我國(guó)竹林資源豐富，現(xiàn)有竹類植物40余屬500余種，占地720萬公頃，分布于27個(gè)省市自治區(qū)[1,2]。竹子紋理通直、質(zhì)感爽滑，早在古代，我國(guó)就將其應(yīng)用于建筑、家具、日用品、工藝品等領(lǐng)域[3]。由于竹子形圓、中空、有節(jié)、常青的生長(zhǎng)特點(diǎn)，也被賦予了堅(jiān)韌、虛心、爭(zhēng)上、清高的文化內(nèi)涵，頗受大眾喜愛。尤其是近年來，隨著世界性森林資源的日益匱乏，原木進(jìn)口的日趨緊張，我國(guó)有限配給的自伐商品材已無法滿足年產(chǎn)值2000多億美元的家具產(chǎn)業(yè)需求[4]。竹子以其生長(zhǎng)快、產(chǎn)量高、材性好、加工容易以及膠合后低毒甚至無毒的優(yōu)良特點(diǎn)被視為代替木材制造家具產(chǎn)品的最佳可再生材料[5]。因此，開發(fā)竹質(zhì)家具不僅是對(duì)我國(guó)傳統(tǒng)文化和技藝的弘揚(yáng)，更是維系我國(guó)木材安全、發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)的重要舉措。
本文分別從結(jié)構(gòu)、造型和制造三個(gè)方面對(duì)傳統(tǒng)原竹家具、竹集成材家具、重組竹家具和現(xiàn)代新原竹家具的加工技術(shù)進(jìn)行歸納，以期洞悉當(dāng)前竹質(zhì)家具的研究進(jìn)展，明確未來竹質(zhì)家具的研究方向，為竹材在家具領(lǐng)域更加高效、合理的利用提供參考。
1傳統(tǒng)原竹家具
原竹的桿莖，抗拉，抗壓能力較木材優(yōu)異，且具有良好的韌性、彈性和彎曲性能[6]。傳統(tǒng)原竹家具的制造主要以青皮竹、粉單竹、茶桿竹、淡竹、撐篙竹、麻竹、毛竹為原料。原竹也可加工成竹片或竹篾與桿莖搭配使用。
傳統(tǒng)原竹家具主要為手工制造，其零部件可采用包榫接合、榫接合、連接絲（繩）接合[5]。包榫接合是將竹桿彎曲箍扎在另一根竹桿上的接合方式；榫接合可根據(jù)榫頭是否貫通分為明榫和暗榫，榫頭有尖頭和斜頭兩種，榫頭與榫眼有時(shí)需竹釘力福；連接絲(繩)接合是將尺寸相同的原竹橫向排列再劃線、打孔用金屬絲或尼龍繩將其串聯(lián)起來的方法。實(shí)踐表明，由于傳統(tǒng)原竹家具的基材未經(jīng)改性處理，在鑿孔時(shí)常引起竹材劈裂，在使用中因干縮濕漲，易引起接合部位脹裂、松脫。另外，這些不可拆裝的結(jié)構(gòu)還造成了竹材的浪費(fèi)，不利于產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，增加了運(yùn)輸成本。
傳統(tǒng)原竹家具造型古拙質(zhì)樸，產(chǎn)品類型主要為傳統(tǒng)款式的凳、椅、桌、床、柜、架、幾、案、屏風(fēng)等，缺乏創(chuàng)新設(shè)計(jì)。產(chǎn)品的造型只能通過各零部件的尺寸比例、竹篾編制的十字、井字、人字、菱形等圖案以及在圓竹表面進(jìn)行手工燙花或雕刻來體現(xiàn)，生產(chǎn)效率低下19。在其他家具的市場(chǎng)沖擊下，傳統(tǒng)原竹家具需求一度下降。
由于傳統(tǒng)原竹家具的制造多為家庭作坊式，主要依靠篾刀、尖刀、扣刀、括刀、框鋸、車刨、鑿子、錘子、直尺、卡尺、手工鉆等簡(jiǎn)易生產(chǎn)設(shè)備，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。其生產(chǎn)工藝流程包括選料、打通竹隔、竹桿校直、下料、烤花、零件加工、裝配、表面裝飾和檢驗(yàn)等主要步驟。其中打通竹隔是為避免封閉在竹腔內(nèi)的空氣因受熱膨脹而導(dǎo)致竹壁爆裂;竹桿校直主要通過向竹腔內(nèi)灌砂以提高產(chǎn)品的夕卜觀和裝配質(zhì)量并改善彎曲時(shí)竹桿橫截面的圓度[11]�？梢�，傳統(tǒng)原竹家具不僅款式陳舊，生產(chǎn)技術(shù)水平也落后，因此難以打入國(guó)際市場(chǎng)。
2竹集成材家具
竹集成材是以竹材為原料加工成一定規(guī)格的矩形竹片，經(jīng)防腐、干燥、涂膠等工藝組坯膠合而成的竹質(zhì)板方材，具有幅面大、變形小、涂飾性好、耐磨損，防蟲、防腐的優(yōu)良性能。研究表明，集成材的干縮系數(shù)僅為0.225%，抗拉、抗彎和抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到184.27MPa，108.52MPa和65.39MPa，各項(xiàng)指標(biāo)均高于橡木和紅松。
竹集成材家具的零部件既可采用榫接合也可采用連接件接合[5]，因此，可實(shí)現(xiàn)框架、腳架、箱框、板式和曲面等結(jié)構(gòu)。在諸多接合方式中，采用雙直角明榫接合強(qiáng)度最高，其次為單直角明榫接合，再次為豎向雙圓榫接合，最后分別為橫向雙圓榫接合和偏心連接件接合[13]。因此，若采用金屬連接件接合，宜使用牙距大、牙板寬而利的專用螺釘或硬木自攻螺釘[14]，但牙距過寬也會(huì)造成板材的橫向開裂[15]。竹集成材家具采用自攻螺釘?shù)奈蔗斄h(yuǎn)大于木螺釘?shù)奈蔗斄Γ谥窦傻娜齻�(gè)方向上，木螺釘?shù)奈蔗斄ο嗖畈淮�，而自攻螺釘則有明顯的差異，木螺釘?shù)膶?dǎo)入孔直徑取螺釘外徑的73～77%，自攻螺釘導(dǎo)入孔直徑取外徑的80～92%。
竹集成材家具的造型主要通過點(diǎn)線面的搭配、色彩和質(zhì)感來實(shí)現(xiàn)叨。首先，竹節(jié)、竹片三切面可視為造型元素的點(diǎn)，單根竹片為造型要素的線，竹片的三切面膠合成為平面整體便成為造型要素的面。通過點(diǎn)、線、面三元素位置、距離的變化可以實(shí)現(xiàn)節(jié)奏與韻律、變化與統(tǒng)一的美學(xué)效果[18]；第二，竹集成材本身為淺黃色，在高溫高壓下生產(chǎn)的炭化竹呈咖啡色。竹集成材可以通過清漆涂飾體現(xiàn)兩種不同的家具色彩，或在同一件家具上將兩種色彩的竹條搭配使用，拼成多種形態(tài)的花紋；第三，由于竹集成材具有優(yōu)良的力學(xué)性能，因此可以在其表面進(jìn)行鏤銑、雕花、開槽、鑲嵌等處理，現(xiàn)實(shí)類似硬木家具質(zhì)地的造型特點(diǎn)。
竹集成材家具的制造可分為直線形零部件加工和曲線形零部件加工兩部分。直線形零部件的加工包括板材預(yù)處理，板材加工、木工制作等過程[15]。板材預(yù)處理包括板材的脫油、矯正、磨光、漂白、染色或人工斑紋的制作等[19];板材加工是通過各種機(jī)械設(shè)備改變板材的形狀尺寸，使之加工成為若干直線形零部件的大小單元，包括鋸解、接長(zhǎng)、拼寬、刨削以及開榫、鉆孔、定厚砂光、銑邊等；木工制作主要指家具零部件的手工精加工，包括雕刻、鑲嵌、刮磨、打砂等。對(duì)于曲線形家具零部件，可以在整根竹集成材上劃線鋸解或者利用竹材縱向柔韌的優(yōu)異性能，直接由單層竹板條集成膠合彎曲制成，具體工藝如下:選竹—鋸截—開條—粗刨—蒸煮、軟化、“三防”處理一捆扎—放入模具—彎曲一干燥—定型—涂膠一拼寬膠合—單層竹片條板—刨削—砂光—涂膠—組坯—層積膠合—彎曲竹材集成材構(gòu)件™。該項(xiàng)工藝要求模壓材料的尺寸穩(wěn)定性好，表面光潔，加壓緩慢，使竹條受力均勻。而后，需要對(duì)兩種形態(tài)零部件進(jìn)行油漆處理，具體工藝包括粗砂（240#砂帶）、精砂（320#砂帶）、上底漆、打磨（320#和600#砂帶）、上面漆等，其中表干時(shí)間20min，底漆實(shí)干時(shí)間4h，面漆實(shí)干時(shí)間12h。實(shí)驗(yàn)表明，采用該項(xiàng)工藝分別對(duì)炭化和本色竹集成材進(jìn)行PU漆涂飾后，漆膜附著力可達(dá)到2級(jí)或1級(jí)，不亞于以同樣工藝對(duì)水曲柳實(shí)木板材進(jìn)行涂飾的漆膜質(zhì)量則。
3重組竹家具
重組竹是竹材經(jīng)輾搓設(shè)備加工為橫向不斷裂、縱向松散而交錯(cuò)相連的竹束，然后干燥、施膠、組坯、熱壓而成的一種強(qiáng)度高、規(guī)格大、具有天然竹材紋理結(jié)構(gòu)的竹材人造板冏。重組竹板材的密度可達(dá)0.85～1.25g/cm3，抗壓強(qiáng)度>60MPa，抗拉強(qiáng)度86～140MPa，彈性模量10000～30000MPa，甲醛釋放量?jī)H為0.1mg/L，材性與紅木相近。
重組竹家具的結(jié)構(gòu)與竹集成材相似，既可采用傳統(tǒng)家具的榫卯接合，也可采用現(xiàn)代家具的連接件接合，此外，重組竹材還具有優(yōu)異的膠合性能[23]。由于重組竹優(yōu)異的質(zhì)感、顏色與花梨木、紅酸枝相似，且具有良好的刨切、砂光、鉆孔、鋸切、涂飾、雕刻加工質(zhì)量[25]，因此被視為制造新中式家具的上等材料。近年來，重組竹家具的發(fā)展前景已被一些家具企業(yè)重視，浙江、江西、福建、四川等地家具企業(yè)已經(jīng)開始應(yīng)用重組竹進(jìn)行家具的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)，市場(chǎng)前景樂觀。
4現(xiàn)代新原竹家具
近年來，人們對(duì)生態(tài)文化和傳統(tǒng)文化愈加重視，具有鮮明綠色環(huán)保和民族文化特征的現(xiàn)代新原竹家具再次受到追捧卿。新原竹家具應(yīng)用現(xiàn)代家具設(shè)計(jì)理念和傳統(tǒng)竹文化，采用現(xiàn)代結(jié)構(gòu)和加工技術(shù)，比傳統(tǒng)原竹家具更具社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和美學(xué)價(jià)值[27]。除傳統(tǒng)原竹家具材料以外，現(xiàn)代新原竹家具還采用水竹、斑竹、黃竹和羅漢竹為基材，并綜合利用木材、金屬、玻璃、塑料、橡膠、藤材、石材、陶瓷等其它材料。
現(xiàn)代新原竹家具的零部件多用專門五金連接件接合，以提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化與模塊化[26]。圓竹桿之間主要以套接件和包接件實(shí)現(xiàn)接合[28]，其中套接件包括L字套接件、串接套接件兩類，分別用于直徑相同的圓竹不同角度的套接和延長(zhǎng)或閉合骨架的兩端；包接件包括丁字包接件、斜插包接件、多向包接件和并接包接件，分別用于橫向竹段與縱向竹段的直角、斜角、多向和平行接合。圓竹與竹片、竹篾多采用木螺釘、自攻螺釘和機(jī)制螺釘實(shí)現(xiàn)接合[8]。
現(xiàn)代新原竹家具的造型主要通過材料的肌理和零部件的形態(tài)來表現(xiàn)。由于新原竹家具用材更為廣泛，不同材料的質(zhì)感、光澤和色彩有所不同，即使同為竹材，也可將青竹、黃竹和碳化后的紅竹搭配使用，給人不同的視覺效果129。另外，新原竹家具還可利用現(xiàn)代實(shí)木家具的燙畫、燙蠟、絲網(wǎng)印、熱轉(zhuǎn)印、打磨拋光、機(jī)械噴涂、數(shù)控雕刻等工藝，使產(chǎn)品更具觀賞性[11]。新原竹家具的零部件形態(tài)應(yīng)以直線和曲線為主，并盡量簡(jiǎn)潔，體現(xiàn)原竹家具自然、淡雅的特征™。直線形零部件可以表現(xiàn)出堅(jiān)硬、頑強(qiáng)的效果，其中大徑級(jí)的直線零部件具有鈍重、粗笨的力度美，小徑級(jí)的直線零部件具有輕快、敏捷的體量美；曲線形零部件是原竹經(jīng)曲線加工而成的彎曲形態(tài)，可為自由曲線，也可為幾何曲線，并可以通過線與線的搭配，實(shí)現(xiàn)變化與統(tǒng)一、均衡與韻律的形式美[31]。
傳統(tǒng)原竹家具的制造可分為竹材預(yù)處理、竹材加工、骨架制作、面層加工、裝配以及邊部處理六道工序[32]。竹材預(yù)處理，包括對(duì)竹材的選料以及防腐、防蟲等干燥處理；竹材加工即配料環(huán)節(jié)，是根據(jù)家具零部件的尺寸規(guī)格和使用部位，對(duì)原竹進(jìn)行橫截、縱剖、砂光、漂白、染色等處理，使之加工成為竹材毛料的過程；骨架制作是對(duì)竹材毛料的加工，主要包括骨架彎曲和骨架接合兩方面。對(duì)于直徑不大，彎曲弧度要求不高的零部件可以采用加熱彎曲再冷卻定型的工藝;對(duì)于直徑較大、曲率半徑較小的原竹，應(yīng)采用先橫向裁口再加熱彎曲后冷卻定型的工藝。骨架接合是將竹材毛料通過鉆、銑等工序，采用專門配件將竹材零件組裝成具有一定力學(xué)強(qiáng)度的部件的過程；面層加工多是將竹片、竹篾或其它裝飾材料編穿起來，加工成為既有力學(xué)強(qiáng)度又有裝飾效果的部件；裝配是將骨架部件與面層部件以及其它零部件之間的接合環(huán)節(jié);包邊多采用原竹段（條）、木條、塑料條等材料包裹在裸露在外的原竹和竹篾端部，以增強(qiáng)圓竹家具的美觀性。
5結(jié)論與展望
⑴傳統(tǒng)原竹家具目前主要依靠手工制作，生產(chǎn)效率較低。因此，原竹家具可完全向工藝品方向發(fā)展，全部手工制作，在不掩蓋竹材特性的同時(shí)，其表面增加雕刻、彩繪、鑲嵌、螺鈿等裝飾手法，提高產(chǎn)品的附加值；原竹家具也可適當(dāng)簡(jiǎn)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，并對(duì)其彎曲、染色、膠合等性能進(jìn)一步改良，既豐富其造型樣式，又使其適合于機(jī)械或半機(jī)械化生產(chǎn)，提高產(chǎn)品加工效率。
(2) 竹集成材家具的研究較為豐富，需要在理論研究的基礎(chǔ)上提高產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)水品，一改當(dāng)前竹集成材家具造型平直硬拐，沒有細(xì)節(jié)的樣式；需要對(duì)竹集成材家具進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)，如臥室家具、客廳家具、餐廳家具、廚房家具等，豐富產(chǎn)品的類型；需要提高工人的操作水平，引進(jìn)并研發(fā)先進(jìn)的竹集成材加工設(shè)備，提高產(chǎn)品的加工精度；還需要加大對(duì)竹集成材產(chǎn)品的包裝和廣告力度，打造品牌，拓寬市場(chǎng)。
(3) 重組竹目前多被應(yīng)用為地板和建筑材料，在家具領(lǐng)域的開發(fā)尚顯不足。尤其是重組竹家具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)律和造型設(shè)計(jì)原則仍急需解決。因此，需要對(duì)重組竹家具的榫接合、連接件接合、釘接合、膠接合等各種接合方式的強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試和分析，歸納各種接合方式的影響因素，確定既能保證強(qiáng)度又適合現(xiàn)代化生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)形式；需要優(yōu)化重組生產(chǎn)的竹束碾壓工藝，美化重組竹板材的表面紋理，提高其造型美觀性。
(4) 現(xiàn)代新原竹家具生產(chǎn)規(guī)模仍不大，應(yīng)組織小而全的制造企業(yè)進(jìn)行專業(yè)化、規(guī)�；a(chǎn)，5開發(fā)先進(jìn)的原竹彎曲、整形和機(jī)械加工技術(shù)，降低原竹材料的浪費(fèi)；加強(qiáng)圓竹的力學(xué)性能、涂飾性能的理論研究;開發(fā)更多、更為簡(jiǎn)便的原竹家具零部件接合方式;創(chuàng)新原竹家具的造型設(shè)計(jì)，降低成本，加大產(chǎn)品的宣傳和營(yíng)銷力度，開拓更為廣闊的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)。