木材纹理在家具造型与结构设计中的应用——高密家具协会

木材纹理在家具造型与结构设计中的应用——高密家具协会

 

家具制造的首选材料一般是木材及木质材料。在木质家具设计中,木材纹理的特征对家具的造型、结构、工艺设计及家具美学和文化都具有重要影响。

本期高博木业为您讲解木材纹理在家具造型与结构设计中的应用。

 

01 木材纹理都有什么特征

木材是天然的生物材料,树木生长过程每年或每个旱季和雨季都形成生长轮。其中纹理是由木材的纤维、导管、管胞等主要细胞组成,并随着不同的排列方向而有所差异。

如下图所示,木料横切面上出现的纹路图案是同心圆状的年轮,大多数为流畅的圆形封闭线条,少量树种的年轮线呈弯曲的波浪线。

 

近年来,木质材料在家具、室内装饰材料、建筑景观材料等方面运用越来越广泛,因此对木材纹理的研究与应用变得非常重要。随着人们生活水平的提高及审美意识的变化,以及木材加工及相关技术水平的提高,实木家具及木质家具和木制品的设计也在不断创新。

木质家具的设计可以从自然、生物等的功能及形态中获得设计灵感。木材的树根、树干、树枝等各部分有不同的形态特征,加工后所呈现的纹理也各具特色。木材的纹理构成各种美丽的图案,正常纹理和异常纹理其装饰效果也各具特色,在木质家具的设计中可以进行更深层次的挖掘。

 

02 木材纹理在家具设计上的应用

02-1 木材纹理与家具造型设计

木材是树干中维管形成层原始细胞的分裂、分化、成长和成熟等生命活动过程的产物,在这一过程中形成了木材美轮美奂的微纤丝细胞堆积构造,其在木材不同断面上呈现出不同细胞组合,进而形成赏心悦目的自然图案。

例如,乌金木纹理质地特殊,具有浅黄色材质和深色年轮,斜径切面的纹理尤其特殊,如下图所示,可以通过构建合适的造型将这些极具特色的纹理展现在家具上。

 

02-2 木材纹理与家具结构设计

同一根原木中的内部结构和纹理图案排列固定,但锯切后板材的木纹和物理和力学性能不同。木材的材性特征影响其结构设计,径切材性能稳定,适合做结构材料,弦切材木纹美观,适合作为面板。

在结构设计时不仅要考虑纹理的造型之美,还要考虑纹理方向的受力情况。在零部件及制品的接合处设计时避免出现木材顺纹受压、受拉、受剪等情况,确保制品的结构牢固与使用安全。

如实木桌椅的腿部零件,纹理上尽量使用顺纹木材,但是要避免出现弧线曲率过大的造型。曲率半径过大,腿部零件需要进行弯曲锯切加工。家具在使用时,弯曲处会出现顺纹受剪切的情况,而木材的抗剪切强度最低,极易出现弯曲位置受力损。

 

02-3 木材纹理与家具工艺设计

现在木质家具的生产工艺一般是从配料开始的,一般包括零部件的机械加工、装配、涂饰及包装等环节。而板式木质家具通常要进行板材的贴面与封边处理。针对木材材料的各向异性及木纹的不同纹理,在工艺设计上要分开处理。在进行实木零部件的工艺设计时应该尽量避免出现过多的板材拼接,这样才能避免拼接时出现的乱纹和材色不均现象。

 

工艺设计时要求铣削加工必须进行顺纹加工,不能出现逆纹理铣削,使零件出现毛刺、表面粗糙或崩茬等问题。板式零部件进行单板贴面和封边工艺设计时,同样要考虑木材纹理在板式零部件各个面上的纹理协调与搭配。人造板封边处理时,工艺要求封边单板的材质、纹理方向、颜色等要与面板协调一致。

02-4 木材纹理缺陷的修复与设计

木材的纹理缺陷包括天然缺陷、干燥缺陷、加工缺陷等。缺陷在一定程度上影响木材质量和使用价值,但是大部分缺陷在家具制作加工之前可以通过合成孔径雷达图像轮廓切片面积分析法实现检测,进行必要的剔除。

此外,还可以通过创新及设计的方法对缺陷进行适度的修复和弥补,以便充分地利用木材资源。例如通过树胶和木材进行结合来转移人的注意力进而弥补缺陷的消极影响,如下图所示。

 

另一方面,设计师应该从不同于常规的角度来对待木材的开裂、变色、腐朽、虫眼、节子等缺陷,运用各种设计理念和方法来把这些元素用到家具的设计上,产生特殊的元素碰撞,形成别具一格的美感。

02-5 木材纹理与设计文化

木材纹理有宏观纹理特征和微观纹理特征,而在家具设计运用方面上可以结合历史、地域及文化元素,使人们不仅仅看到木材宏观及微观物理纹理元素的变化,还可以通过产品自身产生各种联想,感受不同历史、地域及文化带来的更深层次的韵味和美。

例如,家具制造过程会产生一些废料,将这些废料进行加工可以拼凑出墙饰、壁画之类的图案。木材生长过程的每一寸痕迹都留下了岁月的印记,包括生长物质传输的内部联通通道、生长过程经历的风雨霜冻的痕迹、人类采伐落下的裂痕、昆虫侵蚀的孔洞,这些印记都存留在木材的纹理之中,更是家具设计所要开发的重要文化元素。

03 写在最后

木材是天然生物材料,其纹理具有自然之美。木材纹理因材料自身特性在不同方向表现各异,因此在木质家具的造型、结构及工艺设计等方面要重点关注。合理利用木材纹理之美是实现家具创新设计和内涵设计的重要突破。此外,可以通过弥补和修复木纹缺陷来减少资源的浪费,提高木材的利用率。

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