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新材料是現代木材工業(yè)的重要組成和技術先導。隨著自然資源的變化和科學技術的進步，木材工業(yè)發(fā)展從原始的原木利用逐漸發(fā)展到鋸材、單板、刨花、纖維、非木質和化學成分的利用，形成了新型的材料和產品，如單板層積材、集成材、重組木、定向刨花板等木質工程材料和產品，木/塑復合材料、木材/竹材復合材料、木質導電材料和木材陶瓷等木質復合材料和產品。新型材料及新型木制品結構的發(fā)展推動了木材加工機械裝備的技術進步。
1、木質新材料發(fā)展現狀
1.1木質工程材料和產品
木質工程材料是將木材加工成木板、木條、單板、刨花或纖維等組元，再利用現代技術將木材組元重組為新型木質材料和產品。他們具有原始木材所不具備的幾何性能、同一性、均勻性和曲面成形性。如集成材、單板層積材、單板條層積木、長條刨片層積材、重組木、定向刨花板等。
集成材(GluedLaminatedTimber，簡稱Glulam)是利用鋸制板材或方材，在平行于纖維方向用膠合劑沿其長度、寬度或厚度膠合而成的一種木質材料。是一種材性與實體木材最為接近，而又優(yōu)于實體木材的新型材料。集成材可以加工成通直形狀和彎曲形狀或沿長度方向截面漸變結構，也可以加工成工字形和空心方形等截面型。按用途可以分為結構用集成材和非結構用集成材。結構用集成材主要用于體育館、音樂廳、廠房、倉庫等建筑物的木結構梁，其中作為三鉸拱梁的承重材具有良好的物理性能和經濟性，造型美觀，也可用于橋梁和車廂的承載梁。非結構用集成材主要作為家具和室內裝修用材。
歐洲、加拿大、美國、日本等國家對木質工程材料和產品的研究比較深入，開發(fā)出許多新型木質材料、結構部件和連接構件，逐漸形成了木質工程材料和產品生產的專業(yè)化、大型化和標準化體系。
歐美各國集成材年總產量高達100萬m3。日本有近200個廠家生產集成材。國內集成材的發(fā)展始于20世紀80年代，主要以非結構用集成材生產為主。目前集成材廠家已超過500家，實際生產能力可達300萬m3，生產、工藝和市場在國內均已成熟。
單板層積材(LaminatedVeneerLumber，簡稱LVL)是采用旋切或刨切的單板，沿著木材的纖維方向層積膠合的木質材料。單板層積材具有力學性能均勻、強度高、規(guī)格靈活多變的特點，優(yōu)于實體木材。可進行鋸切、刨切、鑿眼、開榫等加工，并可進行鉚接、斜接、鉸接等后續(xù)加工，特別適用于大跨度的木結構。按用途可以分為結構用單板層積材和非結構用單板層積材。結構用單板層積材主要用于建筑承重墻、隔墻、析架、橋梁、枕木等領域，特別適合于大跨度梁和一些用實體木材、膠合木和鋼材無法簡單替代的領域。非結構用單板層積材主要作為家具、門窗構架等裝飾用材。
在北美，單板層積材的總產量達到160多萬m3，占到木材消耗量的3%。同時芬蘭、新西蘭和澳大利亞等國家也在積極開發(fā)滿足建筑用材長度和強度要求的超長部件，非結構用單板層積材以日本市場最具有代表性，其市場擁有量和進口量最大。我國單板層積材的研究始于20世紀80年代后期，主要是利用膠合板設備生產小規(guī)格非結構用單板層積材，生產廠家己達數十家，大規(guī)格結構用單板層積材還沒有開始生產。
1.2木質復合材料和產品
木質復合材料是以木材(其各種形態(tài)，包括纖維、單板和刨花等)為基體材料，復合其它材料而構成的具有特殊微觀結構和性能的新型材料。通過利用木材與其它材料的復合效果，克服木材主要物理力學性能的缺陷，賦予木材新的功能，以提高木材的使用價值和利用率。如木/塑復合材料、木材/竹材復合材料等。
木/塑復合材料是指由木纖維或植物纖維補強填充改性熱塑性塑料材料，兼有木材和塑料的成本與性能，經擠出、壓制或注射成型板材或其它制品，替代木材和塑料的復合材料。木/塑復合材料可以解決傳統(tǒng)木材制品的易腐朽、蟲蛀、開裂、生物降解以及尺寸穩(wěn)定性差的問題，其產品主要用作各種室外用結構與非結構板材及型材、環(huán)境安全型家具材和高尺寸穩(wěn)定性的復合地板芯材。
國外發(fā)達國家制造木質復合材料起源于20世紀80年代,并于90年代中期開始逐步形成一個發(fā)展迅速的新型產業(yè)。近幾年來，高性能木/塑復合材料在世界上特別是在美國和加拿大得到快速的發(fā)展。據1996年的數據統(tǒng)計,在美國和加拿大約有70家企業(yè),每年生產45～67萬m3木/塑復合材料，年產值 4000—6000萬美元。當前在美國木/塑復合材料市場份額比較大的公司有TREX公司,ANDERSEN公司和STRANDEX公司等。
國內在20世紀90年代后期開始推進了木質復合材料的研究與開發(fā)，在木材表面的非極性化、木材酯化及接枝共聚處理等基礎理論以及木/塑復合材料、木質電磁屏蔽功能材料、木材陶瓷化、木材/竹材復合材料等開發(fā)研究方面取得了一定的進展。
木材/竹材復合材料是在重組木和重組竹研究的基礎上,將重組木的構成組元—木束、重組竹的構成組元—竹束,采用混雜的方法復合,得到既具有高強度,又具有很好韌性和加工性,兼有重組木和重組竹雙重優(yōu)點的新型結構材。
2、木材加工機械發(fā)展現狀
隨著科學技術的進步、新材料的開發(fā)、木材加工工藝理論的深化,木材加工機械在品種數量、動態(tài)和靜態(tài)性能、精度、機械化、自動化、安全性及高新技術應用等方面都有了快速的發(fā)展。木材加工機械的發(fā)展呈現出以下特點：
2.1計算機數控技術在木材加工機械上的廣泛應用
隨著微電子技術、計算機技術地迅速發(fā)展及控制論的廣泛應用，計算機數控技術越來越多的應用到木材加工機械上，提高了木材加工的精度、加工柔性和生產效率。具有代表性的有數控加工中心、數控鏤銑機、數控板材鋸切中心、數控多排鉆、數控餐椅組件加工中心和數控仿形刃磨機等。
2.2新工藝技術的應用帶動了木材加工機械的技術進步
木材加工新工藝技術的不斷應用，對傳統(tǒng)的木材加工機械提出了新的要求，推動了木材加工行業(yè)的發(fā)展。如異型仿型制材加工技術優(yōu)化了木材原料的制備；工程結構用材木材指接技術提高了實木板材的質量和強度；高速多片鋸開料鋸切工藝實現了開料鋸切和刨切工序的統(tǒng)一；3D飾面工藝技術拓寬了人造板材的應用領域等。
2.3各種現代先進技術應用于木材加工機械上
數控加工技術、機器人技術、工業(yè)自動化技術、新材料技術和新型生物、環(huán)保裝備技術、木材無損檢測技術、信息網絡技術等現代先進技術成果開始廣泛應用于木材加工機械上，對木材加工機械的發(fā)展起到了推動、提升和改造的作用，其先進技術含量已成為市場競爭取勝的關鍵。
2.4木材加工機械呈高速化、專業(yè)化、規(guī)模化的發(fā)展趨勢
從原料制備、產品加工到成品，木材加工機械的進料速度、加工主軸銑削速度、運輸傳送速度呈高速化發(fā)展。隨著新材料、新產品品種的增加和結構的變化，不斷開發(fā)研制出新型的木材加工機械，并越來越多地提供整條生產線的技術和設備，滿足了用戶的特殊要求，競爭能力明顯增強。
在木材加工機械技術裝備領域，德國、意大利、日本、美國等是國際木材加工機械主要生產國家，在國際市場的供給中占有主導地位。在生產總值、出口貿易額、產品的技術水平及國際專利數量方面居領先地位。國外木材加工機械正向擴大原材料應用范圍，提高其利用率和產品質量，節(jié)能以及注重環(huán)境保護等方向發(fā)展。
我國木材加工機械行業(yè)經過半個多世紀的發(fā)展，已初具規(guī)模并基本形成為一個完整的體系，成為木材加工機械生產大國?，F有600余家木材加工機械制造企業(yè)，其中有一定規(guī)模的約為200家，產品69大類1100余種。產品執(zhí)行的標準與國際先進等同或等效，銷往美國、俄羅斯及東南亞等國家和地區(qū)，年工業(yè)總產值達100多億元。目前國產木材加工機械總體技術水平接近國外先進技術水平，其中削片機、重型寬帶砂光機、精密裁板機、直線封邊機等諸多品牌產品，在國內市場享有盛名，屬國內用戶首選設備。
但與發(fā)達國家相比，我國木材加工機械在品種數量、產品功能、數控普及率、加工精度和環(huán)保指標等方面還存在一定的差距，設備創(chuàng)新設計和工藝研究開發(fā)能力不強，尤其是主機設備和關鍵工藝技術創(chuàng)新能力不夠，長期處于追蹤和模仿的水平。隨著我國改革開放和社會經濟的發(fā)展，為木材加工機械制造業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的市場空間和發(fā)展前景。但同時國外先進的木材加工設備會大量地涌入中國市場，將使我國木材加工機械制造業(yè)面臨更加嚴俊的競爭與挑戰(zhàn)。
3、木材加工機械的發(fā)展是新材料發(fā)展的基礎
木材加工機械是實現木材工業(yè)現代化的重要手段。近幾年來，隨著木材工業(yè)的快速發(fā)展，木質新材料和新產品不斷涌現，需要現代化的裝備滿足新材料和新產品工業(yè)化生產的需求，木材加工機械在木材工業(yè)發(fā)展中的作用越來越顯著，加快發(fā)展擁有自主知識產權的木材加工機械顯得尤為必要。
3.1開發(fā)具有自主知識產權的木材加工機械
隨著WTO的加入和知識產權法制的不斷完善，開發(fā)自主知識產權的木材加工機械非常重要。應逐步加大研發(fā)投入力度，努力掌握更多的核心技術和關鍵技術，擁有一批自主知識產權的木材加工機械，提高“中國制造”的含金量，在此基礎上積極參與國際競爭。
3.2堅持自主創(chuàng)新與技術引進相結合發(fā)展木材加工機械
堅持自主創(chuàng)新與技術引進相結合，密切跟蹤世界木材加工機械制造技術發(fā)展趨勢，根據國情需要引進關鍵部件的核心技術進行學習，學習后應用和轉化，應用后自主提高。把引進技術設備作為自主創(chuàng)新的新起點，培育我國木材加工機械的自主品牌和核心競爭力。
3.3結合我國國情，因地制宜發(fā)展木材加工機械
在開發(fā)和應用木材加工機械方面，應根據我國林業(yè)資源、木材工業(yè)特點等現狀，結合林業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和社會主義新農村建設采取多種發(fā)展模式，強化木材加工機械關鍵主機設備和工藝技術的研究開發(fā)，重點發(fā)展有中國特色和自主知識產權的高效、高附加值、精深加工、環(huán)保和節(jié)能型木材工業(yè)化生產技術與裝備。
4、新材料的結構變化需要木材加工機械現代化
隨著木質材料定義范圍的不斷拓展，新材料和新產品的結構發(fā)生了重大變化，出現了木質結構材料（室外、建筑用材等）、木質功能材料（抗菌、導電等）、木質裝飾材料（仿真、優(yōu)化等）和木質環(huán)保材料（吸附、保水等），形成了品種齊全、結構多樣的新型材料和產品。木材加工機械現代化是實現木材工業(yè)化的必備條件，既是木材工業(yè)生產條件和生產手段現代化的標志，也是實施科技興林和林業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要載體。因此，木材加工機械必須隨著科學技術的發(fā)展而不斷適應現代木材工業(yè)的要求。
進入21世紀，隨著我國改革開放和社會經濟的發(fā)展及生活水平的提高，在建筑業(yè)的帶動下，全社會對木制品、家具等主要林產品的需求日益增長。統(tǒng)計數字顯示，2005年我國主要林產品進出口總額達到383.18億美元，比上年增長18.51%，我國已成為一個林業(yè)產業(yè)的大國。但是，我國還不是一個林業(yè)產業(yè)的強國，林業(yè)產業(yè)由大變強的轉變?yōu)槟静募庸C械制造業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的市場空間和發(fā)展前景。所以我們要抓住發(fā)展這個歷史機遇，轉變增長方式，走科技含量高、經濟效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少、人力資源優(yōu)勢充分發(fā)揮的新型工業(yè)化和自主創(chuàng)新的道路，以科技創(chuàng)新來提高木材加工機械制造業(yè)的綜合效益，培育我國木材加工機械的自主品牌和核心競爭力。
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