三层实木复合地板锁扣刀具设计研究文献综述

 2021-12-09 10:12

三层实木复合地板起源于欧洲,20世纪90年年代发展到我国。它是复合地板的一大类别,复合地板大致可以分为两大类: 由三层或多层实木复合而成的实木复合地板;以中 (高 )密度纤维板或刨花板为基材,渍纸贴面的强化复合地板。三层实木复合地板是指以实木拼板为面层、实木条为芯层、单板为底层制成的企口地板。表层通常为优质硬木规格板条镶拼板,树种多为柞木、水曲柳、山毛榉、西南桦、枫木和花梨木等,厚度一般为 4 mm;芯层多为杨木、杉木、桐木和松木等软杂木板条 ,厚度一般为 9mm;底层旋切单板常为杨木、松木 ,厚度一般为2mm。产品常见规格一般为2200mmtimes;(180~200) mmtimes;( 14~15)mm。 三层实木复合地板具有实木地板块的优点 ,铺装方便简单,效果好 ,尺寸变化比实木地板块小,变形小。不足之处是: 如胶合质量把关不严和使用维护不当,会发生开胶;若使用脲醛树脂胶胶合 ,板内含有一定量的甲醛在使用过程中释放。三层实木复合地板大大提高了木材综合利用率,特别是节约了大量优质木材,有利于我国森林资源的综合利用,能更好地推动地板行业的低碳经济发展,对于促进地板行业的良性发展具有重要意义。

三层实木复合地板是由实木和单板交错层压而成的企口地板,分别由表板、芯板、背板组成。板的表层一般为纹理美观的优质阔叶硬木;芯板多为速生材树种,如松木、杨木。背板为厚单板,多采用速生材树种,如松木、杨木和桦木。三层实木复合地板排列呈纵横交错状态,表层和底层同方向排列,中间的芯层与表层和底层呈垂直方向排列,使地板既具有实木地板的色泽、纹理和实木感,又能有效地调整木材之间的内应力,弥补由于木材各向异性产生的各种变形缺陷。

研究概况:1曹平祥在“三层实木复合地板的切削刀具”一文中指出,实木复合地板在加工表板、芯板及企口等加工环节需要使用切削刀具。2曹平祥指出,三层实木复合地板通常在双端铣上加工榫头和榫槽,长向设备两侧各有三个刀轴,短向设备两侧各有四个刀轴,各刀轴刀具的功用根据设备类型和结构,存在一定的差异。3刘华等提出了3种不同的免胶锁扣结构,认为免胶锁扣地板可使安装迅速、便捷,拼缝更紧密,同时使得地板可拆卸重装。4曹平祥在“地板刀具设计与运用”一文中提出了两种锁扣企口实木复合地板刀具布置方案:先开企口后油漆和先油漆后开企口。5陈效党在“浅析三层实木复合地板波浪状现象”一文中提出:由于木材是一种吸湿性材料,地板会出现两种不同的形式(芯板拼缝处波状起伏同时凸向表板和底板 , 芯板拼缝处地板厚度增大,以及芯板拼缝处波状起 伏凹向地板 , 此处地板的厚度变小 )6周江龙等提出了一个方案用于检测强化木地板锁扣结合力:将拼接好的样条,卡到万能力学试验机上并保证拼接后两样条在同一个平面上,开启万能力学试验机,检测锁扣被拉开时的最大拉力大小。得出锁扣结合力长边大于短边,并且均能达到欧洲标准。7李欣等在报告“我国木地板锁扣技术专利分析”中分析了1984年至2014年30年间木地板锁扣技术在华申请趋势。受2005年中国锁扣地板遭受美国337调查影响,专利意识逐渐增强,专利申请逐年增加,其中以实用新型专利为主。8吴占炜提到耐磨性耐热性与抗冲击韧性是衡量聚晶金刚石刀具性能的标准,认为实现金刚石颗粒之间键合是提高金刚石复合体质量的关键,可通过提高合成压力以及较短时间内提高温度来实现。聚晶金刚石刀具有5种磨损机理:摩擦磨损、粘结磨损、剥落磨损、扩散磨损以及氧化磨损,指出采用较低切削速度以及选用合适粘结剂可以降低刀具磨损,另外不同的工件材料对切削磨损的影响也不同。9郑超等在“我国金刚石木工刀具发展评述”一文中指出人造板加工行业的数控化趋势促使了金刚石刀具市场的发展,金刚石( PCD) 木工刀具具有高硬度、高耐磨性和高导热性等独特优点。刀具的寿命长, 加工效率高, 大大降低了综合成本。他认为要加强对金刚石刀具刃磨机理的研究,要加强对聚晶金刚石符合刀片的研究以研制出木工专用金刚石刀具,呼吁国内机床制造厂家尽快生产用于磨削 PCD/ PCBN 刀具的专用磨床和电火花加工机床( EDM) , 对金刚石木工刀具的磨削今后主要依靠电火花。

随着木地板产业不断发展,我国已经是木地板出口大国。然而在国际贸易上却伴随着纠纷,2005年,中国锁扣地板遭受美国337调查,2007年1月10日被裁定不能向美国出口锁扣地板。同时一些国际龙头企业也在国内申请了大量专利,进行专利布局。为保护我国地板企业,地板锁扣专利亟需重视。根据李欣、陈斌【】整理报告,我国的专利分为发明专利、实用新型专利和外观设计专利3种类型, 截止 2014 年 10 月底, 在公开了的2193 件木地板锁扣专利中,有发明专利 709 件,约占总数的 32%;实用新型1474 件,约占总数的67%;外观设计10件,约占1%。从公开的3 种专利类型比例来看,涉及木地板锁扣的专利申请大多数以实用新型为主,而真正具有核心技术含量的发明专利所占比例并不高。

这 30 年木地板锁扣专利总申请量的趋势是逐年增加的,从m2000年开始快速增长,在2013年已经到达247件,截止2014年10月底, 2014年的申请量为 228 件。笔者还分析3种专利类型的申请趋势发现,实用新型近年来增长十分迅速, 而发明专利在2005年后也步入快速增长阶段,究其原因可能与2005年美国针对中国木地板锁扣的337调查有关,促使中国企业开始关注知识产权保护。

目前已经公开的木地板申请人分布于国内外。国外企业在华发明专利申请数量为 210件,约占发明申请总量的 10%。 从图2中可以看出,国外企业主要集中在瑞典( 74 件)、荷兰( 24 件)、德国( 23 件)、美国( 19 件)、奥地利( 18 件)、瑞士( 10 件)、卢森堡( 10)等国, 其中瑞典在华申请木地板专利量最大。

国内发明专利申请量占申请总量的12%, 集中在江苏( 84 件)、浙江( 74 件)、北京( 29 件)、上海( 28 件)、广东( 22 件)、湖南( 16 件)、 福建 ( 7 件)等地, 这7个地区的木地板锁扣相关发明专利申请量占国内发明总申请量的 37%, 这表明国内木地板锁扣技术相对集中,技术市场主要由江苏、浙江、广东等省份控制。

国内的 709 件发明申请中,国内企业申请量占总量的29%, 国内个人申请量占总量的 32%,国内学校( 大中专院校)申请量占总量的2%,国外企业申请量占总量的 36%,国外个人申请量占总量的2%。 我国木地板锁扣的专利申请以个人和企业为主,个人申请与企业申请相差不大,高等院校和科研院所的申请量较少,其中,个人申请中大多申请人本身就是木地板企业的老板,如发明申请量排名较高的申请人李新发就是上海乔凡装饰材料有限公司的总经理。因此,可以看出我国木地板锁扣的核心技术主要在企业中。国外企业在华申请PCT的申请量较大,可谓与国内个人申请、国内企业申请三分天下,尤其是知名的国际地板企业更是重视在华专利申请与保护。

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