木材從力學角度上看是一種彈性材料，在結(jié)構(gòu)上呈多孔狀，木材的這個特性，可以使其彎曲。但是如果要得到較小的彎曲曲率半徑，應(yīng)在彎曲之前對木材進行軟化，增大木材的塑性。木材經(jīng)軟化處理后，在順紋壓力的作用下，細胞壁中微纖維之間產(chǎn)生滑移，導致細胞壁的壁層縱向產(chǎn)生褶皺；木材在彎曲力矩的作用下，彎曲時的受壓面形成褶皺，受拉面形成展皺，便可獲得較小的彎曲曲率半徑。
1、木材彎曲的原理
木材彎曲時，以中性層為分界形成凹凸兩面，在凸面產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，使凸面木材有不同程度的伸長；凹面產(chǎn)生壓縮應(yīng)力，使凹面木材有不同程度的壓縮，其應(yīng)力分布是由表面向中間逐漸減少，中間一層纖維（中性層）既不受拉伸，也不受壓縮。當所受的拉伸和壓縮應(yīng)力超過該種材料的拉伸強度極限或壓縮強度極限時，木材就遭到破壞。木材經(jīng)軟化處理后可增加木材順紋壓縮和拉伸變形。軟化處理使順紋拉伸形變稍有增加，一般為1%～2%。但使順紋壓縮變形卻比氣干材增加很多。經(jīng)軟化處理后硬闊葉材順紋壓縮變形可達25%～30%，針葉材順紋壓縮變形為5%～7%。不同樹種的允許拉伸形變和壓縮形變不相同，因而它們的彎曲性能差異很大。彎曲性能主要取決于木材的允許拉伸形變和允許壓縮形變系數(shù)。
2、木材順紋壓縮彎曲技術(shù)
木材順紋壓縮彎曲是先將木材進行軟化處理，然后再進行順紋彎曲。當水分進入木材細胞壁時，由于水是極性分子，可以與纖維素非結(jié)晶區(qū)中的羥基和半纖維素中羥基形成新的氫鍵，加大分子鏈之間的距離，即增大了自由體積，為分子的運動提供了空間。如果分子的振動不夠，即使提供了足夠的自由體積空間，也無法完全改變木材的軟化條件，只有能量和水作為增塑劑一起作用于木材時，才能有效地使木材實現(xiàn)軟化。木材中的主要成分是纖維素呈線形、長的大分子結(jié)構(gòu)。纖維素大分子由許許多多的葡萄糖單體構(gòu)成分子鏈，它們彼此間有的區(qū)段纖維素分子鏈彼此平行，構(gòu)成結(jié)晶區(qū)，這決定了纖維素的強度；另一個區(qū)段內(nèi)，纖維素分子鏈彼此不平行，構(gòu)成纖維素的非結(jié)晶區(qū)，這些線形分子鏈不是筆直成線，而是具有一定的卷曲部分，這使纖維素具有可以伸縮的彈性性能。如果外力的作用小于木材允許的順紋抗壓強度，即應(yīng)力小于木材的破壞極限時，木材不會產(chǎn)生破壞；如果木材在持續(xù)的外力作用下被壓縮，當達到壓縮率后停止加壓，保壓一定時間后卸壓，在壓力解除后，木材的粘彈性特性隨即顯現(xiàn)出來，在短時間內(nèi)恢復(fù)其彈性變形，但是尚遺留一定量的永久變形，這些永久變形主要是纖維或分子鏈之間產(chǎn)生縱向位移，在順紋方向上細胞軸向產(chǎn)生褶皺，這些褶皺比較均勻地集中在軸向細胞的內(nèi)壁，這將使木材的彎曲性能得到大大地提高。
3、木材軟化處理的方法與機理
軟化處理可改善木材的彎曲性能，使木材具有暫時的塑性使彎曲加工得以進行，并在變形狀態(tài)下干燥，恢復(fù)木材原有的剛性和強度。軟化處理方法有：水熱處理，高頻介質(zhì)加熱處理等。
（1）水熱處理軟化木材，主要是利用水對纖維素的非結(jié)晶區(qū)、半纖維素和木素進行潤脹，為分子劇烈運動提供自由體積空間，靠由外到里逐漸對木材進行傳導加熱，使分子獲得足夠的能量。木材經(jīng)水熱處理后，一部分半纖維素易分解溶解成液態(tài)，纖維素無定型區(qū)分子鏈上的游離羥基吸附水分，使纖維素間隙中水膜增厚，分子間距離增大，吸引力減小，便于在外力作用下產(chǎn)生相對滑移。木材膨脹形變是水進入到木材的非結(jié)晶區(qū)內(nèi)，使木素、半纖維素和纖維素的非結(jié)晶區(qū)體積膨脹，增大自由體積空間，提高了木材的塑性。加熱可以使非結(jié)晶區(qū)中的木素、纖維素和半纖維素分子能量加大。在水、熱的作用下，纖維素非結(jié)晶區(qū)濕脹，木素呈粘流態(tài)，半纖維素失去其聯(lián)結(jié)作用，木材塑性加大。
（2）高頻介質(zhì)加熱處理
高頻介質(zhì)加熱處理是把彎曲毛料放在高頻電場內(nèi)兩個電極板間，反復(fù)極化，使分子在這種高頻交變電磁場作用下急劇運動而相互摩擦產(chǎn)生熱量，從而達到升溫加熱的目的。在高頻加熱中，介質(zhì)吸收電能而發(fā)熱的能力與介質(zhì)本身的熱傳導性無關(guān)，而是取決于介質(zhì)本身的介電特性和電場的電參數(shù)，即與介質(zhì)的損耗因素、電場強度的平方、電場頻率成正比。高頻電場強度越強、頻率越高或介質(zhì)的損耗因素越大，則極性分子（如水）運動的幅度和次數(shù)就越大，摩擦產(chǎn)生的熱量也越多，加熱和干燥的速度就越快。
4、實木彎曲的工藝
實木彎曲成型可以分成各階段：塑化（軟化）、彎曲和定型（在模型框架中干燥冷卻）。
木材首先需要刨成方材，然后精確地裁成彎曲長度。為達到可彎曲的性能，必須先將加工件進行軟化，這表現(xiàn)為溫度和濕度的影響。傳統(tǒng)的軟化方法是蒸煮法，把水分和熱量當作木材的軟化劑。一般將準備好的木材放在一定條件（壓力、溫度、濕度）的蒸汽中進行一段時間的軟化，時間的長短與木材的初始含水率，樹種和木材的厚度有關(guān)。木材彎曲最合適的含水率，是木材纖維飽和點的含水率，媽20%～30%，此時木材強度最小，可產(chǎn)生的變形最大。使用實木軟化專用設(shè)備，可在較短的時間內(nèi)以消耗較少的能量將木材轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢詮澢臓顟B(tài)。在彎曲時，將工件自由地放在金屬薄板中，以扼制彎曲過程中工件外表的拉伸，進而被彎曲成一定的形狀。在彎曲過程中，彎曲構(gòu)件內(nèi)部將形成張力，這種張力在以后的定型階段將完全消除。此外，還要對工件進行降溫處理，并消除彎曲工藝流程中必須的水分，最好的方法是將其放在低溫干燥室中進行干燥，為了使工件保持需要的形狀，應(yīng)將工件夾在一個干燥架上。彎曲后，通過自然冷卻可以明顯減少內(nèi)部應(yīng)力，在含水率低于12%時，使彎曲成型的工件定型，它的形態(tài)在濕度增加時也不會發(fā)生明顯的改變。上述工藝要求對于不同的樹種存在很大的差別，總的來講，針葉材不能進行很好的彎曲，而闊葉材如榆木和胡桃揪等能被很好地彎曲。
1、木材彎曲的原理
木材彎曲時，以中性層為分界形成凹凸兩面，在凸面產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，使凸面木材有不同程度的伸長；凹面產(chǎn)生壓縮應(yīng)力，使凹面木材有不同程度的壓縮，其應(yīng)力分布是由表面向中間逐漸減少，中間一層纖維（中性層）既不受拉伸，也不受壓縮。當所受的拉伸和壓縮應(yīng)力超過該種材料的拉伸強度極限或壓縮強度極限時，木材就遭到破壞。木材經(jīng)軟化處理后可增加木材順紋壓縮和拉伸變形。軟化處理使順紋拉伸形變稍有增加，一般為1%～2%。但使順紋壓縮變形卻比氣干材增加很多。經(jīng)軟化處理后硬闊葉材順紋壓縮變形可達25%～30%，針葉材順紋壓縮變形為5%～7%。不同樹種的允許拉伸形變和壓縮形變不相同，因而它們的彎曲性能差異很大。彎曲性能主要取決于木材的允許拉伸形變和允許壓縮形變系數(shù)。
2、木材順紋壓縮彎曲技術(shù)
木材順紋壓縮彎曲是先將木材進行軟化處理，然后再進行順紋彎曲。當水分進入木材細胞壁時，由于水是極性分子，可以與纖維素非結(jié)晶區(qū)中的羥基和半纖維素中羥基形成新的氫鍵，加大分子鏈之間的距離，即增大了自由體積，為分子的運動提供了空間。如果分子的振動不夠，即使提供了足夠的自由體積空間，也無法完全改變木材的軟化條件，只有能量和水作為增塑劑一起作用于木材時，才能有效地使木材實現(xiàn)軟化。木材中的主要成分是纖維素呈線形、長的大分子結(jié)構(gòu)。纖維素大分子由許許多多的葡萄糖單體構(gòu)成分子鏈，它們彼此間有的區(qū)段纖維素分子鏈彼此平行，構(gòu)成結(jié)晶區(qū)，這決定了纖維素的強度；另一個區(qū)段內(nèi)，纖維素分子鏈彼此不平行，構(gòu)成纖維素的非結(jié)晶區(qū)，這些線形分子鏈不是筆直成線，而是具有一定的卷曲部分，這使纖維素具有可以伸縮的彈性性能。如果外力的作用小于木材允許的順紋抗壓強度，即應(yīng)力小于木材的破壞極限時，木材不會產(chǎn)生破壞；如果木材在持續(xù)的外力作用下被壓縮，當達到壓縮率后停止加壓，保壓一定時間后卸壓，在壓力解除后，木材的粘彈性特性隨即顯現(xiàn)出來，在短時間內(nèi)恢復(fù)其彈性變形，但是尚遺留一定量的永久變形，這些永久變形主要是纖維或分子鏈之間產(chǎn)生縱向位移，在順紋方向上細胞軸向產(chǎn)生褶皺，這些褶皺比較均勻地集中在軸向細胞的內(nèi)壁，這將使木材的彎曲性能得到大大地提高。
3、木材軟化處理的方法與機理
軟化處理可改善木材的彎曲性能，使木材具有暫時的塑性使彎曲加工得以進行，并在變形狀態(tài)下干燥，恢復(fù)木材原有的剛性和強度。軟化處理方法有：水熱處理，高頻介質(zhì)加熱處理等。
（1）水熱處理軟化木材，主要是利用水對纖維素的非結(jié)晶區(qū)、半纖維素和木素進行潤脹，為分子劇烈運動提供自由體積空間，靠由外到里逐漸對木材進行傳導加熱，使分子獲得足夠的能量。木材經(jīng)水熱處理后，一部分半纖維素易分解溶解成液態(tài)，纖維素無定型區(qū)分子鏈上的游離羥基吸附水分，使纖維素間隙中水膜增厚，分子間距離增大，吸引力減小，便于在外力作用下產(chǎn)生相對滑移。木材膨脹形變是水進入到木材的非結(jié)晶區(qū)內(nèi)，使木素、半纖維素和纖維素的非結(jié)晶區(qū)體積膨脹，增大自由體積空間，提高了木材的塑性。加熱可以使非結(jié)晶區(qū)中的木素、纖維素和半纖維素分子能量加大。在水、熱的作用下，纖維素非結(jié)晶區(qū)濕脹，木素呈粘流態(tài)，半纖維素失去其聯(lián)結(jié)作用，木材塑性加大。
（2）高頻介質(zhì)加熱處理
高頻介質(zhì)加熱處理是把彎曲毛料放在高頻電場內(nèi)兩個電極板間，反復(fù)極化，使分子在這種高頻交變電磁場作用下急劇運動而相互摩擦產(chǎn)生熱量，從而達到升溫加熱的目的。在高頻加熱中，介質(zhì)吸收電能而發(fā)熱的能力與介質(zhì)本身的熱傳導性無關(guān)，而是取決于介質(zhì)本身的介電特性和電場的電參數(shù)，即與介質(zhì)的損耗因素、電場強度的平方、電場頻率成正比。高頻電場強度越強、頻率越高或介質(zhì)的損耗因素越大，則極性分子（如水）運動的幅度和次數(shù)就越大，摩擦產(chǎn)生的熱量也越多，加熱和干燥的速度就越快。
4、實木彎曲的工藝
實木彎曲成型可以分成各階段：塑化（軟化）、彎曲和定型（在模型框架中干燥冷卻）。
木材首先需要刨成方材，然后精確地裁成彎曲長度。為達到可彎曲的性能，必須先將加工件進行軟化，這表現(xiàn)為溫度和濕度的影響。傳統(tǒng)的軟化方法是蒸煮法，把水分和熱量當作木材的軟化劑。一般將準備好的木材放在一定條件（壓力、溫度、濕度）的蒸汽中進行一段時間的軟化，時間的長短與木材的初始含水率，樹種和木材的厚度有關(guān)。木材彎曲最合適的含水率，是木材纖維飽和點的含水率，媽20%～30%，此時木材強度最小，可產(chǎn)生的變形最大。使用實木軟化專用設(shè)備，可在較短的時間內(nèi)以消耗較少的能量將木材轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢詮澢臓顟B(tài)。在彎曲時，將工件自由地放在金屬薄板中，以扼制彎曲過程中工件外表的拉伸，進而被彎曲成一定的形狀。在彎曲過程中，彎曲構(gòu)件內(nèi)部將形成張力，這種張力在以后的定型階段將完全消除。此外，還要對工件進行降溫處理，并消除彎曲工藝流程中必須的水分，最好的方法是將其放在低溫干燥室中進行干燥，為了使工件保持需要的形狀，應(yīng)將工件夾在一個干燥架上。彎曲后，通過自然冷卻可以明顯減少內(nèi)部應(yīng)力，在含水率低于12%時，使彎曲成型的工件定型，它的形態(tài)在濕度增加時也不會發(fā)生明顯的改變。上述工藝要求對于不同的樹種存在很大的差別，總的來講，針葉材不能進行很好的彎曲，而闊葉材如榆木和胡桃揪等能被很好地彎曲。
