家具材料与结构课件.ppt
2023/1/19,1,家具材料与结构,2023/1/19,2,主要内容,家具材料家具材料概述家具材料的分类家具材料的一般特性家具材料的选择原则家具结构家具结构概述家具结构设计的原则家具结构的分类,2023/1/19,3,家具的构成要素：家具的构成要素包括：造型结构、材料和功能。其中：功能是先导，是推动家具发展的动力；造型结构是主干，是实现功能的基础；材料是支撑，是完成家具实体的物质条件。,明黄花梨雕花靠背椅,2023/1/19,4,家具材料的概念与作用 概念：在家具设计和制造的范畴里，家具材料是指用于家具主体结构制作、家具表面装饰、局部粘接和零部件紧固的与家具相关的各种材料总称。,2023/1/19,5,家具材料的外在特性主要包括：材料的肌理，色彩和光泽，透明性，平面花式，质地美感，外形尺寸等。家具材料的内在特性主要包括：密度，强度，尺寸稳定性，弹性、延展性，收缩性，防水防潮性，防腐防虫性等。,明紫檀有束腰鼓腿彭牙方凳,2023/1/19,6,作用：家具设计中，对材料性能的把握和对材料语言的理解和诠释，是家具设计风格产生和家具实体制作实现的必要基础和充分条件。丹麦著名家具设计师克林特指出：将材料特性发挥到极致，是任何完美设计的第一原理。进行家具设计时，首先应该考虑的就是材料因素，要根据家具的功能选择适宜的材料，并利用不同材料的特性，将其有机地组合在一起，使其各自的性能和美感得以体现和深化。,“有限材料，无限可能”,2023/1/19,7,家具材料的分类 按家具材料的化学性质分类 根据家具材料不同的自然属性，可分为：木材、竹藤、金属、塑料、玻璃、纺织纤维织物、皮革、石材等。其中，木材、金属和塑料是三大基础家具材料。,2023/1/19,8,按家具材料的用途和主辅作用分类 可分为：结构材料，表面装饰材料和辅助材料。结构材料：在家具中主要起结构支撑作用，用于家具的主体结构，可以承受人体及所放物品的应力，并可保持家具制品的结构强度、刚性和稳定性。表面装饰材料：对家具的表面具有保护和装饰作用，可以赋予家具产品装饰效果和表面综合抗耐性。辅助材料：主要指用于家具生产的各种类型的胶黏剂和金属连接件等。,2023/1/19,9,按家具材料的软硬程度分类 可将家具材料分为：软质材料，半硬质材料和硬质材料。软质材料：主要指各种纺织纤维装饰织物，在软体家具制造和家具包覆材料中具有广泛应用。半硬质材料：主要包括各种速生木材、普通塑料和瓦楞纸板等，用于低档家具、塑料家具和纸质家具的制造。硬质材料包括金属、玻璃、石材、工程塑料以及各种木材等，是家具生产中使用较多的家具材料。,2023/1/19,10,按家具材料的来源分类 可将家具材料分为：天然材料和人工材料。天然材料：主要指木材、竹材、藤材、石材、及其他天然纤维装饰织物，这些材料在具有古典风格以及田园风格的家具制造中采用较多，也在不同风格的家具包覆材料中有广泛应用。人工材料：主要包括塑料、化学纤维、金属、玻璃、以及合成树脂胶粘剂等，该类材料在具有现代风格的塑料家具、金属家具、玻璃家具以及各种形式的软体家具制造中以及家具表面涂饰中被广泛采用。,2023/1/19,11,木质材料的特点和种类,木材是一种质地精良、感觉优美、易于加工成型的自然材料，是一种沿用最久、最好、最多的家具材料。木材的种类很多，一般可分为银叶材（软材）和阔叶材（硬材）两大类。,2023/1/19,12,质量轻而强度高加工方便、热阻、电阻较大隔音效果好具有美丽的天然纹理和色泽,容易受潮变形易受虫菌蛀蚀和燃烧,木材的性能特点,优点,缺点,2023/1/19,13,木质人造板,人造板，就是利用木材在加工过程中产生的边角废料，混合其他纤维制作成的板材。人造板材种类很多，常用的有刨花板、纤维板、细木工板、胶合板，以及空心板等。因为它们有各自不同的特点，被应用于不同的家具制造领域。,2023/1/19,14,刨花板,是将木材加工过程中的边角料、木屑等切削成一定规格的碎片，经过干燥，拌以胶粘剂、硬化剂、防水剂，在一定的温度下压制而成的一种人造板材。因为刨花板结构比较均匀，加工性能好，可以根据需要加工成大幅面的板材，是制作不同规格、样式的家具较好的原材料。制成品刨花板不需要再次干燥，可以直接使用，吸音和隔音性能也很好。但它也有其固有的缺点，因为边缘粗糙，容易吸湿，所以用刨花板制作的家具封边工艺就显得特别重要。另外由于刨花板容积较大，用它制作的家具，相对于其他板材来说，也比较重。,2023/1/19,15,纤维板,纤维板是以木材或其他植物纤维为原料，经过削片、制浆、成型、干燥和热压而制成的板材，常称为密度板。纤维板分为软质纤维板和中密度纤维板。,2023/1/19,16,软质纤维板（SB、IB、LDF）的密度不大、物理力学性能不及硬纤维板，主要在建筑工程中用于绝缘、保温和吸音、隔音等方面。中密度纤维板（MDF）和高密度纤维板（HDF)的幅面大、结构均匀、强度高、尺寸稳定变形小易于加工、板边坚固、表面平整，便于直接胶贴各种饰面涂料和印刷处理，是中高档家具制作和室内装修的良好材料。,2023/1/19,17,胶合板,是由木段旋切成单板或由木方刨切成薄木，再用胶粘剂胶合而成的三层或多层的板状材料，通常用奇数层单板，并使相邻层单板的纤维方向互相垂直胶合而成。以木材为主要原料生产的胶合板，由于其结构的合理性和生产过程中的精细加工，可大体上克服木材的缺陷大大改善和提高木材的物理力学性能，胶合板生产是充分合理地利用木材、改善木材性能的一个重要方法。,2023/1/19,18,细木工板,细木工板俗称木工板，细木工板是指用胶合板做覆面板，中间紧密地填充细木条的人造板。细木工板是具有实木板芯的胶合板，也称实心板。细木工板的结构稳定，不易变形，加工性能好，强度高，是木材本色保持最好的优质板质，广泛用于家具生产和室内装饰，尤其适于创作板和坐面板部件以及结构承重构件。,2023/1/19,19,空心板,空心板是指用胶合板、平板做覆面板，中间填充一些轻质材料，经胶压制成的一种人造板。空心板的种类较多，如方格空心板、木条空心板、纸质蜂窝板等。,2023/1/19,20,饰面板,饰面板全称为装饰单板贴面胶合板，它是将天然木材刨成一定厚度的薄 片，黏附于胶合板表面，然后热压 而成的一种用于室内装修或者家具 制造的表面材料。按饰面材料区分，有天然实木饰面 人造板、塑料饰面人造板、纸质饰 面人造板等多种类型。,2023/1/19,21,金属材料,金属家具指主要部件由金属所构成。金属材料是由金属元素构成，如铜、铁、金、银、锡、铝等。金属家具优势特点：极具个性风采，色彩选择丰富、门类品种多样、具有折叠功能、颇具美学价值、货品物美价廉。,2023/1/19,22,塑料材料,塑料为合成的高分子化合物，可以自由改变形体样式。塑料具有质轻、坚牢、耐水、耐油、耐蚀性高、色彩佳、成型简单、生产率高等优点。主要特点是易成型，且成型后坚固、稳定。塑料品种很多，常用于家具产品的有：玻璃纤维塑料、聚碳酸酯、高密度聚乙烯、泡沫塑料、有机玻璃压克力树脂等。,2023/1/19,23,2023/1/19,24,竹藤材料 竹材坚硬、强韧;藤材表面光滑，质地坚韧、富于弹性，且有温柔淡雅的感觉。纸质材料 用纸板或纸制作家具既轻便又便于运输和拆装，制作方便，价格低廉。,2023/1/19,25,玻璃材料 玻璃材料也是家具设计中常用的一种材料。玻璃可以直接开孔和切割，也可在高温熔炉内加热后弯曲成型。玻璃是一种晶莹剔透的人造材料，具有平滑光洁透明的独特材质美感。石材材料 石材是大自然鬼斧神工造化的，具有不同天然色彩的一种质地坚硬的天然材料，给人高档、厚实、粗犷、自然、耐久的感觉。天然石材的种类很多，在家具中主要使用花岗岩和大理石两大类。,2023/1/19,26,2023/1/19,27,家具材料的一般性质,物理特性 主要包括密度、孔隙率、吸湿吸水性、导热性、耐热耐寒性等。力学特性 主要包括强度、弹性和塑性等。化学稳定性 是指受外界环境条件作用时，不易发生化学变化（如腐朽、老化、锈蚀等）的性能。,2023/1/19,28,装饰性能 指由材料的质感、色彩纹理以及形状尺寸所表现出的综合视觉效果。不同品种的家具材料具有不同的外观特点和装饰效果，是构成家具制品具有不同质感的根本原因，也是显示家具材质美的重要因素（材料语言）。,意大利后现代风格家具,2023/1/19,29,家具材料的选择原则 1.功能协调性原则 任何家具都是为了一定的功能目的而设计制作。因此功能构成了家具的中心环节，是先导，是推动家具发展的动力。在进行家具设计时，首先应从功能的角度出发，对设计对象进行分析，由此来决定材料结构和外观形式。家具材料应与该家具所承担的功能相适应，即需要具有一定的强度，能够承担该家具所需要的承重载荷，具有相应的强度极限值。,2023/1/19,30,实木家具中，多采用密度较高、硬度较大的木材作为结构材料，如桌椅、柜类和卧床的腿部支撑件。板式家具中，也有用实木作为结构件支撑的形式。玻璃茶几和玻璃柜类家具制造中，常用金属作为支撑材料，玻璃作台面材料，可以利用两者之长，达到更理想的使用效果。,2023/1/19,31,2.装饰美学性原则 材料自身的装饰效果与家具设计的风格息息相关。不同材料具有迥然不同的材料语言，其独特的质地和肌理决定了家具产品的特殊美学效果，家具的材质美决定了作品的自然风韵和特殊艺术感染力。从家具材料选择的装饰美学性原则出发，主要考虑材料的种类、颜色、纹理、透明性等。,2023/1/19,32,材料种类不同时，则具有不同的内在表现力，如：天然木材属于自然材料，色调柔和、纹理自然、触感真实，给人亲切、舒适、包容的外观感觉；金属材料表面光洁，具有突出的坚硬、富于张力的力度感，可以使人产生稳定、信任、安全的心理感受；玻璃具有出色的透明性，使人一目了然，其晶莹剔透的特性，可以使家具制品的空间层次具有延伸和扩大的视觉效果，也可以调节家具整体和局部的虚实关系；棉麻织物和纺织品则以柔软和轻盈见长，常给人以温暖、舒适的感受，非常适宜用于软体家具的包覆材料。,2023/1/19,33,特别需要指出的是，家具作品具有不同的风格和流派，因此，家具材料的选择应与家具设计风格相贴切。例如：中国古典家具的风格崇尚自然，讲究天人合一的艺术效果，在家具用材上，多采用一些具有自然风韵的材料，包括木、竹、石、藤、布等；,2023/1/19,34,塑料及其合成材料具有突出的延展性、热塑变形性和成型性，并且具有良好的着色性能，但其易老化，易受热变形，使用寿命和范围受到限制。,2023/1/19,35,金属材料家具加工过程中，要考虑其锻造性、冲孔性、冲压性、铣削性等。玻璃材料要考虑到其热变形性、脆性、硬度等。,2023/1/19,36,3.经济适用性原则 家具材料的经济性包括材料的价格、材料的加工劳动消耗、材料的利用率及材料来源的丰富性。任何家具制品的寿命都非天长地久，需要有少则几年、多则几十年的更换周期。因此，合理采用的家具材料应该与其寿命相匹配，即不能因过分考虑耐久性而盲目追求高档次的材料，也不可为了降低成本而降低材料的质量标准。,2023/1/19,37,家具材料的发展趋势,材料对于家具的最大贡献在于，它赋予了其必不可少的结构强度、适用性或舒适性以及特有的美学观赏价值。只有掌握了各种新型材料的特点和性能，设计者才能够真正驾驭材料，并突破现有材料表现能力的局限性，从而打开创新设计理念的大门。纵观目前家具材料的现状及发展趋势，可归纳为：（1）向材料多元化发展（2）向材料复合化、多功能化、预制化发展（3）向材料高性能、高质量发展（4）向材料绿色化发展,2023/1/19,38,家具结构,2023/1/19,39,家具结构概述,结构是指产品或物体各元素之间的构成方式与接合方式。,2023/1/19,40,家具结构设计应遵循如下基本原则,1.材料性原则。结构设计离不开材料的性能。材料不同，其材料的构成元素、组织结构也不相同，材料的物理、力学性能和加工性能就会有很大的差异，零件之间的接合方式也就表现出各自的特征。现代家具的结构，木家具以榫卯接合为主，板式家具则以连接件接合为主，金属家具以焊接、铆接为主，竹藤家具以纺织、捆绑为主，塑料家具以浇铸、铆接为主，玻璃家具以浇铸、铆接为主。根据家具材料，选择、确定接合方式，是结构设计的有效途径。,2023/1/19,41,2.稳定性原则,家具结构设计的主要任务是保证产品在使用过程中牢固稳定。家具的属性之一是使用功能。各种类型的产品在使用过程中，都会受到外力的作用。如果产品不能克服外力的干扰保持其稳定性，就会丧失其基本功能。家具结构设计的主要任务就是要根据产品的受力特征，运用力学原理，合理构建产品的支撑体系，保证产品的正常使用。,2023/1/19,42,3.工艺性原则,加工方法是家具产品的技术保障。零部件的生产重要的是接口的加工。接口加工的精度、经济性直接决定了产品的质量和成本。因此，在进行产品的结构设计时，应根据产品的风格、档次和企业的生产条件合理确定接合方式。例如木质家具在工业革命以前，只能采用榫接合；自从蒸汽技术运用于家具生产后，零部件可以一次成型。不仅简化了接合方式，而且使产品的造型流畅、简约。,2023/1/19,43,4.装饰性原则,家具产品的外形装饰性是由产品的结构所赋予的。如，榫卯接合的框式家具充分体现了线的装饰艺术；五金连接件接合的板式家具，则在面、体之间变化。再者，连接方式的接口（各种榫、五金连接件等），本身就是一种装饰件。,2023/1/19,44,家具结构类型,1.木质家具结构2.金属家具结构3.塑料家具结构4.竹藤家具结构5.其他结构形式6.创意材料与结构,2023/1/19,45,木质家具结构,框架结构 框架结构由梁柱构成，它的受力特点在纵横两个方向都承受很大的水平力，家具四周是填充物，起围护和分隔作用，框架结构的特点是能为家具提供灵活的使用空间.是木制家具中的主要结构型式,以榫结合为连接方式,主要用于实木家具.中国传统家具的结构全是框架结构,并以榫结合连接为主要特征.,2023/1/19,46,榫接合类型,古建木结构中一种常用的连接方式。两个相接的木构件在连接部位分别制成凸凹形状，凸出的叫榫头，凹进的叫（榫眼、榫槽）。将榫头涂胶后压入榫眼内,结合强度高。榫接合有多种类型，分类方式不同，其表现形式也不相同。,2023/1/19,47,2023/1/19,48,1.根据榫头与方材本身的关系可分：整体榫、插入榫。整体榫：是直接在方材零件上加工而成的。也包括（直角榫，燕尾榫）插入榫：与零件是分离的，常用的插入榫为圆榫（带沟，不带沟）。,整体榫（1，2，3）,插入榫（4）,2023/1/19,49,按榫头的形状分：直角榫、燕尾榫、椭圆榫、圆榫 1.直角榫：现代家具常用榫头之一，方正直 便于加工。,2023/1/19,50,2.燕尾榫 两块平板直角相接，为防止受拉力时脱开，榫头做成梯台形。故名“燕尾榫”。用燕尾相错的方式连结，这样在竖的方向上连接牢固有力，更能抗横击之力。,2023/1/19,51,2023/1/19,52,3.圆榫 插入榫的常用部件，为圆形,2023/1/19,53,按榫头的数目分：单榫、双榫、多榫 增加榫头数就能增加胶接面积，提高接合强度。一般木框中的方材零件多采用单榫或双榫接合；如桌、椅的脚架接合。箱框的接合多采用多榫，如木箱、抽屉等。,2023/1/19,54,根据榫肩的数目分；单肩榫、双肩榫、三肩榫、四肩榫,2023/1/19,55,根据榫接合后榫头的侧边能否看到 分为:开口榫、半开口榫、闭口榫,2023/1/19,56,根据榫接合后榫端是否外露 可分:明榫(贯通榫)接合与暗榫(不贯通榫)接合,明榫接合样端外露，不美观，但接合强度大；暗榫正相反。一般家具，为保证其美观性，多采用暗榫接合。对于要求接合强度较大家具，如沙发框架、床架、工作台等多采用明榫接合。,2023/1/19,57,板式结构,家具由板状部件连接构成。并由板状部件承受荷载及传递荷重。这种结构简化了结构和加工工艺，有利于机械化和自动化生产而被广泛应用。板式家具的结构应分为板部件本身的结构和板部件之间的连接结构。,2023/1/19,58,(一)板结构 对板部件的基本要求:1、能承受一定的荷重，有一定的厚度，在装置连接件时不影响自身的强度，2、要求板部件平整，不变形，板边光洁。目前板部件多采用人造板，一般板厚为1825mm,2023/1/19,59,(二)板的连接结构 板部件之间的连接，依靠紧固件或连接件，采用固定 或拆装的连接方式。板件之间连接必须具有足够的强度而使家具不产生摇摆、变形，保证门、抽屉等的正常开启使用。,2023/1/19,60,2023/1/19,61,金属家具的结构,按照结构形式的不同特点，金属家具的基本结构可分为固定式、拆装式、折叠式、叠积式、插接式和悬挂式等种类。1.固定式结构 固定式指通过焊接的形式将各零部件结合在一起此结构受力及稳定性较好，有利于造型设计，但表面处理较困难，占用空间大，不便运输。,2023/1/19,62,2.拆装结构 拆装式是指将产品分成几个大的部件，部件之间用螺栓、螺钉、螺母连接，有利于包装运输。但要求零部件加工精度高，互换性强，如多次拆装，易磨损连接件而降低牢固性和稳定性。,2023/1/19,63,3.折叠结构 折叠式又可分为折动式与叠积式家具。常用于桌、椅、床类。主要特点是家具折叠后占用的空间 小，便于贮藏，另外也便于运输、携带，适用于经常需用功能的场所。如餐厅、会场等，也适用于小面积住宅以节约 使用空间。,2023/1/19,64,折动式家具,2023/1/19,65,叠积式家具,2023/1/19,66,塑料家具结构,塑料家具根据使用要求必须具有足够的强度塑料制品都是模注塑成型的，为了便于脱模，塑料制品与脱模方向平行的表面应具一定的斜度。塑料家具的结合方法 结合方法有：胶接合、螺纹接合、卡式接合、金属铆钉接合、加热铆钉接合等。,2023/1/19,67,竹藤家具结构,竹藤家具的构造可以分为两部分：骨架和面层。1.骨架 竹藤家具的骨架可以采用竹竿或藤条制作，采用木质骨架，也可采用金属框架作为骨架。骨架的接合方法：弯接法、缠接法、插接法。,2023/1/19,68,2.面层 竹藤家具的面层，一般采用竹篾、竹片、藤条、芯藤、藤皮编织而成。竹藤编织的方法有：单独编织法、连续编织法、团纹样编织法。,2023/1/19,69,其他结构形式,1.薄壳结构 随着塑料、玻璃钢、多层薄木胶合等新材料和新工艺的迅速发展，出现了热压或热塑的薄壁成型结构。这类家具主要特点是质轻，便于搬动，甚至可做成叠积结构，适于贮藏。另外由于是模压成型，造型生动流畅，色彩夺目。,2023/1/19,70,2.充气结构 充气家具是以具有一定形状的橡胶气囊加以充气而成。它有一定的承载能力，便于携带与收藏。主要适用于旅游家具，制作各种轻便的沙发椅、旅行用桌等。,2023/1/19,71,3.整体浇铸结构,以塑料为原料，在定型的模具中进行发泡处理，脱模后成为具有承托人体和支撑结构合二为一的整体形家具。一般表面须用织物包衬，造型雕塑感强，它可以设计成配套的组合部件块，进行各种组合，适用于不同的使用方式。,2023/1/19,72,创意材料与结构,1.圣色罗椅 这件家具的造型非常有趣，结构富有新意，用一个膨胀的橡胶球作为椅座，靠背则是不锈钢框架套上了织物外套，坚固的金属管底座来支撑球座。,弗布兹巴拉蒂尼和露西欧考兹坦斯,2023/1/19,73,2.Feltri扶手椅,该扶手椅用整块材料做成，即是装饰，又是构架，淘汰了支撑杆和其他传统的制作材料。毡制品一般不用于家具制作，但用于此处却极富想象力。椅子底座浸透树脂，因此支撑很牢固。椅子上部的天然毡制品具有柔韧性，便于折叠，形成了一处宛若母亲的怀抱般舒适的空间。,加泰诺帕斯,2023/1/19,74,3.面绳扶手椅,设计者不使用草图，金属格子主体由钢条焊接而成，棉线在笼子上编织，直到编成为止，扶手椅共生产了五批。,费尔南坎帕尼亚温贝克坎帕尼亚,2023/1/19,75,4.“往复折”坐椅,设计师将多层纸板盒瓦楞纸板，利用树脂浸透处理后，使之成为能像橡胶那样折叠的加厚复合板，可平滑弯曲或折成直角。这种厚板具有很高的弹性，纹理像灯芯绒布。,弗兰克盖里,2023/1/19,76,思考题家具结构设计应该遵循的基本原则？什么是绿色家具材料？从材料的使用功能、表现力以及对环境的协调性等方面分析一下，在目前常用的各种家具材料中，你认为哪一种是最有发展前景的？以word文档形式完成，题目为三号字，正文为小四号字，图文并茂，不少于三页A4纸张完成,
