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家具造型创新设计新途径——纸浆模塑家具初探
类别:生产工艺 | 录入者:FidChina | 发布时间:2010-03-16 [3418]

日期:2008-12-15 来源:www.fidchina.com 作者:万辉

摘 要:本文从纸浆模塑家具的全新用材理念入手,探讨纸浆模塑家具的结构成型原理以及形态塑形方法,并结合其发展前景全面阐释开发纸浆模塑家具的重要意义。

关键词:纸浆模塑;结构强度;造型形态;绿色环保
纸浆模塑家具是以一定浓度的纸浆,加入适量化学助剂,在带有滤网的模具成型机中,通过真空或加压的方法使纤维均匀分布在模具表面,从而形成具有拟定几何形状与尺寸的湿纸模坯,经过进一步脱水脱模,干燥、整饰而成的家具制品。
1 纸浆模塑家具的国内外研究现状
纸浆模塑工业在一些较发达的国家已有八十多年的发展历史,目前在加拿大、美国、英国、法国、丹麦、荷兰、日本、冰岛、新加坡等国家,纸浆模塑工业已有相当的规模。其中英国、冰岛和加拿大的规模较大、工艺较成熟,而在纸浆模塑家具领域中的应用则是最近几年才开始流行。纸浆模塑家具无论在款式设计还是色彩运用方面都能与实木家具、藤家具、竹家具相媲美,取得了良好的效果。
我国的纸浆模塑工业起步较晚,却以其绿色生命力在华夏大地上迅速成长扩张。到九十年代后期,开始走向规模化、产业化。但目前,纸浆模塑工业主要应用在包装领域,在家具行业中的应用还属一项空白,这就要求现代的家具设计者要致力于纸浆模塑家具的开发与研究,以低消耗、可回收、再利用、再循环和可降解的绿色家具实现与环境保护、资源再生之间的协调发展。
2 纸浆模塑家具的材料来源
纸浆模塑家具所采用的原料主要分为两种:商品浆和废纸原料。商品浆一般为漂白化学浆,可从专业的制浆造纸厂直接购得,有高、中、低档之分。高档需要进口,中档一般为国产的普通木浆,低档的为蔗渣浆、麦秆浆、稻草浆、芦苇浆及挑选后的白纸边等短纤维纸浆,为了合理利用原材料以降低成本,也可以进行不同浆种的搭配使用。
废纸原料由于来源广泛、成本低廉、供应充足等特点,在纸浆模塑家具选料上被优先采用,可通过以下几个渠道获得:
2.1 废旧回收公司收集的废纸
这类废纸的来源为政府办公机构、学校或宅区的旧报纸、废旧书刊及经过打字复印或书写的各类废纸;商店、超市的各类包装纸、纸箱、纸盒、纸板等。另外,此类废纸也包括了个体收集的废纸和居民交送的各类废纸,此废纸往往品种多、数量大,是废纸的主要来源之一。
2.2 个体收集的废纸
这类废纸是由个人收集的,数量不大,一般档次也较低。
2.3 工厂内部废纸
对于以原纸为原料生产纸制品的加工厂,在生产过程中不可避免的产生废纸或边角余料,在不能自行使用或不便使用的情况下,送往专门废纸回收工厂处理,这部分废纸一般比较洁净,质量均一,便于再生处理。
纸浆模塑家具材料来源广泛对环境保护大有裨益,通过循环利用纸制家具让更多的废纸重新投产,也让更多的资源成为纸浆模塑的原料,以实现人类生存环境的和谐发展及其纸材资源的持续利用。
3 纸浆模塑家具的成型设计原理
3.1 纸浆模塑家具的结构成型原理
纸浆模塑家具的成型原理是在成型网膜上脱水成型,湿纸模坯间歇单件输出,纸料纤维和细小纤维是纸模家具制品的主体,纸浆液料经过成型网模时,纸料纤维和细小纤维被截流,水被滤出,纤维按网模形状成型并依靠纤维之间的氢键结合形成湿纸模坯,湿纸模坯经过挤压、烘干或热定型,最后成为纸浆模塑家具制品。
纸浆模塑家具的成型工艺在结构设计上可利用形腔和立筋来调整纸浆模塑家具的强度,形腔可以增加纸浆模塑家具整体的柔韧性;立筋可以增加纸浆模塑家具的强度和刚性。而且不同结构的承载能力本质上有很大差别。相对而言,台形结构的承载能力要大于波形结构。这是因为在结构要素中起支撑作用的是侧壁,同样大小、同样材质的缓冲材料因其放置的方式不同其抗压强度也有所不同。波形结构如同弯曲放置,而台形结构如同直立放置。波形结构要素类似于两张相对弯曲放置的材料,侧壁受压后易弯曲变形,因此降低了承载能力。而台形结构倾斜度较小,稳定性较好,因此台型结构是纸浆模塑家具中比较理想的结构形式。(图1)
但这并不能说明纸浆模塑家具就只能采用僵直的台形结构,而忽略了家具造型的外观形式美,采用波形结构的同时可以将其设计成瓦楞形状或蜂窝型状结构,在增强抗压强度的同时获得家具造型的曲线美。(图2)
此外,纸浆模塑家具在成型初期形成一个湿纸模,在后续生产工序逐步排除水分过程中,纸模制品的形状、位置和尺寸都会发生较大变化。由于纸模制品的各个部分,或同一个平面的不同位置以及同一个方向的不同位置,其收缩总量都是不同的,从而引起纸模制品发生翘曲或扭转变形。只有通过纸浆模塑家具的结构设计,使纸模家具制品具有调整这些收缩变形的工艺性结构,才能减少和消除这些变形。因此掌握纸浆模塑家具的结构设计原理至关重要。
3.2 纸浆模塑家具的形态成型原理
纸浆模塑家具的成型是指纸浆流在成型模具表面上开始脱水挂浆到纸模的组织结构定型为止,一般情况下,当纸模的含水率在75%左右时,纸模中纤维的易动性基本消失,也就是纸模的纤维组织形态、纤维排列的方向性以及纤维的分布都已经定型,随着模具的形态而呈现不同的造型。
纸浆模塑家具的形态成型可以借鉴塑料家具的成型原理加以构思,在形态设计上可从以下几方面获得启发:
(1)小型
在体积、面积等方面不及一般的或不及比较对象的形态,但又具备一定机能的造型称为小型。小型化的纸浆模塑家具主要体现在轻、薄、短、小等方面,利于纸模家具制品的成型与结构设计并且有极强的趣感效应,增加亲和力(图3)。
(2)迭叠
在整体设计前提下,加上旋转、换位等活动机关,在使用时家具的部件可以自由展开,不用时即可收叠在一起。这样具有变形的结构设计,可以节约空间,携带方便,同时还具有趣味性(图4)。
(3)堆垛
为了合理利用空间,可将同一形态的家具叠积起来,这种造型形态称为堆垛。堆垛多应用于小型坐具类家具,特别是纸浆模塑工艺的发展,为此类造型形态的家具提供了方便。
堆垛后的一组家具应具有稳固性。通过多个形体的连续排列形成节奏和韵律感,不仅具有较强的视觉外观、节省了大量的室内空间,而且便于运输、物美价廉,适合大批量的生产(图5)。
(4)系列
系列化的设计往往在考虑功能的前提下尽量使各个单件家具的形态一致或相似,加之色彩、材质和装饰格调的一致,即可形成统一的视觉形象。系列化的设计,整体效果好,视觉印象突出,便于识别,可适应各类消费人群和各种使用环境需求,有利于树立商品形象,可增加家具的竞争力。
纸浆模塑家具的形态设计必须构建在科学、合理的基础上,通过创造性的思维和大胆的探索在不断实践的基础上去寻求其成功之路。
4 纸浆模塑家具的未来发展
4.1 风格多变,符合现代人的审美需求
现代社会,人们对家具的认识有一个全新的转变与突破。求新、求变将是未来家具消费的主流,它已不仅仅是纯粹的使用工具,人们还赋予其追求时尚、张扬个性、享受人生、欣赏世界的内涵。纸浆模塑家具兼备木材、藤材及纺织物的质感,给人舒适、惬意的感受。正式由于纸浆模塑家具自然朴实的风格,幽雅细致的造型,以及追求时尚的设计理念,使其符合现代人的审美情趣而具有广阔的发展空间。
4.2 造价低廉,形态富于万化
纸浆模塑家具材料来源非常广泛,其中最常见的有牛皮纸、海报、包装纸等,可以通过各种途径获得,因此造价低廉,售价仅为普通木制家具的1/3。而且纸浆模塑家具加工成独特别致的造型后,还可以进行表面处理使其具有防油防水双重功能,也可用烤漆处理,使其色彩华丽丰满、触感光滑细腻,无论高温或严寒、潮湿或干燥,都可以保证不褪色、不龟裂,并起到防霉、防蛀、易于清洁和保养的作用。纸浆模塑家具的颜色也可任意调制,并且由于色彩的多样性,可以与不同的家居空间进行搭配组合,创造出千姿百态的室内环境。
4.3 加工简单,利于环保
纸浆模塑家具具有轻巧、易搬运等优点,其加工制造易实现机械化、自动化和协作化,符合家具生产的发展趋势。而且纸浆模塑家具是真正的环保产品,它以天然植物纤维或废纸为原料,生产过程和使用过程无任何污染,利于保护森林资源和减少废弃物的处理量,体现了“绿色设计”的核心,即保护环境、节约资源和关爱生命。保护环境就是尽量减少由于人类自身消费对人类生存环境所造成的危害;节约资源是指合理开发和有效利用地球上有限的能源和原材料;关爱生命则是致力于消除不良消费方式对人类健康和生存质量造成的损害。只有深刻认识和全面把握“环保、节能、健康”这三大主旨,才能实现人与自然、环境的和谐共存。
5 结论
创建资源节约型社会和环境友好型社会是人类社会进步的一大标志,也是经济社会可持续发展的最主要手段,因此选择无毒、无污染、易回收、可重复使用和易降解材料是现代家具设计师所面临的任务。以纸质材料代替木材,拯救森林以便保护自然生态,节约资源以便提高资源利用率,已经成为家具设计师必须考虑的问题。虽然纸浆模塑家具的使用与流行还需要一定的时间,但只要设计者务真求实的进行研发设计,社会对此类家具进行合理、有效的宣传和推广,不久的将来纸浆模塑家具一定会在现代家具设计领域里享有广阔的应用空间,具有极大的发展前景。
 
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