重组竹地板的加工工艺及生产线布局设计开题报告.doc

目录1 课题研究目的及意义12 研究现状13 研究内容及预期目标23.1研究内容23.2预期目标24 研究方案24.1 重组竹地板加工工艺研究24.2 生产线布局设计45 研究进度计划5 参考文献51 课题研究目的及意义重组竹是我国自主研发的竹材产品，自20世纪90年代末问世以来，在十几年的发展历程中，凭借其优良的产品性能、巨大的应用潜力和相对低廉的价格得到了国内外市场的广泛认可，产业已初具规模。近年来，随着原竹价格的快速上涨，传统竹材产品原材料利用率低的缺点凸显，与重组竹这类原料利用率较高产品的竞争中处于劣势，重组竹产业得以迅猛发展，一举成为目前我国竹材工业的主流产品。本课题针对不同品种的重组竹地板产品，根据其加工工艺方案，规划设计其生产线布局，及生产线连线的关键技术研究。2 研究现状重竹是近几年发展起来的新型绿色环保材料，是一项填补国内外空白的新型建筑装饰材料。重竹是根据重组木的制造工艺原理，以竹材为原料加工而成的一种新型竹材人造板。重组竹的构成单元是网状竹束，它是先将竹材疏解成通长的、相互交联并保持纤维原有排列方式的疏松网状纤维束。再经干燥、施胶、组坯成型、冷压或热压而成的板状或其他形式的材料。重组竹地板与其他竹、木地板相比。主要有以下优势：第一，重竹地板采用可再生资源毛竹为原料，替代以木材为原料的传统生产方式。该生产方式毛竹的利用率高，达到90%以上，是传统生产方式的原料利用率的2倍以上，这样，既可持续生产，又可有效地保护环境。第二，重竹地板密度高达1200kg/m3，是普通竹木地板的1.6倍以上，硬度高、强度大，冲击韧性高。因此具有密度大、强度高、耐冲击、耐磨损等特点。第三，重竹地板具有耐吸水、不变形等优点，据测定24小时吸水厚度膨胀率仅为0.4%，这远远优于2.0%的欧洲标准。第四，重竹地板游离甲醛释放量在0.35mg/L以下，以达到欧美绿色标准要求，是一种名副其实的绿色环保产品。在我国,经济的飞速发展对木材的供应产生了巨大的压力,使得目前的研究及企业生产必须以可持续的发展观为基础,以提高资源利用效率和降低成本为目标,重新制定经营战略,以适应国际化的需要。重组竹是一种新型的人造板材,可以充分利用目前利用率较低的小径级杂竹,制备具有天然木质结构的板材。目前,重组竹主要用于竹地板的生产,其产品大量出口欧美国家,深受消费者的喜爱,并且在一起中美有关重组竹地板专利纠纷中,中国也以胜诉告终,这不仅表明中国的重组竹地板可以在美国畅销无阻,更重要的是显示了重组竹广阔的发展前景。在我国重组竹产业高速发展的同时，企业间的竞争也愈发激烈，产品的生产效率将成为企业能否站稳脚跟的决定性因素之一。3 研究内容及预期目标3.1 研究内容（1）研究重组竹地板的加工工艺选料断料开条粗刨开片压丝蒸煮、漂白和碳化干燥分选浸胶预先干燥冷压成型（热压成型）后加工和表面涂饰（2）根据其加工工艺研究合理的生产线布局方案生产线布局的原则，可以概括为：“两个遵守、两个回避”。两个遵守：逆时针排布、出入口一致；两个回避：孤岛型布局、鸟笼型布局。3.2 预期目标本课题将根据重组竹地板的加工工艺方案，规划设计其生产线布局，使重组竹地板的生产效率得以提高。4 研究方案4.1重组竹地板加工工艺研究（1）选料：生产重组竹地板对原竹的要求不像生产普通竹地板那样严格，一般胸径大于6厘米，壁厚3毫米以上的新鲜毛竹均可应用。但虫蛀发霉、破损弯曲严重的也不能应用。（2）断料（俗称下料）：断料就是截去原竹根部采伐时形成的歪斜的端头，以端口为定位面，从根部向梢部一次截取成留有加工余量的定长竹筒。（3）开条：开条就是将竹筒用撞机撞开，得到宽度基本相等的竹片。竹片宽度应视竹筒的粗细决定，竹片宽度越宽，则刨削竹青、竹黄时的切削量就越多。竹材的利用率就越低。但竹片过窄，后面的工序的加工工作量也随之增大。（4）粗刨：粗刨就是去掉表层的竹青和里层的竹黄，两侧面不需要加工。竹片粗刨应用专用粗刨机进行加工。竹壁较厚的竹片，刨削成较厚的竹坯片，反之则制成薄一些的坯片。竹片刨削量以大致平整为宜，竹片两端尺寸不一致的情况是可以使用的，但竹青要全部去掉，竹黄的残留量不能超过30%。（5）开片：粗刨后的竹片厚度一般都大于3毫米，这对后面的工序是不适合的。因此，要把大于3毫米的厚竹片再开成薄竹片。厚度大的竹片要经过多次开片。开片要在专用的开片机上进行。（6）压丝：压丝就是开片后的竹片压成碎裂、但竹丝纤维不断裂的碎竹片，这种竹片叫竹丝。压制竹丝的目的是让浸胶、烘干、压制等工序容易进行。（7）蒸煮、漂白和碳化：由于竹材中含有的蛋白质、糖类、淀粉类、脂肪和蜡质比木材多，这些有机物质是一些昆虫和微生物（真菌）的最好营养。在适宜的温度和湿度条件下，容易引起霉变和虫蛀。再者竹材地板使用期较长，外观要求高，如果不经过处理或处理不好，势必影响其使用寿命。因此竹条在粗刨后需进行蒸煮处理或高温高湿的碳化处理，除去部分糖分、淀粉类等抽提物，处理时加入防虫剂、防腐剂等，杜绝虫类、菌类的滋生。（8）干燥：蒸煮和碳化处理后的竹片含水量超过80%，达到饱和状态，必须进行干燥。此工序的水分控制应在10%一下。（9）分选：干燥后的竹丝应进行分选，将加工尺寸不合要求、有残缺、虫蛀霉变及颜色差别大的竹条分拣出去。分选也是竹地板生产中一道关键的工序，它关系到地板成品的外观颜色质量。（10）浸胶：生产重组竹使用胶粘剂的方法与生产其他板材的方法不一样，采用浸胶的方法。将干燥过的竹丝放在一个铁笼内，强制放入盛有调制好胶液的胶池内，竹丝必须要全部浸入胶液，让竹丝充分浸透，浸泡时间约20分钟左右，然后，提起铁笼放在胶池边上沥干多余胶液，以备进行下一道工序干燥。（11）预先干燥：这一工序主要是控制压制前竹丝的水分含量，将多余水分烘干。通常情况下水分应控制在1015%之间。（12）冷压成型工艺1.冷压成型把一定量且符合质量要求的竹丝放在压机的进料机内送到压机的料槽中，在强大的压力下，把竹丝强制挤压到一定尺寸的U型模具内，然后用盖板和铁销将变形竹丝锁在模具内，拉出压机后再用螺栓锁紧。冷压成型时整个重组竹生产中的重要环节，它直接关系到产品的密度和强度。一方面要将控制竹丝水分和加料重量结合起来，另一方面要通过观察压制终了时的压力大小进行调节加料的重量。2.固化压制好的竹丝方料在模具内进行固化，固化用的固化房因不同的厂家而不同，有的用连续式烘房，有的用固定式烘房，有的用蒸汽加热，有的用燃油加热，也有的用电加热。固化的工艺参数因产品品种和胶的不同而不同。3.开模将固化好的重组竹方料从模具内取出。（13）热压成型工艺1.组坯把一定重量且符合质量要求的竹丝均匀地摆放在一块有挡边的垫板上，然后送到压机的装料机中，等待热压机开启后装入压机内2.热压在热压机内强大的作用下，把竹丝强制挤压到一定厚度，在压力下进行加热使浸泡在竹纤维内的胶粘剂发生固化反应，使竹纤维牢固地粘连在一起形成板坯。与冷压成型一样，这个环节也是整个重组竹生产中的重要环节，它直接关系到产品的密度和强度。一方面要将控制竹丝水分和加料重量结合起来，另一方面要通过观察压制终了时的压力大小进行调节加料的重量。3.脱掉垫板将固化好的重组竹板坯从压机内拉出，脱掉垫板。（14）后加工和表面涂饰后加工就是将固化后的冷压方坯或热压板坯加工成地板成品所需要的形状和表面质量，包括锯头、开片、砂光、定长截断、四面刨、双端铣、纵横向开槽、淋漆等工序。为使周围环境中的水分不侵入竹地板，并使板面有防污染、耐磨、装饰等性能，竹地板还需进行表面涂饰处理。一般要进过5-7道底漆和2道面漆涂饰，竹地板表面覆盖一层较厚的保护漆膜。漆膜的硬度并不是越硬越好，要软硬适中，以 保证漆膜有一定的耐磨性、耐刮擦性和韧性。4.2生产线布局设计要提高产品的生产效率，就应合理规划生产线的布局，减少生产线上多余的步骤，各工序间相互协调合作，减少劳动力的消耗。生产线布局应遵循的原则，可以概括为：“两个遵守、两个回避”。两个遵守：逆时针排布、出入口一致；两个回避：孤岛型布局、鸟笼型布局。逆时针排布，主要目的是希望员工能够采用一人完结作业方式、能够实现一人多机。一人完结与一人多机要求一个员工从头做到尾，因此员工是动态的，称之为“巡回作业”。大部分作业员是右撇子，因此如果逆时针排布的话，当员工进行下一道加工作业时，工装夹具或者零部件在左侧，员工作业并不方便，这也正是逆时针的目的员工就会走到下一工位巡回的目的也就达到了。出入口一致，是指原材料入口和成品出口在一起。首先，它有利于减少空手浪费。假设出入口不一致，作业员采用巡回作业，那么当一件产品生产完了，要去重新取一件原材料加工的话，作业员就会空手（手上没有材料可以生产）从成品产出口走到原材料投入口，这段时间是浪费。如果出入口一致的话，作业员立刻就可以取到新的原材料进行加工，从而避免了空手浪费。其次，有利于生产线平衡。由于出入口一致，布局必然呈现类似“U”的形状，这使得各工序非常接近，从而为一个人同时操作多道工序提供了可能，这就提高了工序分配的灵活性，从而取得更高的生产线平衡率。孤岛型布局把生产线分割成一个个单独的工作单元，其缺陷在于单元与单元之间互相隔离，无法互相协助。鸟笼型布局往往没有考虑到物流、人流顺畅的结果，这种布局错误的用机器设备或者工作台把作业员围在中间，使得物流不顺畅，在制品增加，单元与单元之间的相互支援也变得几乎不可能。花瓣型布局是由多个单元共同组成，是按照“两个遵守、两个回避”原则进行布局的结果。这种布局有助于提高单元间的互相协助，从而提高生产线平衡率。花瓣式布局是进行“互助协作”的必要条件。如果前单元的作业员耽误了时间，后单元的作业员就帮助前单元从机器上卸下产品。这种做法，显然依靠“花瓣式”布局为前提。5 研究进度安排1）2014.122015.01 查阅文献，完成外文翻译，开题报告及开题答辩2）2015.022015.04 完成课题相关内容的研究内容3）2015.05 撰写论文，准备答辩4）2015.06 完成毕业论文终稿、毕业答辩参考文献1李琴,华锡奇,戚连忠.重组竹发展前景展望J.竹子研究汇刊,2001.2杨峰,宋莎莎,王雪花,李晖,王戈,孙正军,覃道春,费本华.我国重组竹产业面临的挑战与机遇A.2013.3汪孙国,华毓坤.重组竹制造工艺的研究J.木材工业,1991.4汪孙国,华毓坤.软化工艺条件对竹材及其重组材性能的影响J.南京林业大学学报,1994.5王春霞,崔立东,刘浩然.重组竹冷压工艺的研究J.林业机械与木工设备,2013.6 叶良明,叶建华.重组竹板材研究去青不去青的比较J.竹子研究汇刊,1996.7 李琴,汪奎宏,华锡奇,翁甫金,何奇江.重组竹生产工艺的初步研究J. 人造板通讯,2001(7).指导教师意见：指导教师签名： 年 月 日学科意见：开题报告答辩结果： 通 过 不 通 过学科负责人签名： 年 月 日