竹类加工设备研究

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本文作者：周建波1傅万四1白崇彪2作者单位：1.国家林业局北京林业机械研究所2.北京铁路电气化学校

1（略）。

2竹材加工共性技术设备分类和发展现状

根据竹材加工技术装备的加工用途和加工方法的不同，本文将竹材加工共性技术设备划分为：竹材初期加工、竹单元加工、竹编制加工、成型加工、热处理及后期加工共性技术设备。同一类群具有类似的属性，具有属于本类群的共性技术。

2.1竹材初期加工共性技术设备

竹材初期加工共性技术设备主要是指在竹材形成竹单元以前的加工技术设备。它主要包括原竹采伐、锯断、去青加工和竹条坯料的初加工。这类技术设备的共性技术为采用机械的方式将原竹横向截断，或纵向锯剖，或去除竹青，其设备如横向截锯、纵向锯机、去青机等。

2.2竹单元加工共性技术设备

竹单元加工主要有纵向剖分和旋切。纵向剖分有锯剖和劈刀剖分两种方式。采用锯子，沿竹材长度方向将其剖分成两部分，谓之纵向锯剖；劈刀纵剖是利用劈刀两面形成的侧向力远大于竹材的横向强度，从而产生超前裂缝进行剖分。劈刀纵剖在竹材的横断面上，可以沿竹材的弦向和径向进行剖分。竹材的旋切是竹段作定轴回转的主运动，旋刀作匀速直线的进给运动，并使旋刀刃口平行纤维方向作横向切削[5]。此类共性技术设备主要包括竹条机械、竹片机械、双片纵锯机、定宽刨机、刨铣组合机、展开机、分片机、旋切机等。在竹单元加工中，常加工竹篾和丝篾。竹篾的横断面近似长方形，丝篾的横断面近似正方形。片篾可分为弦向竹篾和径向竹篾[5,6]。弦向竹篾可分为等宽等厚的规格竹篾和普通竹篾。竹篾的几何尺寸是根据产品的种类，长、宽规格以及竹篾的纵向与横向位置所决定的。主要包括拉丝机、剖篾机（又分为单刀、去隔、去黄、定厚、多刀剖篾机）、去青机、竹丝成型机、竹签棒成型机等。

2.3竹编制加工共性技术设备

竹编制加工共性技术设备是竹材加工中较为普遍的技术设备，主要有竹帘和竹席生产技术设备。竹帘生产技术设备是将一定数量的竹篾平行排列，并用混纺线将其联接成具有一定幅面尺寸整体的一类基础技术设备。竹帘可重组成型为板材。竹帘可为后续工序加工如干燥、施胶和组坯带来了操作上的方便，提高生产率。竹席生产技术设备是将一定规格的弦向竹篾按互相交叉搭接编织一定尺寸竹席的基础技术设备，竹席一般供家居和装饰材料使用。

2.4成型加工共性技术设备

竹材成型加工的共性技术有：（1）冷压法胶合：将干燥到含水率为一定的构成单元，进行施胶和组坯，然后在室温下加压，使胶黏剂缓慢固化的一种胶合方法。共性技术设备为竹材冷压机、冷压模压机具。（2）热压法胶合：它是将经过干燥的构成单元，在施胶或施胶干燥后，再组合成板坯，然后在热压机中加热加压的胶合方法[5]。这是竹材人造板中普遍采用的一种胶合方法。共性技术设备为多层热压机、高频热压机、热压模压机具等。

2.5热处理共性技术设备

热处理共性技术设备主要是通过对竹材进行热处理改变其物理或化学性质的技术设备。目前，涉及热处理共性技术设备主要有：（1）干燥技术设备：通过该设备排除竹材中的部分水分，改善后续加工性能。（2）软化技术设备：利用竹材的特殊物理性质，高温软化进行柔性加工。（3）炭化技术设备：国内普遍采用的竹材炭化技术是将一定规格的竹片分选后，置入炭化罐，而后向罐内输入高压饱和蒸汽，使竹材在高温高湿状态下炭化[7]。

2.6后期加工技术设备

竹产品后期加工共性技术包括裁边、砂光及包装。裁边的目的是使竹产品的幅面大小符合规定的要求，砂光的目的是使竹产品的厚度精度和光洁度达到规定的要求。裁边、砂光后的竹产品经包装和检验合格即可出厂。裁边采用纵横圆锯机；砂光采用辊式和宽带式砂光机；包装共性技术设备采用缝边机、烫印机、竹产品包装机等。

3竹材加工共性技术设备存在的问题

3.1共性技术设备行业落后

竹材加工技术装备基础研究不足，产品性能差，对资源节约与环保重视不够。国内竹材加工技术设备产业规模小、实力弱，使我国竹材加工共性技术设备的应用基础研究缺乏长期稳定支持，部件结构、性能不稳定，技术档次低下。在产品结构、制造质量、技术进步等方面与先进机械制造业差距较大，产品结构不合理，传统产品过剩，高技术产品缺乏。适应竹材加工技术装备产业结构调整的新产品开发滞后。技术含量低、量大面广的产品重复建设严重，生产能力过剩，造成市场过度竞争，企业效益下滑。产品制造水平低，可靠性差，许多企业的技术装备落后，制造工艺水平低，难以保证产品的质量。

3.2生产企业对共性技术设备缺乏关注

企业是自主技术创新的主体。竹材加工共性技术设备研发的需求应来自生产企业。然而，现在我国的竹材加工机械生产企业呈现小、散及无序的状态，规模化的生产企业未形成，截止2011年，国内竹工机械比较发达的安吉地区，大型竹工机械生产企业年产值仅约为3000万元，企业的小规模制约了企业对竹材加工共性技术设备的关注和投入力度。竹材加工共性技术设备生产企业面对的消费者是南方竹产品生产企业和弱势的竹农群体，现行条件下获取的利润相当微薄,不足以支付竹材加工共性技术设备产业开发的高投入。另外，这种投入风险高,即使花费了大量经费研发成功很难保证不为其他企业仿造，这就极大地影响了竹工机械企业开展共性技术设备研发的主动性和积极性。

3.3共性技术设备研发力量薄弱

目前，除了中国林科院竹工机械研发中心以外，国内没有专门的竹工机械科研单位及其学科建设。由于在竹材加工工业中，主要集中力量进行竹质新材料工艺的研究，忽视了竹材加工设备尤其是竹材加工共性技术设备及学科建设。专业人才缺乏和相关科研课题的缺乏直接影响了开展竹材加工共性技术设备的研发活动。另外，由于企业与科研院所缺少联系,不少竹材加工设备行业缺乏的共性技术设备不能反映到科研单位的科研中来，导致科研院所的研发与当前生产实际脱钩，对竹材加工共性技术设备的研发缺乏针对性。

3.4政府部门缺乏对竹材加工共性技术设备的组织和引导

相对于其他机械行业，竹材加工技术装备行业利润较低，国家和社会重视程度不够。资金投入、经费严重不足已经成为制约竹材加工技术装备行业发展的瓶颈，同时缺乏吸引人才的环境和机制。随着改革的深入，竹材加工共性技术设备科研成为企业的市场行为，使其弱化了政府对竹材加工设备共性技术研发的指导作用[8-12]。

4竹材加工共性技术设备重点发展领域及方向

4.1精细化竹材加工共性技术设备

目前，竹材加工工艺的革新和新型竹质材料的开发，由传统的竹材加工机械化所需装备向新型竹材加工机械化所需装备发展。由竹材加工制造机械化向技术生产和生产全过程机械化变化。在实际生产过程中，竹材加工共性技术设备更加深度化、精度化。

4.2成套一体化竹材加工共性技术设备

竹材加工技术装备制造应由单一品种和初加工设备向多环节、多工序一体机、成套设备深加工设备转化，形成适合竹材特性加工的竹工机械成套加工共性技术装备。比如将锯竹、破竹、去节、开条工序融在具有共性技术的一体机设备里加工，将大大提高效率，扩大使用范围。随着竹材工业的发展和竹材加工共性技术设备制造各环节、各工序机械化的发展，成套一体机设备的需求将日益迫切。

4.3绿色节能化竹材加工共性技术设备

为了建立节约型社会和对资源的合理利用，这就要求竹材加工共性技术设备在加工制造过程中实现循环经济效益化、零部件可替换，在自身的使用过程中，降低电、油、水等资源消耗外，必须较少气体污染、噪声污染、粉尘污染及电磁污染等。改善竹材加工环境，实现竹材加工共性技术设备的绿色化生产。

4.4智能化竹材加工共性技术设备

竹材加工共性技术装备将广泛融入现代电气技术、信息技术、网络技术，使其智能化、标准化，同时也提高竹材加工的安全性和舒适性，提高生产效率及效益。

4.5模块标准化竹材加工共性技术设备

为进行竹材加工共性技术设备的组装、维修及替换，必须实现竹材加工共性技术设备的通用化、标准化。制订、修订与竹材加工共性技术装备相关配套的技术和质量标准，实现质量跟踪、检验与控制装备技术系统化，推动竹材加工共性技术装备普及，降低成本。

5加快竹材加工共性技术设备发展研究的措施

5.1政府合理引导，加强对竹材加工技术设备共性技术的研究

竹材加工共性技术设备将成为竹材加工机械行业的推进器，政府相关部门应加大对竹材加工共性技术设备发展研究的重视程度，加大研发投入。国家对竹材加工共性技术设备研发的投入，不仅要表现在科研项目的资金安排，还应重点放在建立产学研合作研发的有效制度安排上，使竹材加工共性技术设备研发结合实际，结合市场和具有可持续性。国家应设立专项基金，保障可靠的资金来源，并制定相关的监督检查制度，将竹材加工共性技术设备纳入农机具补贴的范畴，扩大共性技术设备的应用范围[8]。

5.2突出企业的主体功能和启动作用

让企业真正成为技术创新的主体是合作成功的关键。竹材加工共性技术设备研发制造的需求主要来自企业，因此在研发过程中，应以企业为主体来开展，从研发立项，开展到应用，都要以自主创新和发展为准则，以企业参与和企业需求为中心来进行。同时，企业也要在竹材加工共性技术设备开发中敢于投入，善于合作。

5.3建立和完善竹材加工共性技术设备科研体系

目前，我国没有成形竹材加工共性技术设备科研体系，国家应在体系建设、基础研究投入方面加大对竹材加工技术装备科研单位的投入力度，建立竹材加工共性技术设备研发体系，大力培养竹材加工共性技术设备研发高端人才，建立产、学、研高端技术合作机制，建立完善的技术创新体系，通过新产品的开发和学习国外先进设计机械制造技术，加快竹材加工共性技术设备研究步伐，使竹材加工共性技术设备研究朝着横向及高精方向发展。

6结束语

共性技术设备在竹材加工机械行业是一个新的领域。竹材加工共性技术设备体系的界定与构建，契合了我国竹材加工业和机械化生产实现转型升级的时代诉求，是提升我国竹材产品和加工机械化科技含量、打造现代竹产业的重要基石。本文关于竹材加工共性技术设备发展现状、存在的问题、重点发展领域及解决问题的措施做了简要分析，加大对基础性竹材加工共性技术设备发展和研究的关注和投入，要发挥共性技术对于竹材加工设备及竹材加工业的重要促进作用，未来尚需强化竹材加工共性技术设备发展与研究的组织管理、作进一步探索研究工作。