黑竹家具結構創新設計探討論文
摘要：本文分析了傳統黑竹家具的骨架結構、板面結構及榫和竹釘，同時提出了傳統黑竹家具結構的不足之處，并提出新的結構設想。對黑竹家具可拆裝實現多功能化進行探索思考，使黑竹家具拆裝便捷，改善黑竹家具由于固定件連接造成體量大不易搬動的缺陷，并應用新型五金連接件，在滿足基本審美和功能的前提下，使黑竹家具經久耐用。探索黑竹家具的結構設計也是實現黑竹家具創新的一種途徑，歸納出黑竹家具創新的基本原則，為黑竹家具創新提供理論參考，改善黑竹家具的市場現狀，提高其市場競爭力，滿足消費者需求。
關鍵詞：黑竹家具；結構設計；連接件
黑竹家具是指使用黑竹為家具主要基材，比如主體骨架、靠背面、坐面板等，結構處采用竹釘、木釘等釘銷輔助材一類家具。主要家具類型有：黑竹沙發、黑竹躺椅、黑竹床、黑竹桌、黑竹椅、黑竹書架等家具，另外還有黑竹燈、黑竹飾品一類。黑竹家具主要產地有：安徽、荊州、廣東、江浙等地區。由于黑竹家具的結構一直沿用傳統原竹家具的結構，主要通過傳統手工加工，生產設備落后、造型陳舊、工藝粗糙，造成黑竹家具一直處于初級階段。竹材作為環保材，科研工作者們一直在研究怎么合理利用竹材，而黑竹家具一直是一塊“處女地”，對其做深入研究的極少，對其結構研究更是少之又少，要想實現黑竹家具的全面推廣，就必須解決黑竹家具的造型問題，要想解決黑竹家具的造型問題就必須解決黑竹家具的結構問題[1]。
1.黑竹家具的傳統骨架結構
1.1彎曲成形
在熱源上把黑竹竿均勻地加熱到一定的溫度，使黑竹竿連續轉動，需要彎曲處來回在熱源上移動，使其逐步加溫。預熱到一定溫度后，黑竹竿開始變軟，便可彎曲。均勻施力穩準彎曲，一步到位。將經過粗加工的黑竹竿、竹片或竹條進行加熱軟化，再放入事先準備好的成型模具內定型，黑竹經過干燥后制成各種家具；黑竹相對其他原竹材較硬，需要蒸汽蒸煮，在高溫作用下使其溫度保持在100℃以上，持續時間40-60分鐘；黑竹干燥需要放置在密閉的空間對其加熱，進行脫水烘烤，干燥溫度在65-80℃，當黑竹的含水量在6％以下，黑竹干燥成功[2]。傳統黑竹彎曲費時費力，加工成本高，相對普通原竹彎曲成型，黑竹的加工成本在前者的兩倍以上，且效果不明顯，做出來的黑竹家具和傳統的原竹家具區別不大，不管在外形上還是在結構上都沒什么優勢。
1.2相并加固
先用蔑刀將相并黑竹竿的接觸面修削平整，使黑竹竿貼合緊密，然后用手鉆鉆透兩個竹竿的竹壁，取竹釘楔入孔內使之固定即可。黑竹竿相并的工藝程序是：先修再并后鋸頭。通過竹釘楔連接固定存在一些問題，特別是承重和剪力結構。當對黑竹家具施加外力時，竹釘楔的強度不夠容易斷裂，并且黑竹材的密度不夠竹釘楔容易松動。
1.3端頭連接
將待連接的兩個黑竹竿端頭的斷面修削平整，另選一截直徑與端頭空腔內徑相等的黑竹竿端頭的空腔內，使之吻合后，再鉆兩個不同斜向的孔，然后楔入竹釘固定。端頭連接方式從美觀的角度看是不合適的，因為連接處存在錯層，所以在視覺上沒有統一感，嚴重影響美觀；另外，端頭連接在施工的過程中外包裹黑竹竿容易被斗進去的黑竹竿撐裂。
2.黑竹家具的傳統板面結構
在黑竹家具生產中，用多根黑竹條并連起來組成一定寬度的面，稱黑竹條板面。黑竹條板面的寬度一般在7-20mm之間，過寬顯得粗糙，過窄不夠結實。竹條端頭的榫有兩種：一種是插榫頭；另一種是尖角頭。
2.1孔固板面
黑竹條端頭是竿榫頭或尖角頭，在固面黑竹竿內側相應地鉆間距相等的孔，將黑竹條端頭插入孔內即組成了孔洞板面。固面可做矩形、圓弧形等，根據不同的需求制作不同形狀的固面。孔固板面施工簡單，但是穩定性差，中間的竹條容易松動。
2.2槽固板面
黑竹條緊密排列時端頭不作特殊處理，固面竹竿內側開有一道條形榫槽，把黑竹竿均勻排列在條形榫槽中，要求竹竿與竹竿之間盡量挨緊不要留縫隙，這種方法一般只小面積的板面，存在板面不太穩定、不牢固等問題。
2.3壓頭板面黑竹竿均勻排列形成一個合適大小的板面，在板面的兩端上下橫向各一個竹竿相并夾緊，固定采用彎竹襯壓條嵌于固面黑竹竿的內側，不開孔和槽。這種壓頭板面從表面上看是非常平整的，但板面兩端的壓頭會限制黑竹家具的造型。
2.4鉆孔穿線板面
把大小相近、長度相同的黑竹竿兩端開尖角頭，并在正中間鉆孔，均勻并攏排列用纖維線穿孔纏繞綁緊，再把兩端斗進事先打好孔的黑竹方框，黑竹方框可牢牢抓緊竹排，形成一個整潔的板面。
2.5裂縫穿線板面
用竹篾刀把黑竹片成薄竹片，竹片要事先蒸煮，并在中部挖淺槽開縫，從縫中穿線固定排列的黑竹篾片，所用的線采用扁薄的纖維線，美觀又牢固。常用軟韌的竹蒸片，方便壓彎竹條端頭固定在固面竹竿條縫中。竹條必須疏排，便于串篾與纏固竹襯，使裂縫閉合。這種板面既有優點也有缺點，優點是板面平整牢固；缺點是線容易被磨斷。
2.6壓藤板面
取藤條置于版面上，與下面的竹襯相重合，再用藤皮穿過竹條的間隙，與竹襯纏扎在一起，使黑竹條固定。
3.黑竹家具的榫和竹釘
傳統的黑竹家具各組成部分大多通過榫接合，一般是指尖角榫；固面及黑竹骨架呈垂直彎曲時會在一側挖一個缺口，使黑竹竿包住另一個橫向的竹竿，這種榫稱之為包榫。在黑竹竿上根據需連接的竹竿大小開一個適中的圓孔，讓黑竹一端插入，并從側面插入竹銷固定，這稱之為插榫[3]。
剜口作榫，挖有剜口的竹竿稱為圍子竹竿。三方圍子剜口包榫的長度，是被包竹竿圓周長度的5/8,這樣做成的包榫，圍子竹竿折成的角度為90度。五方圍子上的剜口的長度，取被包裹竹竿周長的1/2,圍子竹竿折成的角度為108度。六方圍子竹竿上的剜口長度是被包竹竿周長的15/22，圍子竹竿折成的角度為120度。全包榫是一種特殊的圍子竹竿。它最多只與兩根骨架竹竿作包榫結合，其剜口在竹竿端頭附近，因此無需作長尾端頭連接。它的剜口長度是被包竹竿周長的7/8。由于圍子竹竿較長，而且首尾兩端粗細不同，因此不可能全用竿梢接頭連接，而需作特殊的接頭處理（即圍子接頭）。
4.黑竹家具結構創新設計
4.1可拆裝設計
傳統黑竹家具在消費者眼中“傻大笨粗”，結構基本是固定的狀態不可拆裝，黑竹材料中空且脆，易折損開裂，用合金材料做成包接件可加強黑竹家具的結構強度。同時，黑竹材容易在端口開裂，套接件可抱住端口解決此問題，即強化了結構又避免了裂痕外露影響美觀。黑竹家具的兩個零部件通過合金套件實現自由組裝，合金套件要求可根據不同口徑大小的黑竹零部件調節大小，使合金套件能靈活性使用；另外，合金連接件除了可調節外部口徑大小，還必須根據黑竹材的中空特性，實現“套中套”設計，合金套件不能中空，而是內空環，對中空的`黑竹內外施力抱住，全面提高黑竹家具結構的穩定性[4]。
4.2多功能設計
傳統黑竹家具的結構單一，無法實現多功能設計，引用新型連接件實現黑竹家具多種功能。重新設計黑竹家具的結構，盡量使其輕便靈巧。在對黑竹家具進行造型設計的過程中切忌外形夸張，盡量突出材料美、結構美，設定兩種功能以下，功能過多，對結構的要求越高，相對成本也越高，耐久年限也不長，從而造成質量問題[5]。在滿足消費者的審美價值觀的前提下，實現藝術與技術統一。傳統的黑竹家具體積大、擺放不靈活等缺點，使黑竹家具往功能多樣性，綜合性方向發展。黑竹家具可以通過鉸鏈等五金件的融合實現可折疊，極大加強了其功能性。通過折疊，黑竹家具有兩種或兩種以上的功能，主要把結構設計得靈動一些，同時還可以結合可拆卸的手法，既有多功能，還可以方便運輸和收納。
4.3新型五金連接件開發
在黑竹家具竹壁中嵌入帶膨脹頭的魚嘴螺栓、活動閥螺釘和橡膠套塞等，實現兩個黑竹部件的連接，這就叫做圓頭魚嘴螺栓連接。操作方式是通過調節活動閥螺栓使橡膠螺栓在黑竹內壁膨脹抓緊，達到緊固的目的。主要在黑竹家具核心骨架中相互垂直的零部件間的連接。魚嘴螺栓有四種連接件：圓頭魚嘴螺栓連接件、凹型魚嘴螺栓連接件、橡膠膨脹頭螺栓連接件、螺旋式橡膠頭螺栓連接件。圓頭魚嘴螺栓連接件的主要結構有唇口、端口的橡膠螺栓，唇口在前，橡膠螺栓在后，端口在螺釘旋進作用下脹緊，在脹緊的過程中摩擦力迅速產生，使兩個黑竹零部件連接牢固；凹型魚嘴螺栓連接件和圓頭魚嘴螺栓連接件外形及功能接近，主要區別于橡膠端，前者端口是圓形，而后者端口略有凹進，凹型魚嘴螺栓連接件相比圓頭魚嘴螺栓連接件，其產生的摩擦力略大；螺旋式橡膠頭螺栓連接件的主要結構組成有：唇口、螺母或擋環膨脹螺栓，唇口在前，螺母在后，中間兩條塑料膨脹頭呈平行條狀排布。當要連接兩個黑竹零部件時，旋進螺釘，會向左右兩側施力，兩條塑料條向外膨脹，塑料條緊抵黑竹壁的內側，從而達到連接兩個黑竹零部件的目的；螺旋式橡膠頭螺栓連接件主要結構組成有：前端唇口、末端螺母或橡膠螺栓、中部螺紋狀的膠條，運作模式和橡膠膨脹頭螺栓連接件接近，當螺釘向里旋進的時候，螺紋膠條開始扭轉、膨脹，并牢牢抵住黑竹內側，達到連接兩零部件的目的[6-7]。
5.結語
探索黑竹家具的結構創新設計，要以黑竹家具本身的材料特性、人文特性、功能特性為出發點，并考慮現有的技術條件，去對黑竹家具結構進行創新設計。傳統黑竹家具的制造工藝水平有限，但也有很多可取之處。基于目前的黑竹家具設計制造基礎，對新型材料融入黑竹家具結構設計進行思考，揚長避短，充分發揮出黑竹的材料特性，倡導利用綠色環保材、速生材，緩解目前木材短缺的壓力，保護森林資源。
作者:劉歡 單位:廣東白云學院
參考文獻：
[1]趙潔.黑竹家具創新設計研究[J].包裝工程,2014,(09):47-49.
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[3]張仲鳳.家具結構設計[M].北京:機械工業出版社,2012.
[4]陶振平,張仲鳳.淺析明清古典重組竹家具雕刻工藝[J].家具與室內裝飾,2014,(05):120-121.
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[7]李靜.現代竹家具情感化設計研究[J].家具與室內裝飾,2015,(01):38-39.
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