——竹材原态仿生重组机理及技术装备
竹材原态仿生重组机理及技术装备
Mechanism and technical equipment of bamboo bionic recombining in original status (BBROS)
竹材原态仿生重组是仿生学运用在竹材加工领域中的一种新的高效利用形式,在新型建筑材料制造中具有广泛应用,但此前基础机理和技术装备尚未开展系统研究。
在国家自然科学基金项目(批准号:31470582)的资助下,北京林机所傅万四研究员、周建波副研究员带领的团队在国内首次提出竹材原态仿生重组的理念,深入研究竹材原态仿生重组材的重组胶合及关联力学性能,是竹材原态仿生重组材在竹材加工领域深入发展及产业化推广应用的关键。本项目深入研究了竹材原态仿生重组单元的力学特性及失效形式,获得了影响重组单元力学性能的关键因子,对竹材原态仿生重组材胶层进行了应力和应变分析,研究了竹材原态仿生重组材在湿热环境下的力学性质,开发了竹材原态仿生重组材的冷压热固成型工艺,为竹材原态仿生重组材产业化推广提供技术支撑。
项目开发加工的竹片最大程度保留竹材原态特性,与常规竹材矩形单元重组相比,提高竹材利用率1.5~2倍,竹材一次性重组厚度≥ 40 mm,是矩形竹片重组2倍以上,施胶量减少20%以上。竹材弧形原态等曲率层积材静曲强度(平行)为140 MPa,弹性模量(平行)为5800 MPa,胶合强度为96 MPa,最大程度保留了竹材原生态物理力学和美观结构,实现了亲自然加工。
项目实现了专利成果转化,在福建、湖南建设了竹材弧形原态等曲率层积材生产线。本项目引领竹材原态重组技术、竹材高效利用、低碳经济型竹材工业新体系发展,特色鲜明,带动了广大竹产区经济的发展,实现了竹材原态利用的升级,在林产工业升级中发挥了重大作用。相关研究成果发表在Wood Research、BioResources等期刊。
中国林科院科技处 2021-02-01