橫截、窗框料兩端的榫頭與榫簧加工、窗扇周邊防劈裂銑型、窗框與窗扇邊形的銑型、木窗與窗臺的連接槽、五金件的安裝槽或其他特殊要求型面的加工等。加工中心可將部件所有相互配合的成型面在同一定位基準上完成加工，一次定基準后，由計算機數字控制，將部件的所有工序集中在一個工序中，從而完成木窗的加工。利用加工中心生產木窗部件，不僅提高了加工精度，也解決了產品多樣性生產的問題。（3）組框機與銑床：使用帶涂膠機的組框機在每根部件的端頭涂膠，并施加一定的壓力把窗框及窗扇部件進行組合成框，其接合處的連接方式為榫頭、榫簧或圓榫。窗框與窗扇的最終成型均采用銑床銑削完成，銑床在生產中起著承上啟下的作用。除了銑型加工，銑床還可以加工各種通風槽、五金件安裝槽、密封條安裝槽等。此外，在木窗加工中還需要使用橫截鋸、鉸鏈孔打孔機、把手打眼機、圓棒榫打孔機、切角機和訂角機等設備，以滿足不同結構及不同外形規格的木窗加工。木窗零部件的截斷、開榫和銑型加工都由計算機控制，大大提高了加工精度和生產效率。

1.3歐式木窗的涂飾工藝

1.3.1涂飾工藝流程

歐式木窗的涂飾工藝分浸漆和噴涂兩道工序。浸漆工序是在浸漆池內放入底漆、著色劑和防腐劑，利用吊鉤把木框工件放進浸漆池中，使木框的四邊分別浸漆，如圖6所示；在稍微干燥后，利用吊鉤將木框工件送進干燥工段。噴涂工序是將經過浸漆的木框表面進行輕微打磨，利用真空噴漆槍對木框工件進行噴涂，然后將噴過面漆的木框工件傳送到干燥區，經過一定時間的干燥后，再將工件送回噴漆臺進行第二次噴涂。

1.3.2涂飾的關鍵工序

歐式木窗的涂飾工藝比一般木制品的涂飾工藝復雜，通常以水性涂料作為木窗涂飾工藝中的涂料。水性涂料不僅具有良好的漆膜彈性、粘結性、耐水性等特點，而且還具有良好的視覺效果與環保性能，是涂料的發展方向。（1）浸漆：一般利用水性涂料對歐式木窗的底層進行涂飾（浸涂或淋涂），浸涂的涂料黏度為200～400s，固體含量約為40%，浸涂時間約為1min；淋涂的涂料黏度為60～100s，固體含量約為60%，必須全部淋透。涂料表面的干燥時間約為30min，完全干燥的時間為4～6h，在自然干燥條件下，室內溫度為20～35℃、相對濕度為50%～65%，空氣的流速要大于0.5m/s。（2）噴涂：利用水性涂料對歐式木窗的面層噴涂兩遍，噴涂所用涂料的黏度為60～100s，固體含量約為60%，涂料表面干燥時間約為30min，完全干燥時間為4～6h，在自然干燥條件下，室內溫度為20～35℃、相對濕度為50%～65%，空氣的流速要大于0.5m/s。在木窗涂飾過程中，為了能夠更好地保護和裝飾木窗，水性涂料構成的漆膜需與木窗基材緊密結合，水性涂料形成的漆膜粘合性與附著力好就能更好地粘附在木窗表面，從而持久地保護和裝飾木窗，否則漆膜會出現裂紋和損壞等缺陷，有些部位甚至會脫皮掉落。

1.4五金件、密封條、扣件及玻璃的安裝

利用翻轉式工作臺及密封條車等加工設備可完成木窗五金件與玻璃的安裝，其流程如圖8所示。木窗的安裝比較簡單，但對木窗零件的結構和尺寸精度有相應的技術要求，安裝時應按照要求，避免木窗零件損壞，以確保零部件精度滿足木窗本身的設計要求。五金件可以使窗戶的開放與鎖閉方式更加多樣化，根據窗戶的尺寸不僅可以選擇單點閉鎖，也可以選擇多點閉鎖。五金件可以完善窗戶的通風、采光與觀景，其造型多樣、色彩多變并與木材相協調，同時五金件還可以作為工藝品增加木窗的裝飾性能。

2歐式木窗的優越性及發展趨勢

木材具有可再生及永續利用的優點，并具有優異的性能及廣泛的適用性，是一種環境友好型材料。因此以木材為原料制造的高性能木窗也具有許多優點。作為一種外觀豪華、性能優良的建筑部件，木窗的發展更加個性化與精品化，并向著自動化、系列化、高檔化、人文化、多樣化的方向發展。

2.1歐式木窗的優點

（1）結構強度高、密封性能好。由于歐式木窗的實木基材結構沒有改變木材的結構和特點，抗拉和抗壓等力學性能都較高，因此其結構強度高，不易變形。歐式木窗通過增加平面密封體系提高了木窗的密封性能。在窗框與窗扇之間以多道密封條進行密封，使木窗的密封性能大大提高。（2）保溫及隔聲性能好。木材本身就是一種天然的優良保溫材料，導熱系數非常低，并且木窗的特殊結構又以專用構件連接，可有效地阻止熱量的流失。因此木窗能夠大大降低建筑能耗，保溫性能優良。中空玻璃的使用及特殊的密封工藝使現代高性能歐式木窗降噪可達25dB左右，隔聲性能好，滿足了人們對建筑噪聲的要求。（3）美觀、裝飾性能好。木材所具有的天然色彩使其視覺與觸覺效果更加宜人，其屬性極具親和力，各種風格色調及顏色屬性能夠營造出一種和諧舒心的氛圍。其與以竹、木、藤等為材料的家具相匹配，渾然一體，美觀宜人，自然的美與工藝的美相結合，親近自然而又追隨現代，可滿足人們追求自然、返樸歸真的視覺及心理需求。

2.2歐式木窗的發展趨勢

2.2.1基材采用集成材或集成材與鋼、鋁、塑等的復合材料木材存在固有的缺陷，具有各向異性并且濕脹干縮，尺寸隨著含水率變化而變化，極不穩定。所以，可采用集成材作為基材制作窗框和窗扇。集成材固有的特點使得木窗結構性能得到大大改善，同時隨著鋼木、木鋁、木塑等復合材料的使用，不僅可以提高木窗的隔溫、隔噪、節能等性能，而且還能延長木窗的使用壽命。

2.2.2向高檔、節能、造型靈活多變的方向發展隨著歐式木窗的應用與推廣，其不僅向低端市場普及還向高端市場發展。木窗的結構和款式也隨著消費需求不斷地創新發展，不僅可以滿足木窗的基本防噪隔音性能需求，而且其樣式更加典雅精致，還可以滿足人們對回歸自然的心理需求。

3結束語

數控加工中心、精面刨等木工機械設備的應用，尤其是先進木窗生產線的引進，使木窗的加工精度和生產效率大大提高。新材料的不斷涌現及木窗加工工藝的改進，使木窗的設計更符加合人們的需求。隨著消費需求與消費理念的變化，歐式木窗不僅在低端市場普及，而且開始向高端窗戶消費市場發展，將逐漸成為現代裝修的時尚產品。

作者:杜祥哲 齊英杰 馬雷 馬巖 胡忠林 單位:東北林業大學