木材制材学
【课程大纲】《制材学》
《制材学》课程大纲一、课程概述课程名称（中文）：制材学（英文）：Lumber Manufacturing课程编号：14351072课程学分：2.0课程总学时：32课程性质：专业课二、课程内容简介《制材学》主要介绍原木与锯材的种类、平均尺寸之间的关系，木材缺陷及其发生原因与规律；原木的供应与保管；制材设备——带锯机、圆锯机、排据机等工艺设备的类型、基本结构及功用；下锯法种类及特点，下锯图及计算；原木锯割加工；集成材生产工艺与设备；锯材的分选、合理堆垛及处理；制材企业设计。
本课程是木材科学与工程专业的专业课，虽然目前大规模的制材加工已不多见，但制材任然是木材加工必不可少的一个部分，合理的制材能极大的提高出材率，为企业带来效益，为社会节约木材。
本课的教学以理论教学为主，教学中应与生产实际相结合，使学生了解制材工艺的实际意义。
三、教学目标与要求《制材学》是木材科学与工程专业的专业核心课，目的是培养学生应用所学知识科学、合理的解决生产中的实际问题的能力。
通过本课程学习应使学生了解国内外制材工业概况，掌握原木与锯材的检量技术，掌握制材生产工艺过程，解决制材生产过程中出现的一些技术问题。
四、教学内容与学时安排绪论（1学时）1. 教学目的与要求：通过本章的教学，使学生了解制材工业发展简史、制材工业国内外概况、制材企业的基本任务；掌握制材的基本概念、制材所需的常用设备。
2. 教学重点与难点：制材的基本概念、制材所需的常用设备。
第一章制材生产的原料（6学时）1. 教学目的与要求：了解原木标准及其规定，理解原木分类，原木的保管方法，掌握原木特性，造材原则，学会处理原木检验工作中的实际问题。
2. 教学重点与难点：原木特性对制材生产的影响；原木检验；学会处理原木检验工作中的实际问题。
难点：原木特性对制材生产的影响第一节原木标准（0.1学时）第二节原木的种类和特性（2学时）一、原木种类二、原木特性第三节制材生产使用的原木标准及其规定（0.1学时）一、针阔叶树加工用原木标准二、特级原木标准三、小径原木标准四、次加工原木五、枕资第四节原木检验（2学时）一、原木的尺寸检量二、原木等级的评定三、原木材积计算第五节原木楞场和水上作业场（1.5学时）一、原木楞场的作业与管理二、原木楞场的工艺设计三、原木水上作业场第六节原木进车间前的准备（0.3学时）第二章制材生产的产品-锯材（5学时）1．教学目的和要求：了解制材产品标准及其规定，理解制材产品的保管原理与方法，掌握制材产品的分类及其检验方法，学会处理产品检验工作中的实际问题。
木材科学与工程专业基础设置
木材科学与工程专业基础设置一、专业简介木材科学与工程是一个涵盖木材材料基础知识、工程应用技术以及相关环境资源管理等多个方面的专业。
该专业培养具备木材材料的生产、加工、利用以及环境资源管理方面的综合能力的专业人才。
二、课程设置1. 木材物理性质课程这门课程主要介绍木材的物理性质，包括木材的密度、吸水性、热胀冷缩性等。
学生将学习如何通过实验方法来测试和评估木材的各种物理性质。
2. 木材化学性质课程木材化学性质课程介绍了木材的化学成分和化学性质，包括木质素、纤维素、半纤维素等的结构和特性。
学生将学习如何利用化学方法对木材进行改性和防腐处理。
3. 木材工艺学课程这门课程主要涵盖了木材的加工工艺和木材制品的生产过程。
学生将学习从原木到成品的整个过程，包括木材干燥、切割、修整、拼接等技术。
4. 木材力学性能课程木材力学性能课程主要介绍了木材的力学特性和强度特性。
学生将学习如何通过力学测试方法来评估木材的强度和耐久性，并掌握相关计算和分析方法。
5. 木材工程设计课程该课程主要介绍了木材结构和木质复合材料的工程设计原理和方法。
学生将学习如何设计和分析各种木材结构和构件，以及如何使用木材材料进行优化设计。
6. 木材资源管理课程这门课程主要涵盖了木材资源的获取、利用和管理，包括森林资源管理、木材供应链管理等内容。
学生将学习如何进行可持续的木材资源管理，以满足社会和环境的需求。
三、专业就业前景木材科学与工程专业毕业生主要可以从事木材制品生产、木材加工工程、木材质量检测、木材资源管理等方面的工作。
毕业生可在木材制品企业、木材加工工厂、森林资源管理部门、研究院所等单位就业。
随着对可持续发展和环境保护的重视，木材科学与工程专业的就业前景广阔，发展空间较大。
以上是木材科学与工程专业基础设置的一些内容介绍。
希望该专业的学生能够通过学习与实践，培养出扎实的专业知识和技能，为木材行业的发展做出贡献。
木材学PPT课件
④有良好的触觉特性、调湿特性、可居住性；
⑤有鲜艳色泽与美丽花纹，装饰效果好; 是可以再生的绿色环保资源。 (2)缺点:①变异性大,而且其制品尺寸不稳定; ②容易腐朽、虫蛀及燃烧; ③常具一些天然缺陷而影响使用。
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四.木材科学研究的发展方向
1.人工林木材性质与加工工艺研究。 2.木材性质与林木良种选育和营林措施关系研究。 3.木材功能性改良和木材高效利用的研究。 4.木材、人类和环境的协调性研究。 5.珍贵和欠知名树种材性的研究。 6.生物技术在林木培育和木材加工的应用研究。
狭义(Timber)—指可用于建筑、结构方面的木质材料,多 少经过加工或制成一定规学:指研究木质化天然材料及其衍生制品的生物学、化 学、物理力学以及为木质材料的加工利用技术提供科学依据的一门科学。 (IAWS1984年会章) (2)狭义木材学:指研究木材的结构、性质、缺陷和性能改良理论等 的一门科学。
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二.我国森林资源与木材利用状况
1.我国森林资源现状： 根据第六次森林资源清查数据 （1999～2004年） 森林覆被率18.21%；为解放初期的8.6％的3倍。 林业用地面积2.67亿hm2，森林面积1.75亿hm2， 占世界森林面积4.5%，排列在世界的第5位。但人均 才0.132 hm2,不足世界平均的25%，居世界134位。 活立木总蓄积136.2亿m3;森林蓄积量124.6亿 m3， 占世界森林蓄积量3.2%，排列在世界的第6位。人均 森林蓄积量9.4 m3，不足世界平均的16.7%，居世界 122位。
木材学PPT课件
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内容提要
本课件重点介绍树木生长与木材生成,木材细胞形成与 胞壁结构,木材宏观构造与识别,针阔叶材显微构造特点与 变异,木材缺陷与木材品质,竹材构造与利用。叙述简练,深 入浅出;图文并茂,直观易懂。适用于林业大中专院校木材 学的多媒体数学,也适用于师生自学参考。
木材学资料.ppt
❖ 硬质纤维板：产品厚度范围较小，在3-8毫米之间。强度较 高,3-4毫米厚度的硬质纤维板可代替9-12毫米锯材薄板材使 用。多用于建筑、船舶、车辆等。
刨花板
❖ 刨花板（Particle Board)：利用施加胶料和辅料或未施加 胶料和辅料的木材或非木材植物制成的刨花材料（如木材刨 花、亚麻屑、甘蔗渣等）压制而成的板材。
人造板定义：是指以木材或其他植物纤维材料为原料，经机
械加工分离成各种形状的组元后，再经组合压制成的板材。 是一种高效利用和节约木材资源的有效途径。 人造板=单元（A）×胶粘剂（B1）×添加剂（B2）×产品形状（C)
单元：单板、竹片、板材、木条、大片刨花、刨花、纤维等。 胶黏剂（B1):合成树脂胶—脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胶树
纤维板的分类
❖ 纤维板（Fiberboad):是以木质纤维或其它植物纤维为原料， 施加脲醛树脂或其他合成树脂，在加热加压条件下，压制而 成的一种板材。
❖ 按原料可分为：木质纤维板，非木质纤维板；按容重可分为： 硬质纤维板（又称高密度纤维板,密度>0.8g/cm3），半硬质 纤维板（又称中密度纤维板,0.4-0.8g/cm3），软质纤维板 （又称低密度纤维板,密度<0.4g/cm3 ）。制造1立方米纤维 板约需2.5-3m3的木材，可代替3m3锯材或5m3原木。发展纤维 板生产是木材资源综合利用的有效途径。
胶合板
胶合板的分类
❖ 一类胶合板为耐气候、耐沸水胶合板，由此及彼有 耐久、耐高温，能蒸汽处理的优点；
❖ 二类胶合板为耐水胶合板，能在冷水中浸渍和短时 间热水浸渍；
木材学复习要点
第一章绪论1.木材及木材学的概念；木材是来源于森林的主产品-----树木的一种各向异性的多孔性的毛细管胶体。
2.学习木材学的重要意义。
（1）木材作为一种资源所具备的优点：可更新性、可选育性、无污染性不足：投资周期长，占地面积大；产品质量与数量受环境条件影响较大，认为很难控制。
（2）木材作为一种材料或原料所具备的优势：强重比高、热导性能低、回弹性好、声学效果好、绝缘性能良、触觉效果佳。
不足：亲湿性、耐侯性、抗虫性、木材缺陷及各向异性等（3）资源状况要求对木材有正确的认识：国产资源锐减、进口渠道渐窄、天保工程的启动、人工林木材材性下降（4）环境保护对装饰材料要求提高：要求开发绿色环保型、低甲醛或无甲醛释放的材料、加工剩余物的回收及高效利用（5）木制品的性能与木材优化加工：木材与胶粘剂及油漆的相互作用机理、木制品性能与木材之间的关系、木材抗性的提高的机理与方法第二章（1）1.树木及木材的组成部分，各部分的功能；（1）树木的组成部分：树根、树冠、树干，功能...（2）树干的组成：树皮、形成层、髓、木质部2.树木的生长：高生长与径生长3.木材的三个切面横切面：与树干长轴或木纹相垂直的断面，亦即树干的端面径切面：沿树干长轴方向，与树干半径方向一致或通过髓心的纵切面弦切面：沿树干长轴方向，与树干半径方向相垂直或与以髓为圆心的同心圆相切的纵切面4.生长轮的概念及其在三个切面上的表现形式：树木在一个生长周期内形成一层木材，围绕髓心呈同心圆状，称为生长轮；在温带或寒带地区，树木每年只有一个生长期，只形成一个生长轮，则称之为年轮。
生长轮在三个切面上的表现形式：同心圆状或波浪形/平行的条状/倒“V”形5.早、晚材概念6.心、边材概念及其在加工利用上的差异：边材：成熟树干的任一高度上，新生成的颜色较浅，水分较多的木质部。
心材：位于树干中心部位，颜色较深，组织死亡，水分较少，比较耐腐的木质部，硬度有时比边材高。
心材在利用上的优点：特征颜色、渗透性低、耐侯性强、耐腐性及抗菌抗虫性佳7.木射线在三个切面上的表现形式：辐射状线条/平行带状/纺锤形或细线状木射线对加工利用的影响优点：防护溶剂易渗入；装饰效果较好缺点：易导致木材开裂8.管孔式、管孔的组合、侵填体：概念：阔叶材的纵行细胞——导管分子在横切面上呈圆孔状，称为管孔；在纵切面上呈沟槽状，称为导管槽。
制材学
(3)木材长度方向的胶合 连续式工艺： 连续式工艺有以下几个工序： ①圆锯片精截工件端部； ②刀具在工件端部铣削出指榫； ③工件的指榫涂胶； ④两个工件的指榫对接、加压胶合； ⑤根据用途定长截断。
工艺流程： ⑴加工指榫—涂胶—加压胶合—规格截断—常 温下胶层固化。 ⑵加工指榫—涂胶—加压拼接—高频加热胶层 固化—规格截断。 ⑶加工指榫—预加热指榫—涂胶—加压胶合— 规格截断。
（1）加工原木的联动线 由上料机构、翻转机构、进料机构、铣削 机构、锯剖机构和出料机构所组成。 该联动线采用整边板材下锯法，可加工 12～50cm直径的原木。锯削尺寸的选定，可以 由操纵人员用按扭进行，也可由高效率的电子 计算机控制加工。
（2）铣—方流水线 采用铣锯毛方下锯，可加工8～16cm直径的原木 成板、方材和工艺木片。 流水线由两台铣方机和一台多片圆锯机、一台 截锯和毛方定位机构及进料机械组成。 （3）铣锯流水线 该流水线由两台铣锯机和四台铣边机、毛方定 位及进料装置等组成。采用铣锯毛方下锯，可加工 直径14～24cm剥皮原木成整边锯材和工艺木片。
6.2.2指接集成材制造技术 1 指接材
指接材—木材长度方向的接长。 长度方向的接长包括： ⑴端接 ⑵斜接 ⑶指接 ①宽度铣齿 ②厚度铣齿
2 集成材
集成材是一种沿板材或方材平行纤维方 向，用胶粘剂沿其长度、宽度或厚度方向胶合 而成的材料。
(1)集成材的特点、种类和应用 特点 ①由短小料制造成要求的规格尺寸和形状，做 到小材大用，劣材优用； ②胶合前剔除了节子、腐朽等缺陷，同时保留 了天然木材的材质感，外表美观； ③原料经干燥含水率均一，开裂变形小，强度 性能为实体木材的1.5倍；
3.脱色
泡桐中含有单宁、有机酸及酚类物质等，当锯制成 板后，这些物质受外界条件影响使板面产生红斑，然 后逐步扩散变成红褐色，影响材面的美观和使用价值. 脱色的方法有常压温水浸泡法、高温变压水浸法 以及化学药品处理法，目前生产中多采用常压温水浸 泡法。不同的泡桐品种和立地条件，其单宁等内含物 的含量也不同，对含量较低的，可用约20℃的温水浸 泡1~2 周，使其渗出；对单宁含量较高的（如兰考泡 桐）应适量加烧碱，再用清水冲洗，效果较好。
《木材学》课程教学大纲
《木材学》教学大纲一、教学目的和任务木材及木质资源材料广泛存在于自然界中，蓄积量大，具有可再生、可循环利用、对环境无污染、经济成本低、符合生态环境材料要求等特点，符合国家可持续发展战略的要求。
学生通过学习木材学这门课程，能够了解木材科学的基本理论和发展趋势，理解木材学的广义含义——指木质化天然材料及其制品的生物学、化学和物理性质，以及生产、加工的科学依据；理解木材学的狭义含义——是研究木质原材料的学科，它的范围包括木材结构、性质、缺陷和性能改良理论等。
木材学是探索木材及木质资源材料的本质问题，是学习与掌握木材科学与工程专业知识的重要基础，同时是实现木材科学与工程专业培养目标的必备前提。
木材学课程的教学目的和任务是：使学生掌握木材宏微观解剖构造特征和检索表应用基础上，初步掌握木材识别的基本方法以及木材的基本特性；熟练掌握木材的化学、物理和力学性质，掌握科学、合理的利用木材资源的手段与方法；初步掌握木材材料的各种测试方法和相关的国家（国际）标准，为木材的合理利用提供依据。
同时，培养学生综合运用所学的知识分析问题和解决问题的能力，培养学生理论和实践相结合的能力，培养学生的创新精神和创新能力。
二、教学方法及要求本课程重点采用课堂多媒体讲授的教学方法，讲授时间为40学时，包括木材的宏观、微观和超微观构造，木材的各种性质及加工应用机理。
要求学生课前能预习、课后能复习，同时课堂讲授中，教师与学生之间有良好的互动。
在课堂理论讲授的基础上，结合16学时的实验教学环节，培养学生掌握木材构造和性能测定方面的基本技能和方法，要求撰写实验报告，培养学生分析问题、解决问题的能力。
通过本课程的教学，要求学生掌握木材的结构特征及识别木材的技能，掌握木材的化学，物理和力学性质和木材的各种性质和加工利用的关系，并树立可持续发展的观点，明确木材作为可再生资源在保护环境、改善生态、提高人类生活质量方面的巨大功能和作用，深刻领会加大木材的研究和开发利用力度的重要意义，为学好后续专业课程奠定必要的理论基础。
制材学
(1)垛隙。在板垛的同一层中，相邻两块锯材之间 的距离，称为垛隙。它的大小取决于树种、尺寸、 含水率和气候条件等。通常垛隙为材宽的20％～ 50％，最大为100％。一般秋冬季较春夏季稍 宽．薄板、长材、含水率高的锯材和不易开裂的 针阔叶材，其垛隙应设宽一些，反之，可留窄一 些。对临时存放和即将调拨的可不留垛隙，以增 加垛容量。
一、 树种和等级
制材产品的树种：针叶树锯材主要有红松、马尾松、 樟子松、落叶松、云杉、冷杉、铁杉、杉木、柏木、云 南松、华山松等11个树种；阔叶树锯材主要有柞木、麻 栎、榆木、杨木、桦木、槭木、泡桐、青冈、荷木、枫 香、槠木· 等11个树种。对于其他针阔叶树种，凡能够 进锯加工的，都可以作为锯材产品。各种专用锯材如枕 木、机台木、罐道木、铁路货车锯材、载重汽车锯材、 船舶锯材等，对树种均有具体要求。 等级：针阔叶树锯材分特等、一等、二等和三等四个 等级；专用锯材除普、岔枕分一等、二等两个等级外， 其余的一般不分等级，但对其材质均有各自的具体规定。
常用的药剂有石蜡乳剂(10％)、石灰、沥青、 聚醋酸乙烯乳剂和脲醛树脂等。用氯化锌、 硫酸铜、氟化钠、五氯酚钠等防腐剂进行喷 涂．也有一定的防腐效果。
多层木排水浸法
水浸楞剁法
1.5 锯材的贮存与保管
制材车间生产的锯材，除少部分直接人工干燥或调拨外， 大部分要运至板院进行贮存保管。一般情况下，刚生产出的锯 材含有较高的含水率，特别是水运原木的铅材。若随意堆放， 极易产生变形、开裂及腐朽缺陷，尤其在通风不良，或温、湿 度较高的状况下，更为严重。对锯材合理地堆垛保管，使其在 贮存期间得到良好的自然干燥，不仅能保证锯材的质量，还能 减轻锯材的质量，达到运输含水率(约20％)。特别是规格较大 的厚板和方材，多采用自然干燥，因为窑干较困难，耗时过多、 费用昂贵，并且往往会发生严重降等。 按锯材的材种、规格和质量等堆成的材堆称板垛，它由板 垛基础、垛体及顶盖三部分组成。
4木材加工制材学
影响:
锯材出材率
锯材质量 生产率
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第四章
艺 方 法
锯解工艺
一、下锯法的分类及特点
分 类 工 优 缺 点 及 适 用 范 围
按 锯 数 分 类
1 、 (5.5)15—30—40—40—40—40—30—15(5.5)
40
2、 4 3、
(5.5)
30 2
30 160
15 2
40 270
( 5 . 5)
40 270 40 220 30 160 15 100 (5.5)
15 100
40 220
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在带锯机上先锯 优点：充分利用边材优质部分生产优质材， 解成毛方或依次翻转 板宽一致，裁边工作量减少；出材率较高。 下锯，在锯取 4 块完整 缺点：原木翻转次数较多，影响生产率。 板皮的同时，有选择 适用于大、中径级各种质量的原木，生产 地 锯 取 优 质 板 、 方 材 。 大方、厚板、枕木定制材。 在带锯机上先锯 去一块板皮或带一块 板材，然后 900 翻转扣 下，依次平行下料或 锯板材。 优点：翻转次数少，生产效率高，能剔除 缺陷，板材较宽，裁边量居中。 缺点：与四面下锯比较，三角板皮多、增 加裁边量。 适用于大、中径级各种质量的原木、生产 奇数枕木、中方、门窗及家具材。
提高产品质量和出材率， 节约木材，充分利用森林资源。
制材学
制材学一、制材学定义：利用制材机械通过不同的锯解程序，把原木按照锯材国家标准，或定制任务要求锯成一定规格、一定具体条件、不同用途锯材的加工过程。
二、针、阔叶材加工原木标准及其规定1、普通原木标准长度：针叶2-8m，阔叶2-6m径级：东北、内蒙、新疆自18cm以上，其他地区自14cm以上尺寸进级：检尺长按0.2m进级，2.0、2.2、---，允许2.5m；公差+6/-2cm，检尺径按2cm进级，如18,20，满1cm也进级，不足1cm舍去材质等级：按原木缺陷的允许限度分1、2、3等2、特级原木标准树种：12种，红松、杉木、云杉、樟子松、水曲柳、核桃楸、樟木、楠木、华山松、柏木、檫木、榉木长度（m）：针叶4-8m，阔叶4-6m，自0.2m进级，公差+6/0cm径级：柏木、杉木自20cm以上，其他自26cm以上，2cm进级3、小径级原木标准长度：2-6m，0.2m进级径级：东北、内蒙6-16cm，其他地区6-12cm，2cm进级4、次加工原木长度：2-6m，0.2m进级，径级不作要求。
5、枕资---加工标准轨（轨距1435cm）。
枕木原木长度：2.5、5、7.5m；公差+6/-2cm径级：26cm以上，2cm进级树种：针叶树（落叶松、马尾松、云南松、云杉、冷杉、铁杉）阔叶树：杨木、桦木、枫香三、原木的尺寸捡量：检尺长、检尺径1、材长（长级）：原木两个端面最短距离，单位为m，量取材长时到cm，不足1cm者舍去。
2、检尺长：标准中规定的长度。
如特级原木有4m、5m、6m的长级，单位为m3、直径：原木去皮后的实际直径，单位为cm，量到cm，不足者舍去。
在小头端面量取的直径为小头直径，大头为大头直径4、检尺径（径级）：标准中规定的原木小头的直径5、短径：通过原木断面中心的最短直径6、长径：通过短径中心与之垂直的直径四、原木等级的评定1、定义：以原木材身、断面上的缺陷为依据，按国家标准规定的允许限度评定原木等级2、原则：a、在原木等级评定时，有两种或几种缺陷的，以降等最低的一种缺陷为准；当几种缺陷评定为同一等级时，仍按该等级计算，除了有特殊规定的特别情况外，不按降等处理。
木质资源材料学
5、木材的优缺点
5 . 2缺点 1.干缩湿胀性。木材含水率在纤维饱和点以下变动时，其尺 寸也随之变化。由于各向异性， 在木材各个方向上干缩湿胀率存在着差异，可能导致木 材发生开裂、翘曲等缺陷。 2.木材容易腐朽和虫蛀。 3.木材用作沿海水生建筑材料或木船等，则常为海生钻孔动 物所侵害。 4.木材易于燃烧。 5.变异性大。不同树种、不同产地、不同气候、不同部位 （心边材、早晚材、幼龄材和成熟 材等）均不一样。 6.有许多天然缺陷，如：节疤、斜纹、油眼等。
2、我国的森林和木材资源概况
我国幅员辽阔，地跨寒温带至热带，地形 和气象因子差异很大，森林类型多样，树种资 源丰富。全世界木本植物约2万余种，而我国 就有7，500余种，主要乔木树种2，500余种， 远较欧洲和北美丰富。
森
林
森林是以乔木树种为主体的生物群落，它是人类非 常宝贵的可再生资源。 森林效益有两方面，直接的是给人类提供巨大原材 料，间接的是对生态的调节作用。(上针下阔-秋天)
原条 圆材 整体木材 原木 针叶树加工用原木 阔叶树加工用原木 旋切加工用原木 特级原木 直接用原木 次加工用原木 小径原木 车立柱等 针叶树锯材 阔叶树锯材 枕木 铁路货车锯材 载重汽车锯材 罐道木 机台木等
木质原材料和产品 锯材 纸浆
人造板
4、木材的产品类别 木质原材料和人造板产品类别如下：
刨花板 木质刨花板 水泥木质刨花板 贴面和表面涂饰刨花板 各种胶合板 细木工板 空芯板 异型胶合板 木塑复合材（ＷＰＣ）等 软质纤维板（０.４０ｇ／ｃｍ３以下） 中密度纤维板（０.４～０.８ｇ／ｃｍ３） 硬质纤维板（０.８ｇ／ｃｍ３以上）
1.2木材科学发展史的简要回顾
新中国成立后，我国木材科学的研究工作， 随着社会主义建设和国民经济发展的需要而得到 了迅速、全面的发展。全面有关木材科学的研究 机构和高等林业院校在木材构造性质、利用、木 材保存、木材改性及其测试和研究方法等方面的 研究都取得了很大的成就，发表了许多论文，出 版了一些木材学专著，并在某些研究领域已经赶 上世界先进国家的研究水平。特别指出的是， 1985年，由中国林业出版社出版发行了成俊卿教 授主编的《木材学》，这是一部国内外罕见的高 层次的木材学巨著。结合当代木材科学的进展， 李坚教授主编了《木材科学新篇》和《木材科学》 等专著，内容新颖，展示了当前木材科学研究的 前沿。
木质资源材料学
1．边材：在木质部中，靠近树皮（通常颜色较浅）的外环部分，在立木时含水率较高，具有生理功能的木材。
2．心材：是指髓心与边材之间（通常颜色较深）的木质部，在立木时含水率较低，已不具有生理功能的，由边材转变而来，是一个非常复杂的生物化学的过程。
3．早材：在一个生长轮内，靠近髓心一侧，材质较松软，材色浅的木材4．晚材：在一个生长轮内，靠近树皮一侧，材色深，组织较致密的木材5．在一个生长季节内由早材和晚材共同组成的一轮同心生长层，即为生长轮或年轮。
6．导管是绝大多数阔叶树材所具有的中空状轴向输导组织，在横切面上可以看到大小不等的孔眼，称为管孔。
7．纹孔是指木材细胞壁加厚产生次生壁时，初生壁上未被增厚的部分，即次生壁上的凹陷，在立木中，它是相邻细胞间的水分和养分的通道。
8．螺纹加厚：在次生壁内表面上，由微纤丝局部聚集而形成的屋脊状突起，呈螺旋状环绕着细胞内壁，这种加厚组织称为螺纹加厚。
通常呈S型。
9．螺纹裂隙：针叶材的应压木的主要特征，是壁上的裂隙，延至复合胞间层，会削弱细胞的强度，与水平线夹角大于45°。
10．导管是由一连串的轴向细胞形成无一定长度的管状组织，构成导管的单个细胞称为导管分子。
导管专司输导作用。
11．两个导管分子纵向相连时，其端壁相通的孔隙称为穿孔。
12．生材密度=生材质量/生材体积13．气干密度=气干材质量/气干材体积14．绝干密度=绝干材质量/绝干材体积15．基本密度=绝干材质量/生材体积最常用的是气干密度和基本密度，在运输和建筑上，一般采用生材密度，在比较不同树种的材性时，使用基本密度。
16．平衡含水率，即木材在平衡状态时含水率。
它会随着温度的升高而降低。
17．解吸：当木材中的压力大于大气压时，木材中水分向空气中蒸发的过程。
18．吸着：当木材中的压力低于大气压时，木材吸收空气中的水分过程。
19．滞后现象：在相同的温湿度条件下，由吸着过程达到的木材的平衡含水率低于由解吸过程达到的平衡含水率的现象。
制材学
一、制材生产的基本任务是什么？制材工业在国民经济中的作用？答：1、制材企业的基本任务是为国家经济建设提供优质木材，为国家积累建设资金。
如何有效地利用国家森林资源，生产数量多、质量好的锯材，提高出材率，是制材企业的首要任务。
2、为国民经济各部门提供大量锯材；为人造板及化学加工提供原料二、世界制材工业发展趋势答：扩大规模，减少厂数；就地加工，联合经营；改革工艺、设备，提高出材率、生产率与产品质量；开展锯材深加工，增加产品价值和品种；发展自动检测技术，实行计算机程序控制三、什么是制材，什么是造材？怎样进行合理的造材？答：造材：将原条截成所需规格原木的工艺过程。
制材：把原木锯解成板材、方材、枕木等锯材的工艺过程。
1、按照原木的材种、尺码进行合理的量材、造材2、按照原条的特殊形状量材、造材3、按照原木的材质要求进行合理的量材、造材四、熟悉木材缺陷的种类与发生规律及其影响答：1、生理上的缺陷有：节子，树干形状2、保管中产生缺陷有：菌虫侵害：腐朽，变色，虫害；气干：裂纹，弯曲，变形3、加工中产生缺陷有：钝棱，人为斜纹理影响：节子破坏纹理通直性，甚至木材的完整性，影响木材物理力学性能；腐朽影响木材物理力学性能，重量减轻，强度降低，特别是硬度降低明显；变色不降低木材强度，只影响材面美观。
五：锯材及各部名称，制材产品的分类答：1、板材：宽度尺寸为厚度尺寸二倍以上者。
方材：宽度尺寸小于厚度尺寸二倍者材长：锯材两端面之间的最短距离。
材宽：相对窄材面之间的垂直距离。
材厚：相对宽材面之间的垂直距离。
端面：锯材长度方向上的横截面。
着锯面：在材面上显露的锯解部分。
未着锯面：在材面上显露的未锯解部分。
内材面：靠近髓心的一面。
外材面：距髓心较远的一面。
材棱：锯材相邻两材面的交线。
缺棱：锯解时，部分或全部材棱未着锯，其残留在原木表面部分。
钝棱：锯材宽、厚度方向的材棱未着锯的部分。
锐棱：锯材材边未着锯的部分。
2、按树种分：针叶材、阔叶材；按断面形状分：对开材、四开材、等边毛方、不等边毛方、一边毛方、枕木或方材、毛边板、整边板、一面毛边板、梯形板、工业板皮；按锯材在原木断面上的位置分髓心板、半心板、边板；按断面尺寸分薄、中、厚板；按下锯方法分径切板、弦切板、半径（弦）切板；按产品名称分主产品、副产品、连产品、小规格材六、了解原木的供应方式，熟悉原木的检验方法答：1、水运：船运、排运、单漂流运；陆运：公路、铁路2、计量单位与检量工具；尺寸检量：检尺长、检尺径；等级评定七、掌握原木合理保管的原理与方法答：1、利用控制原木含水量的方法，减少原木因胀缩变形而开裂，破坏菌虫生存条件而减轻腐朽变色。
第三章 制材设备 木材加工制材学 教学课件
木工锯机类
技术参数
通用或结构特性代号式
1 普通木工带锯机
Z 自动
2 跑车木工带锯机
B 半自动 带 4 细木工带锯机
K 数控
锯 5 自动进料带锯机
X 数显
机 6 其他木工带锯机
7 卧式木工带锯机
Z 左向
8 多联对列木工带锯机
9 台式木工带锯机
如：MJ3212——锯轮直径1220mm带跑车木工带锯
压铊式自动张紧装置有单杠杆式和双杠 杆式两种形式。通过顶针和支杆形成的力 偶与压铊所产生的力矩保持平衡，达到张 紧锯条的目的。
第三章 制材设备
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2、穿孔带锯 在带锯条上制作一定形状（圆形或椭圆形）的穿孔。 优点： 排屑性能好，稳定性高，抗阻性能强，节省动力，噪声小。 耐切削，换锯次数减少。 适用： 东北、内蒙冰冻材的锯解。 缺点： 强度小。
第三章 制材设备
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因此，应掌握好两者之间的关系。最大原木直径dmax可由锯轮中心距 L和锯轮直径D之间的关系决定：
d/D=
1(L/D)2 1
因此，为提高锯解能力，应增加D保持L/D不变。 L/D：国产锯机 1.4～2.0 , 国外 <1.5 。
第三章 制材设备
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森工概论(制材+干燥)12-02-18
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3.4木材干燥的一般规律 (1)木材干燥时水分移动的一般规律 木材中水分的移动方向： 水分的纵向移动、水分的横向（径向和弦向）移动； 木材中的水分一般情况下沿着木材的各个方向移动，大致可以认为水分是沿着纵向和横向 移动，水分纵向移动的速度为横向的12～15倍。但是木材的纵向尺寸远远大于木材横向的尺 寸，所以木材中的水分主要是沿着木材的横向移动，在横向上，宽度又远大于厚度，因此厚度 方 向为木材水分移动的主要方向，即宽材面是木材内水分溢散的主要部位。 在木材干燥过程中，是木材表面层的自由水分首先蒸发，然后是吸着水蒸发，随着干燥的 进行，蒸发面逐渐向木材内部移动，并且形成内高外低的含水率梯度，在含水率梯度的作用下，
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(2)木材干燥曲线
a.预热阶段（AB） b.等速干燥阶段（BC） C.减速干燥阶段（CD）
w
含 水 率 %
A
B
C D
(3)木材干燥过程中的应力和应变
分析：干燥过程中木材内部含水率的变化情况 预热阶段：含水率不变 等速干燥阶段：干燥刚开始阶段------木材含水率高于纤维饱和点
干燥时间 t
使木材内部的水分向木材表面移动，进而在表面被蒸发。 另外，由于水分的移动和蒸发，同时
带走大量的热量，使木材内部的温度降低，形成内低外高的温度梯度，温度梯度使木材内的水 分 向木材内部移动：在这两种梯度的作用下，在木材内部的某个区域内的水分，既有向内移动的
趋
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二十、熟悉并掌握板、方材及枕木的下锯原则或方法。
答：(一)板材下锯法(1)除特殊材种外，一般针阔叶材厚、薄、中板，应尽量锯制较宽的板材，以提高锯材质量等级，增加经济效益。
(2)小径级原木要采取毛板下锯法；中径级原木要采取三面下锯法；大径级原木采取四面下锯法。
(3)大径级椭圆形原木，要将长径作为板厚，短径作为材宽；中、小径级椭圆形原木则相反，要将长径作为板宽，短径作为材厚，以求尽量增加板材宽度。(4)小、中径级 原木影响板材等级主要缺陷是节子直径和个数。为此，大节子要夹在厚板中间，不使节子显露在宽材面上；而小节子尽量锯成圆形节，可以显露在宽材面上。(5)大径级原木影响板材等级的主要缺陷是腐朽。因此，下料时轻微腐朽要落在板头和边角上，以便截头、裁边时除掉；凡是严重的腐朽，应尽量剔除，严防特等、一等板材带有腐朽。(6)相应等级的板材，应留意带有
进料速度：尽可能采用最大极限速度进料
十、熟悉并掌握跑车的作用与结构
答：卡木机构（搁凳、立桩与扎钩）：紧固原木 行走机构：纵向锯割
摇尺机构（步进机构）：侧向摇尺 微调机构（搬垫）：看材调梢
车摆装置；自动退避 翻木装置：机械翻木
相应比例的钝棱，要防止钝棱超差而降低板材等级。
(二)方材下锯法(1)方材的生产要做到合理使用，注意充分利用原木的径级，切忌大材小用。特等针叶大方材，允许钝棱10％，其理论正方材最大出材宽度是0.74D；一等大方材，允许钝棱25％，其理论正方材最大出材宽度是0.8D；二等大方材，允许钝棱50％，其理论正方材最大出材宽度是0.89D。方材要合理带钝棱，但注意不得超差。(2)大带锯下方料时，单料或偶数料应采取四面下锯法；三块以上奇数料应采取三面下锯法。(3)除指定订制正方材外，根据原木断面形状和质量情况，尽量生产扁方材，因为木材标准规定窄材面上虫眼、斜纹不计，窄材面上钝棱以着锯为限，所以扁方材平均等级略高、经济效益略好。(4)方材有关节子、腐朽缺陷的下锯原则与板材基本相同，要努力提高特等、一等品率。
多锯片：30-60 m/min ; 圆锯机的传动功率 N=KbHVmx/60/102/η
十二、了解排锯机、制材削片联合机的结构及特点。
答：1、排锯机主要由机座和机架、传动装置、进给装置和夹原木跑车等组成。
2、制材削片联合机产量高、生产率高、木材利用率高，工艺简化、车间面积减小。第一种类型1台机组完成削片、锯解；第二种类型由削方机和圆锯机组成；第三种类型由双圆盘削方机和双联带锯组成。第四种类型由单铣刀盘与大带锯组成。
一、制材生产的基本任务是什么？制材工业在国民经济中的作用？
答：1、制材企业的基本任务是为国家经济建设提供优质木材，为国家积累建设资金。如何有效地利用国家森林资源，生产数量多、质量好的锯材，提高出材率，是制材企业的首要任务。
3、结构：切削部分由机座、主轴、锯片、法兰盘及垫圈、锯卡、传动装置组成。进给部分：分木料进给和锯片进给两类
4、圆锯机技术参数：锯片直径（D）与锯割原木最大直径（dmax） dmax=(D-d-40)/2 ；
锯片厚度（t） t=R√D ； 切削速度(V) V=πDn 进料速度：单锯片：60-80 m/min
2、按树种分：针叶材、阔叶材 ；按断面形状分：对开材、四开材、等边毛方、不等边毛方、一边毛方、枕木或方材、毛边板、整边板、一面毛边板、梯形板、工业板皮；按锯材在原木断面上的位置分髓心板、半心板、边板；按断面尺寸分薄、中、厚板；按下锯方法分径切板、弦切板、半径（弦）切板；按产品名称分主产品、副产品、连产品、小规格材
3、裂纹原木下锯法----无论径裂、环裂均应沿裂纹方向平行下锯，尽量使裂纹集中在少数板材上。
4、弯曲原木下锯法----侧面下锯法、腹背下锯法
6、尖削原木下锯法----偏心下锯法、平行纹理下锯法、平行轴心下锯法
十八、熟悉集成材的定义、特点与生产工艺。
答：定义：集成材是一种沿板材或方材平行纤维方向，用胶粘剂沿其长度、宽度或厚度方向胶合而成的材料。特点：这种材料由于没有改变木材的结构和特点，因此它仍和木材一样是一种天然基材，但从物理性能来看，在抗拉和抗压强度方面优于木材，在材料质量的均匀性方面也优于木材。生产工艺：原木→制材→干燥→板材厚度两面刨光→多片圆锯纵剖→截锯去除缺陷→长度指接→指接材四面刨光→配板→涂胶→胶拼→养生→砂光→截幅→修补→成品包装
答：分选：确定原木等级、径级；冲洗和金属探测：防止砂砾排钉等杂物损坏锯条；剥皮：提高锯条使用寿命，有利于木片利用；截断：多出长材和提高锯机生产率；调头：最大限度地提高主产出材率和综合出材率；整形：便于定位和锯解；计算机检测模拟：找出最佳下锯方案。
九、熟悉掌握带锯机的分类、型号、结构及技术特性
答：1、按用途：剖料带锯机、再剖带锯机；按 结 构：立式、卧式、双联；按安装形式：固定式、移动式；按锯轮方向：左式、右式；按锯轮直径：大、中、小型
2、水存法：将原木长期浸泡或淹没在水中，保持最高含水率，避免菌虫侵害和干裂；原木湿存法：使原木边材保持高含水率，以避免菌虫侵蚀及开裂。干存法：使原木边材含水率短期内迅速降到25%以下，以防止菌虫繁殖。化学处理保存法：利用化学药剂防止水分蒸发和杀死菌虫来保存木材。
八、原木进车间前的工艺准备，有何作用或要求？
2、MJ3212——锯轮直径1200mm带跑车木工带锯
MJ3812-2——锯轮直径1200mm双联对列木工带锯机
1 普通木工带锯机 2 跑车木工带锯机 4 细木工带锯机 5 自动进料带锯机 6 其他木工带锯机 7 卧式木工带锯机 8 多联对列木工带锯机 9 台式木工带锯机
3、结构：机体、锯轮、锯条张紧装置、上锯轮升降及仰卧装置、锯卡
十九、了解板院的作用，怎样对锯材进行合理堆垛？
答：板院设置的目的：1、分类堆放。2、自然干燥。3、掌握周转情况，计划调拨。
合理堆垛：①要求：根据不同树种、材种和气候条件，采取合适的基础和堆积方法，以保证锯材迅速自然干燥而不降低质量。②锯材板垛内的气流循环：水平方向：外界风的流动引起。垂直方向：白天：干、热空气传热、吸湿下沉。夜里：冷空气吸热而上升。③通风口的设置：垛隙、层距、水平通风口、垂直通风口
六、了解原木的供应方式，熟悉原木
的检验方法
答：1、水运：船运、排运、单漂流运；陆运：公路、铁路
2、计量单位与检量工具；尺寸检量：检尺长、检尺径；等级评定
七、掌握原木合理保管的原理与方法
答：1、利用控制原木含水量的方法，减少原木因胀缩变形而开裂，破坏菌虫生存条件而减轻腐朽变色。这是原木合理保存的基本原理。
（二）按下锯顺序分类：（1）四面下锯法：优点：充分利用边材优质部分生产优质材，板宽一致，裁边工作量减少；出材率较高。缺点：原木翻转次数较多，影响生产率。（2）三面下锯法：优点：翻转次数少，生产效率高，能剔除缺陷，板材较宽，裁边量居中。缺点：与四面下锯比较，三角板皮多、增加裁边量。（3）两面下锯法：优点：工艺简单，可得到最宽的板材，便于机械化自动化。缺点：不能剔除缺陷，材质差，生产整边板出材率低，裁边工作量大，三角板皮多。
4、技术特性：a所锯原木的直径：D=（1.2～1.4）dmax (dmax 为原木最大直径)
锯轮中心距与轮径比值（L/D）：d/D= 轮缘宽度：B=（0.1～0.15）D
锯条尺寸：δ≤D/1000（大锯轮）～D/1250（中、小锯轮） 锯条切削速度：V=πDn
十七、熟悉并掌握缺陷原木的下锯法。
答：1、节子原木下锯法----节子大而少时，平行于节子下锯
，并使节子尽量集中在少数板材上。节子小而多时，垂直于节子下锯，使节子呈圆形节。
2、腐朽原木下锯法----铁眼原木：平行于原木外缘下锯。心腐原木：缺陷集中在少数板材上。边腐原木：根据腐朽厚度下板皮。
十三、掌握出材率的计算与锯材质量的表示方法。
答：原木出材率P = V/Q*100% V---锯材材积，m3； Q---原木材积，m3。
主产出材率= 综合出材率=
锯材平均质量系数Cp= 质量系数C 1.5 1.3 1.0 0.8
（1）单锯法：优点：可以翻转下锯，集中剔除缺陷，提高质量和出材率；能套裁下料，能生产几种不同规格的锯材；带锯条锯路小，木材损耗少。缺点：锯材规格较差，技术要求高，生产效率低。
（2）组锯法：优点：锯材规格较好，生产效率高，工艺流程短，易于机械化自动化，产品规格少，简化分选堆垛工作。缺点：不能看材下锯、套裁下料，锯路较大，出材率低。
答：1、板材：宽度尺寸为厚度尺寸二倍以上者。方材：宽度尺寸小于厚度尺寸二倍者材长：锯材两端面之间的最短距离。材宽：相对窄材面之间的垂直距离。材厚：相对宽材面之间的垂直距离。端面：锯材长度方向上的横截面。着锯面：在材面上显露的锯解部分。未着锯面：在材面上显露的未锯解部分。内材面：靠近髓心的一面。外材面：距髓心较远的一面。材棱：锯材相邻两材面的交线。缺棱：锯解时，部分或全部材棱未着锯，其残留在原木表面部分。钝棱：锯材宽、厚度方向的材棱未着锯的部分。锐棱：锯材材边未着锯的部分。
十一、熟悉掌握圆锯机的分类、型号、结构及技术特性
答：1、纵剖圆锯机：原木圆锯机、裁边圆锯机、剖分圆锯机；横截圆锯机：横截圆锯机、造材圆锯机
2、MJ108 纵向手动进料 锯片直径 800mm MJ256 吊截圆锯 锯片直径 650mm
十四、熟悉并掌握最大出材率原理及下锯图的计算方法。
答：1、原理：原木的主产出材率，主要由大带锯从原木小头断面所下的与原木同长的内接四边形的体积中所得，当边长为原木直径的0.71倍时，其断面积最大，所以在这个范围内锯得的锯材，其主产出材率最高。
十五、掌握下锯法的分类与特点。
答：（一）按锯数分类：
答：造材：将原条截成所需规格原木的工艺过程。
制材：把原木锯解成板材、方材、枕木等锯材的工艺过程。
1、按照原木的材种、尺码进行合理的量材、造材
2、按照原条的特殊形状量材、造材