黑竹家具结构创新设计探讨论文

时间:2021-08-31

黑竹家具结构创新设计探讨论文

  摘要:本文分析了传统黑竹家具的骨架结构、板面结构及榫和竹钉,同时提出了传统黑竹家具结构的不足之处,并提出新的结构设想。对黑竹家具可拆装实现多功能化进行探索思考,使黑竹家具拆装便捷,改善黑竹家具由于固定件连接造成体量大不易搬动的缺陷,并应用新型五金连接件,在满足基本审美和功能的前提下,使黑竹家具经久耐用。探索黑竹家具的结构设计也是实现黑竹家具创新的一种途径,归纳出黑竹家具创新的基本原则,为黑竹家具创新提供理论参考,改善黑竹家具的市场现状,提高其市场竞争力,满足消费者需求。

  关键词:黑竹家具;结构设计;连接件

  黑竹家具是指使用黑竹为家具主要基材,比如主体骨架、靠背面、坐面板等,结构处采用竹钉、木钉等钉销辅助材一类家具。主要家具类型有:黑竹沙发、黑竹躺椅、黑竹床、黑竹桌、黑竹椅、黑竹书架等家具,另外还有黑竹灯、黑竹饰品一类。黑竹家具主要产地有:安徽、荆州、广东、江浙等地区。由于黑竹家具的结构一直沿用传统原竹家具的结构,主要通过传统手工加工,生产设备落后、造型陈旧、工艺粗糙,造成黑竹家具一直处于初级阶段。竹材作为环保材,科研工作者们一直在研究怎么合理利用竹材,而黑竹家具一直是一块“处女地”,对其做深入研究的极少,对其结构研究更是少之又少,要想实现黑竹家具的全面推广,就必须解决黑竹家具的造型问题,要想解决黑竹家具的造型问题就必须解决黑竹家具的结构问题[1]。

  1.黑竹家具的传统骨架结构

  1.1弯曲成形

  在热源上把黑竹竿均匀地加热到一定的温度,使黑竹竿连续转动,需要弯曲处来回在热源上移动,使其逐步加温。预热到一定温度后,黑竹竿开始变软,便可弯曲。均匀施力稳准弯曲,一步到位。将经过粗加工的黑竹竿、竹片或竹条进行加热软化,再放入事先准备好的成型模具内定型,黑竹经过干燥后制成各种家具;黑竹相对其他原竹材较硬,需要蒸汽蒸煮,在高温作用下使其温度保持在100℃以上,持续时间40-60分钟;黑竹干燥需要放置在密闭的空间对其加热,进行脱水烘烤,干燥温度在65-80℃,当黑竹的含水量在6%以下,黑竹干燥成功[2]。传统黑竹弯曲费时费力,加工成本高,相对普通原竹弯曲成型,黑竹的加工成本在前者的两倍以上,且效果不明显,做出来的黑竹家具和传统的原竹家具区别不大,不管在外形上还是在结构上都没什么优势。

  1.2相并加固

  先用蔑刀将相并黑竹竿的接触面修削平整,使黑竹竿贴合紧密,然后用手钻钻透两个竹竿的竹壁,取竹钉楔入孔内使之固定即可。黑竹竿相并的工艺程序是:先修再并后锯头。通过竹钉楔连接固定存在一些问题,特别是承重和剪力结构。当对黑竹家具施加外力时,竹钉楔的强度不够容易断裂,并且黑竹材的密度不够竹钉楔容易松动。

  1.3端头连接

  将待连接的两个黑竹竿端头的断面修削平整,另选一截直径与端头空腔内径相等的黑竹竿端头的空腔内,使之吻合后,再钻两个不同斜向的孔,然后楔入竹钉固定。端头连接方式从美观的角度看是不合适的,因为连接处存在错层,所以在视觉上没有统一感,严重影响美观;另外,端头连接在施工的过程中外包裹黑竹竿容易被斗进去的黑竹竿撑裂。

  2.黑竹家具的传统板面结构

  在黑竹家具生产中,用多根黑竹条并连起来组成一定宽度的面,称黑竹条板面。黑竹条板面的宽度一般在7-20mm之间,过宽显得粗糙,过窄不够结实。竹条端头的榫有两种:一种是插榫头;另一种是尖角头。

  2.1孔固板面

  黑竹条端头是竿榫头或尖角头,在固面黑竹竿内侧相应地钻间距相等的孔,将黑竹条端头插入孔内即组成了孔洞板面。固面可做矩形、圆弧形等,根据不同的需求制作不同形状的固面。孔固板面施工简单,但是稳定性差,中间的竹条容易松动。

  2.2槽固板面

  黑竹条紧密排列时端头不作特殊处理,固面竹竿内侧开有一道条形榫槽,把黑竹竿均匀排列在条形榫槽中,要求竹竿与竹竿之间尽量挨紧不要留缝隙,这种方法一般只小面积的板面,存在板面不太稳定、不牢固等问题。

  2.3压头板面黑竹竿均匀排列形成一个合适大小的板面,在板面的两端上下横向各一个竹竿相并夹紧,固定采用弯竹衬压条嵌于固面黑竹竿的内侧,不开孔和槽。这种压头板面从表面上看是非常平整的,但板面两端的压头会限制黑竹家具的造型。

  2.4钻孔穿线板面

  把大小相近、长度相同的黑竹竿两端开尖角头,并在正中间钻孔,均匀并拢排列用纤维线穿孔缠绕绑紧,再把两端斗进事先打好孔的黑竹方框,黑竹方框可牢牢抓紧竹排,形成一个整洁的板面。

  2.5裂缝穿线板面

  用竹篾刀把黑竹片成薄竹片,竹片要事先蒸煮,并在中部挖浅槽开缝,从缝中穿线固定排列的黑竹篾片,所用的线采用扁薄的纤维线,美观又牢固。常用软韧的竹蒸片,方便压弯竹条端头固定在固面竹竿条缝中。竹条必须疏排,便于串篾与缠固竹衬,使裂缝闭合。这种板面既有优点也有缺点,优点是板面平整牢固;缺点是线容易被磨断。

  2.6压藤板面

  取藤条置于版面上,与下面的竹衬相重合,再用藤皮穿过竹条的间隙,与竹衬缠扎在一起,使黑竹条固定。

  3.黑竹家具的榫和竹钉

  传统的黑竹家具各组成部分大多通过榫接合,一般是指尖角榫;固面及黑竹骨架呈垂直弯曲时会在一侧挖一个缺口,使黑竹竿包住另一个横向的竹竿,这种榫称之为包榫。在黑竹竿上根据需连接的竹竿大小开一个适中的圆孔,让黑竹一端插入,并从侧面插入竹销固定,这称之为插榫[3]。

  剜口作榫,挖有剜口的竹竿称为围子竹竿。三方围子剜口包榫的长度,是被包竹竿圆周长度的5/8,这样做成的包榫,围子竹竿折成的角度为90度。五方围子上的剜口的长度,取被包裹竹竿周长的1/2,围子竹竿折成的角度为108度。六方围子竹竿上的剜口长度是被包竹竿周长的15/22,围子竹竿折成的角度为120度。全包榫是一种特殊的围子竹竿。它最多只与两根骨架竹竿作包榫结合,其剜口在竹竿端头附近,因此无需作长尾端头连接。它的剜口长度是被包竹竿周长的7/8。由于围子竹竿较长,而且首尾两端粗细不同,因此不可能全用竿梢接头连接,而需作特殊的接头处理(即围子接头)。

  4.黑竹家具结构创新设计

  4.1可拆装设计

  传统黑竹家具在消费者眼中“傻大笨粗”,结构基本是固定的状态不可拆装,黑竹材料中空且脆,易折损开裂,用合金材料做成包接件可加强黑竹家具的结构强度。同时,黑竹材容易在端口开裂,套接件可抱住端口解决此问题,即强化了结构又避免了裂痕外露影响美观。黑竹家具的两个零部件通过合金套件实现自由组装,合金套件要求可根据不同口径大小的黑竹零部件调节大小,使合金套件能灵活性使用;另外,合金连接件除了可调节外部口径大小,还必须根据黑竹材的中空特性,实现“套中套”设计,合金套件不能中空,而是内空环,对中空的`黑竹内外施力抱住,全面提高黑竹家具结构的稳定性[4]。

  4.2多功能设计

  传统黑竹家具的结构单一,无法实现多功能设计,引用新型连接件实现黑竹家具多种功能。重新设计黑竹家具的结构,尽量使其轻便灵巧。在对黑竹家具进行造型设计的过程中切忌外形夸张,尽量突出材料美、结构美,设定两种功能以下,功能过多,对结构的要求越高,相对成本也越高,耐久年限也不长,从而造成质量问题[5]。在满足消费者的审美价值观的前提下,实现艺术与技术统一。传统的黑竹家具体积大、摆放不灵活等缺点,使黑竹家具往功能多样性,综合性方向发展。黑竹家具可以通过铰链等五金件的融合实现可折叠,极大加强了其功能性。通过折叠,黑竹家具有两种或两种以上的功能,主要把结构设计得灵动一些,同时还可以结合可拆卸的手法,既有多功能,还可以方便运输和收纳。

  4.3新型五金连接件开发

  在黑竹家具竹壁中嵌入带膨胀头的鱼嘴螺栓、活动阀螺钉和橡胶套塞等,实现两个黑竹部件的连接,这就叫做圆头鱼嘴螺栓连接。操作方式是通过调节活动阀螺栓使橡胶螺栓在黑竹内壁膨胀抓紧,达到紧固的目的。主要在黑竹家具核心骨架中相互垂直的零部件间的连接。鱼嘴螺栓有四种连接件:圆头鱼嘴螺栓连接件、凹型鱼嘴螺栓连接件、橡胶膨胀头螺栓连接件、螺旋式橡胶头螺栓连接件。圆头鱼嘴螺栓连接件的主要结构有唇口、端口的橡胶螺栓,唇口在前,橡胶螺栓在后,端口在螺钉旋进作用下胀紧,在胀紧的过程中摩擦力迅速产生,使两个黑竹零部件连接牢固;凹型鱼嘴螺栓连接件和圆头鱼嘴螺栓连接件外形及功能接近,主要区别于橡胶端,前者端口是圆形,而后者端口略有凹进,凹型鱼嘴螺栓连接件相比圆头鱼嘴螺栓连接件,其产生的摩擦力略大;螺旋式橡胶头螺栓连接件的主要结构组成有:唇口、螺母或挡环膨胀螺栓,唇口在前,螺母在后,中间两条塑料膨胀头呈平行条状排布。当要连接两个黑竹零部件时,旋进螺钉,会向左右两侧施力,两条塑料条向外膨胀,塑料条紧抵黑竹壁的内侧,从而达到连接两个黑竹零部件的目的;螺旋式橡胶头螺栓连接件主要结构组成有:前端唇口、末端螺母或橡胶螺栓、中部螺纹状的胶条,运作模式和橡胶膨胀头螺栓连接件接近,当螺钉向里旋进的时候,螺纹胶条开始扭转、膨胀,并牢牢抵住黑竹内侧,达到连接两零部件的目的[6-7]。

  5.结语

  探索黑竹家具的结构创新设计,要以黑竹家具本身的材料特性、人文特性、功能特性为出发点,并考虑现有的技术条件,去对黑竹家具结构进行创新设计。传统黑竹家具的制造工艺水平有限,但也有很多可取之处。基于目前的黑竹家具设计制造基础,对新型材料融入黑竹家具结构设计进行思考,扬长避短,充分发挥出黑竹的材料特性,倡导利用绿色环保材、速生材,缓解目前木材短缺的压力,保护森林资源。

  作者:刘欢 单位:广东白云学院

  参考文献:

  [1]赵洁.黑竹家具创新设计研究[J].包装工程,2014,(09):47-49.

  [2]闫丹婷.竹藤家具的装饰艺术与结合方法的研究[D].长沙:中南林业科技大学,2007.

  [3]张仲凤.家具结构设计[M].北京:机械工业出版社,2012.

  [4]陶振平,张仲凤.浅析明清古典重组竹家具雕刻工艺[J].家具与室内装饰,2014,(05):120-121.

  [5]谢子缘,刘岸.轻量化重组竹家具产品设计概念[J].家具与室内装饰,2016,(05):66-67.

  [6]陈哲.传统竹家具的改进研究[D].长沙:中南林业科技大学,2005.

  [7]李静.现代竹家具情感化设计研究[J].家具与室内装饰,2015,(01):38-39.

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