我國屬于少林國家，人均占有木材量遠(yuǎn)低于世界平均水平。隨著森林結(jié)構(gòu)的變化，原始森林所提供的大徑級木材愈來愈少，人工林、間伐林和速生豐產(chǎn)林提供的幼齡材、小徑木越來越多。在這種情況下，改良木材的某些特性，提高木材的使用價值顯得尤為重要。壓縮木技術(shù)即可以使材質(zhì)輕軟、密度較低、加工工藝性能差的木材在物理力學(xué)性能方面得到較大的改善。

    一．關(guān)于壓縮木

    1）定義

    壓縮木是木材經(jīng)過一定的溫度和壓力加工處理后，產(chǎn)生的一種質(zhì)地堅硬、密度大和強(qiáng)度高的強(qiáng)化處理材料。木材經(jīng)壓縮密實后，其組織構(gòu)造、物理力學(xué)性質(zhì)都發(fā)生了重大變化——力學(xué)強(qiáng)度增強(qiáng)，變形很小，耐磨性、耐久性好，從而有效地改善了木材的性能，提高了木材的利用價值。

    2）機(jī)理

    木材是一種多孔的生物材料，其細(xì)胞壁呈圓形，首尾相連形成細(xì)管狀，細(xì)管適應(yīng)樹干長度，即成軸向的。這些管狀細(xì)胞的直徑約為0．01-0．5毫米之間，某些管狀細(xì)胞在樹干中就像車輪一樣，呈放射狀。這些管狀細(xì)胞或纖維是樹的水分輸送系統(tǒng)，與其他類型的細(xì)胞一起為樹干提供強(qiáng)度。當(dāng)一塊濕木樣品被加熱到攝氏100度時，它會變得柔軟，并可以彎曲，其彎曲兩端外側(cè)可以拉長2%，保持纖維不被破壞。另一方面，在纖維不擠在一起的情況下，彎曲兩端的內(nèi)側(cè)可以壓縮35%。根據(jù)這一特性，對木材進(jìn)行不同的預(yù)處理及不同的壓縮工藝就可以得到不同性能的壓縮木。

    經(jīng)過壓縮的硬木，如梣木(白蠟樹)、櫸木、黑櫻桃木、榆木、硬槭木、絲柏木、橡木、北方紅橡木和胡桃木等，都可根據(jù)需要制造出不同規(guī)格產(chǎn)品。

    3）壓縮木的種類

    壓縮木會根據(jù)不同的使用要求，在壓縮前對木材進(jìn)行不同的預(yù)處理。如水熱處理、藥物處理、金屬化處理、浸漬樹脂處理和微波加熱處理等，與之相對應(yīng)則產(chǎn)生了普通壓縮木、藥物壓縮木、金屬化壓縮木、表面壓密材和壓縮整形木等壓縮木種類。

    二．壓縮木制造的方式方法

    早在20世紀(jì)初德國和美國就有了木材壓縮產(chǎn)品和關(guān)于制造壓縮木的專利。前蘇聯(lián)在1932年已經(jīng)制定出爐中加熱壓縮法（簡稱干法）和蒸煮壓縮法（簡稱濕法）工藝；我國在上世紀(jì)50年代末和60年代初也曾研制出煤礦用壓縮木錨桿和紡織用壓縮木木梭；70年代，印度研究用其國產(chǎn)17種樹種經(jīng)壓縮后代替進(jìn)口的鵝耳櫪(Carpinus)制造織布機(jī)木梭。自上世紀(jì)90年代以來，隨著世界木材工業(yè)的迅速發(fā)展，各國學(xué)者在前人研究的基礎(chǔ)上將木材的壓縮及其變形固定的研究推向一個新的高度，為使壓縮木材成為一種實用的工業(yè)化加工技術(shù)奠定了良好的基礎(chǔ)。

    木材目前的壓縮方法主要有平壓、輥壓和靜水壓等，其中主要采用的是單軸平壓。

    1）多軸壓縮

    一般是雙軸方向施壓使木材壓縮變形，也有的采用雙軸壓縮使原木壓縮成方材。后者由于原木外側(cè)被壓成方材的表面，所以原木表面變成了弦切紋理，即使是小徑材也很不易看見節(jié)子，并且沒有背裂，加工時的噪聲和粉塵都很少。

    2）部分壓縮

    一種是靠壓縮方向使變形產(chǎn)生傾斜，另一種是靠壓縮面受壓使變形擴(kuò)展。前者加大鋸材表面的含水率后，高溫加壓成表層壓密木材。此法適合地板、墻體材等要求改善木材表面物理特性的加工。后者進(jìn)行模壓使各種花紋壓在木材表面，磨光后再現(xiàn)木材年輪狀花紋，若吸些水使壓縮部分稍有回彈，則可呈雕刻狀。

    3）輥壓法

    這種方法是將木材從兩個金屬輥間通過受壓，使受壓木材的局部逐漸變形。裝置需要的負(fù)載小，可連續(xù)施壓，是將來有望普及的壓縮變形方式。

    4）靜水壓

    木材放在耐壓容器內(nèi)加大靜水壓，使木材壓縮變形。帶皮原木采用此法處理，外側(cè)受到局部壓縮就成了“鑲上皺紋”狀的原木。此法因不能按設(shè)計進(jìn)行，所以不適合批量加工，但可以作為工藝品加工，如帶花紋的柱子。

    5）壓縮木新技術(shù)

    丹麥新發(fā)明的壓縮木生產(chǎn)技術(shù)設(shè)備，具有加工時間縮短、加工過程可控、原材料損耗小和產(chǎn)品制造靈活等優(yōu)點。據(jù)了解，經(jīng)過此設(shè)備壓縮的木料與傳統(tǒng)的受蒸汽作用彎曲的木料一樣，具有同樣的機(jī)械性能和濕度指標(biāo)。值得一提的是，經(jīng)壓縮后的木料在冷卻以后還可進(jìn)行多面彎曲，并且彎曲半徑可達(dá)到很小，壓縮后的木料可用一般性的塑料薄膜經(jīng)過真空包裝后，一直儲藏到下一步的加工，而木料會保持和壓縮前相同的強(qiáng)度，儲藏期可長達(dá)6個月以上。另外，這種加工處理只需非常簡單的工夾具，改變了傳統(tǒng)的蒸汽彎曲技術(shù)加工家具部件時，需要在彎曲外側(cè)使用鋼帶以防止木材纖維斷裂的工序，從而降低了工效和損耗。

    三．壓縮木對木材性能的改進(jìn)及其應(yīng)用

    要想充分地利用壓縮木資源，了解壓縮木對木材性能產(chǎn)生的改變是很有必要的。

    1）木材的表面物理性能得到提高

    壓縮處理的直接后果就是使木材的密度加大，從而使木表硬度和耐磨性等表面物理性能得到了極大的提高。這種表面硬度性能極強(qiáng)的壓縮木可以將軟質(zhì)速生人工林代替硬質(zhì)闊葉材使用。比如，壓縮木用在弦樂器上，可取代紅木等昂貴樹種做背板，不但品質(zhì)更好，而且成本可降低十幾倍，促進(jìn)了民樂器的普及。

    在日本，一些企業(yè)都在積極利用壓縮技術(shù)開發(fā)地板材料，市場上已有山毛櫸和櫟木壓密地板銷售。另外，壓密單板木塑化技術(shù)、水蒸氣預(yù)處理壓密單板插入裝飾板和基材之間的地板等也在研制。

    2）提高了木材的強(qiáng)度性能

    壓縮木在使木材密度增加的同時，彎曲彈性模量和彎曲強(qiáng)度等強(qiáng)度性能也都能得到提高。因此，壓縮木可以作為住宅內(nèi)樓梯扶手、家具的腿、框架、各種工藝品、裝飾家具、各種工具類的手柄和圖章料等要求高強(qiáng)度性能的材料。木材經(jīng)壓縮密實后，其組織構(gòu)造和物理力學(xué)性質(zhì)都發(fā)生了重大變化，力學(xué)強(qiáng)度增強(qiáng)，變形很小，耐磨性和耐久性更好，也是一種很好的雕刻材料。

    3）裝飾性、加工性的提高

    木材經(jīng)過壓縮密化后，木材的重量感和硬度感顯著增強(qiáng)，加熱等處理過程又使木材本身的色澤產(chǎn)生了變化，增強(qiáng)了材料的高檔感。因此，壓縮木可以作為昂貴而稀缺的黑檀、紫檀等高級木材的替代材料。不僅如此，原木經(jīng)過壓縮整形后，年輪、木射線的形狀和間距將隨著各個方向壓縮程度的不同，壓縮時樹皮的存在與否而產(chǎn)生很大變化。如果用于刨切，可產(chǎn)生出各種各樣具有不同紋理花紋的薄木，所以壓縮整形木還可用來制造薄木，用于木材表面裝飾中。

    另外，木材本來是不均質(zhì)的材料，經(jīng)壓密處理使材質(zhì)變得均勻，更易于切削加工、雕刻和微細(xì)加工和飾面加工等。

    四．壓縮木的發(fā)展前景與展望

    由于壓縮木不同于金屬材料，因為年輪、細(xì)胞結(jié)構(gòu)材質(zhì)不均勻，溫度、水分都將使其變形產(chǎn)生明顯的變化，而且它不易順纖維方向壓長，所以對木材的顯著變形有待進(jìn)行深入研究。

    21世紀(jì)的人類更加關(guān)注自身的健康和生存的環(huán)境，可以預(yù)測，未來高效率、高質(zhì)量地生產(chǎn)壓縮木的短周期生產(chǎn)工藝和設(shè)備的開發(fā)，以及綠色環(huán)保產(chǎn)品的生產(chǎn)，將是壓縮木發(fā)展的方向。