摘  要：中國(guó)竹林資源豐富，竹文化底蘊(yùn)深厚，竹材優(yōu)異的柔韌性使竹彎曲家具別具特色，是一種理想的家具材料。竹彎曲家具是指以竹制彎曲件為主要構(gòu)件的一類(lèi)家具，具有造型獨(dú)特、結(jié)構(gòu)穩(wěn)固等優(yōu)點(diǎn)，其發(fā)展?jié)M足了人們對(duì)個(gè)性化家具的需求。不同的竹彎曲家具擁有各自的特點(diǎn)，按照竹制構(gòu)件材料及彎曲工藝可以分為圓竹彎曲家具、竹材加壓彎曲家具、竹材膠合彎曲家具和竹材鋸制彎曲家具。通過(guò)對(duì)竹彎曲家具的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)以及加工方式等進(jìn)行調(diào)研，對(duì)竹彎曲家具的發(fā)展現(xiàn)狀及問(wèn)題進(jìn)行分析，歸納總結(jié)竹彎曲家具材料利用率低、設(shè)計(jì)缺乏創(chuàng)新性、生產(chǎn)機(jī)械化程度低等問(wèn)題，并提出相應(yīng)的建議，以期助力竹彎曲家具更好發(fā)展。

關(guān)鍵詞：竹家具；彎曲工藝；彎曲構(gòu)件；發(fā)展建議

目前，我國(guó)木材資源日益緊缺，但竹材資源豐富，全國(guó)竹林面積641.16hm2，約占世界竹林面積三分之一。人們熱愛(ài)天然紋理，而且竹材生長(zhǎng)周期短，低碳環(huán)保，是速生型的可再生資源，使用竹材有助于減少高耗能產(chǎn)業(yè)的比重，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，助力實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和。竹材具有材質(zhì)堅(jiān)韌、易加工、強(qiáng)度高、裝飾性好等很多優(yōu)良性能，這些特點(diǎn)使竹子成為理想的材料，廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，包括建筑材料、紙漿和紙張、生物質(zhì)能等。竹家具是指以竹材為主要材料加工制成的家具，在家具市場(chǎng)上也受到喜愛(ài)。與木材相比，竹材順紋彎曲性有較大優(yōu)勢(shì)，這種重要的力學(xué)性能決定竹材更適合彎曲的造型。通過(guò)了解并研究竹彎曲家具中的不同類(lèi)型、結(jié)構(gòu)和工藝，利于其充分發(fā)揮竹材的優(yōu)勢(shì)，有助于竹彎曲家具的發(fā)展。

1、竹材結(jié)構(gòu)與彎曲力學(xué)性能特點(diǎn)

竹材是竹子砍伐后除去枝條的主干，又稱(chēng)竹稈，是制作家具使用的主要材料。在竹稈內(nèi)，維管束的形狀大小和分布呈規(guī)律性變化。竹壁徑向上，竹青部位維管束分布密集且尺寸較小，竹黃部位分布稀疏且尺寸較大，從竹黃到竹青維管束分布密度呈逐漸過(guò)渡的狀態(tài)。竹稈縱向上，由竹稈的基部至梢部，維管束數(shù)量和尺寸均逐漸減小。竹子基本組織由2種薄壁細(xì)胞組成：垂直的長(zhǎng)形細(xì)胞和分散在其中的短細(xì)胞。長(zhǎng)細(xì)胞的胞壁較厚，在竹稈成熟過(guò)程中逐漸死亡并木質(zhì)化；短細(xì)胞則長(zhǎng)期保持生活狀態(tài)，直至竹稈死亡。竹稈縱向上，基部的基本組織細(xì)胞較短，往上漸增，至梢部最長(zhǎng)；竹壁徑向上，竹青處最短，竹黃處次之，中部的最長(zhǎng)?；窘M織的細(xì)胞直徑在基部較大，中、梢部的則較小；在竹青處較小，竹黃處較大。

竹材的彎曲性能與竹齡、密度、海拔、含水率等因素息息相關(guān)。隨著竹齡的增加竹材的彎曲性能呈增大的趨勢(shì)，尤其3年生竹材與2年生竹材相比差異顯著，3年生后的竹材差異不大。竹材的彎曲性能隨著密度、海拔高度的增加相應(yīng)增加，隨著含水率的增加而減小。如今，對(duì)竹材彎曲性能的研究逐漸向微觀層次發(fā)展，竹材中維管束和薄壁基本組織幾乎決定了竹材的力學(xué)性能。在竹材中，竹纖維拉伸性能好，明顯優(yōu)于其他木纖維；薄壁基本組織具有較好的壓縮變形能力，二者相結(jié)合是竹材優(yōu)異彎曲性能的根本原因。竹材因微觀結(jié)構(gòu)可被視為功能梯度材料，其節(jié)間彎曲性能也呈現(xiàn)梯度變化。在徑向上，靠近竹青處彎曲性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出靠近竹黃處，在中間部分逐漸過(guò)渡；沿縱向上，竹稈的彎曲均是隨著高度的增加而逐漸增大。竹節(jié)處因?yàn)榫S管束彎曲、分叉形成復(fù)雜的相互纏繞結(jié)構(gòu)，竹節(jié)處的彎曲性能大于節(jié)間處的竹材。

2、竹彎曲家具類(lèi)型

竹彎曲家具是指以竹制彎曲件為主要構(gòu)件的一類(lèi)家具。按照竹制構(gòu)件材料及彎曲工藝可以分為圓竹彎曲家具、竹材加壓彎曲家具、竹材膠合彎曲家具和竹材鋸制彎曲家具。

2.1 圓竹彎曲家具

圓竹彎曲家具主要是指將圓竹竹筒通過(guò)加熱或開(kāi)槽彎曲而制成的一類(lèi)曲線形家具（圖1）。圓竹家具是我國(guó)主要的傳統(tǒng)竹制家具，如今市面上常見(jiàn)的圓竹家具基本上都有彎曲形式的出現(xiàn)。圓竹家具彎曲構(gòu)件的接合方式常使用包接、榫接、并接等，采用此類(lèi)接合方式的家具框架受力性能良好。Soba竹家具（圖1c）重新詮釋了傳統(tǒng)圓竹家具，運(yùn)用了開(kāi)槽彎曲這種方式，而且在其中巧妙地加入了扭轉(zhuǎn)構(gòu)造，制作出質(zhì)感獨(dú)特、結(jié)構(gòu)穩(wěn)固的圓竹彎曲家具。

圖1  圓竹彎曲家具

Fig. 1  Raw bamboo bending furniture

2.2 竹材加壓彎曲家具

竹材加壓彎曲家具是指通過(guò)加壓的方法將竹條、竹展平板、竹單板、竹篾、竹絲等直線形的材料制備成曲線形構(gòu)件，進(jìn)而組裝而成的一類(lèi)家具。例如：采用竹條加壓彎曲而成曲線形的構(gòu)件組裝成的椅子（圖2）。

竹材加壓彎曲家具可使用較小的加工單元，如竹片、竹條等，展現(xiàn)出竹材天然的紋理特征和物理特性，主要通過(guò)榫接合和各種五金連接件進(jìn)行連接。由Jin設(shè)計(jì)制作的IndigoDyedChairn（圖2b），竹條靠背及織物坐墊使椅子看起來(lái)與眾不同，更加符合現(xiàn)代審美追求。臺(tái)灣設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)的FLOW竹椅（圖2c），它使用了形態(tài)各異的竹條，形成了獨(dú)特的造型。

圖2  竹材加壓彎曲家具

Fig. 2  Bamboo pressed bending furniture

2.3 竹材膠合彎曲家具

竹材膠合彎曲家具是指利用竹條、竹單板、竹展平板、竹篾、竹絲等材料，通過(guò)多層膠合彎曲工藝制成的家具。如圖3所示為采用竹條在蒸汽加熱的條件下通過(guò)膠合彎曲工藝制備而成的書(shū)架和椅子。竹材膠合彎曲家具在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上既可以使用傳統(tǒng)的榫卯結(jié)構(gòu)進(jìn)行接合，也可以使用各類(lèi)連接件，具有拆裝方便、易于運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，部分加工工藝與木質(zhì)膠合彎曲家具類(lèi)似。如圖3c所示為椅巴適，石大宇設(shè)計(jì)的竹椅，可以看作是向柯布西耶躺椅（LC4）致敬，整體造型體現(xiàn)出結(jié)構(gòu)美和功能美。如圖3d所示為Sagano竹家具，設(shè)計(jì)師利用竹片卷出合適的造型，將其組合在一起，充分利用了竹材的彎曲性能，展現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的設(shè)計(jì)理念。

圖3  竹材膠合彎曲家具

Fig. 3  Bamboo glue-laminated bending furniture

2.4 竹材鋸制彎曲家具

竹材鋸制彎曲家具是將竹集成材、竹重組材或竹展平材通過(guò)細(xì)木工帶鋸或線鋸鋸切成曲線形的毛料，再經(jīng)過(guò)銑削而成的一類(lèi)曲線形家具。如圖4所示是將竹集成材鋸切和銑削成曲線形構(gòu)件，再組裝而成的竹彎曲家具。鋸截彎曲方法雖然簡(jiǎn)單，但由于操作過(guò)程中竹材的大量纖維將被截?cái)?，所以只能用于曲率較小的零部件的制作。設(shè)計(jì)中較為復(fù)雜的彎曲構(gòu)件，需分段鋸制，然后再進(jìn)行拼接。拼接方式有斜接、榫接等，如果采用平頭對(duì)接，需要輔以圓棒榫，用以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。如圖4b所示的茶幾腿部分為8段分別鋸制，再將彎曲件與其他零件拼接，腿部圓潤(rùn)的造型，支撐穩(wěn)固，可以更好地承重。

圖4  竹材鋸制彎曲家具

Fig. 4  Bamboo saw bending furniture

3、竹制彎曲構(gòu)件加工工藝

3.1 圓竹彎曲構(gòu)件加工工藝

圓竹彎曲構(gòu)件的加工具有十分悠久的歷史，主要有2種形式：直接加熱彎曲法和開(kāi)槽彎曲法。近些年，也有學(xué)者提出工業(yè)化干燥彎曲定型一體化的方法。

3.1.1 直接加熱彎曲

直接加熱彎曲適合口徑較小的竹彎曲件的加工，火烤加熱是歷史最悠久的加工方式之一。圓竹在進(jìn)行彎曲前需校直，有時(shí)需打通竹隔，再灌入金剛砂，以防圓竹受熱過(guò)程中腔體內(nèi)熱空氣受熱膨脹破壞圓竹，同時(shí)在彎曲時(shí)內(nèi)彎竹壁不易被壓潰。加熱時(shí)，應(yīng)使彎曲部位的凸面受熱，待需要彎曲的部位用火烤出竹油時(shí)，再緩慢用力彎曲到位，并立即用冷水降溫定型。

3.1.2 開(kāi)槽彎曲

開(kāi)槽彎曲主要有以下3種方式：并竹彎曲、方折彎曲和開(kāi)三角槽彎曲，如表1所示。

表1  開(kāi)槽彎曲

Table 1  Bamboo culm bending by making slot

3.1.3 干燥彎曲一體化

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的圓竹家具彎曲構(gòu)件的制作方法已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代家具行業(yè)發(fā)展的要求，對(duì)于圓竹家具組成的不同單元或構(gòu)件的形狀要求，采用工業(yè)處理罐進(jìn)行干燥和改性處理，同時(shí)在處理罐內(nèi)架設(shè)處理工作臺(tái)等，對(duì)圓竹材進(jìn)行直線、彎曲件預(yù)制處理、定型，加工預(yù)制構(gòu)件，并將加工好的標(biāo)準(zhǔn)件倉(cāng)儲(chǔ)等，已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢(shì)，而且也是實(shí)現(xiàn)圓竹家具標(biāo)準(zhǔn)化、系列化生產(chǎn)的必要條件。

3.2 竹材彎曲構(gòu)件加工工藝

3.2.1 加壓彎曲

加壓彎曲是指將竹條、竹展平板、竹單板、竹篾、竹絲等直線形材料通過(guò)軟化處理之后用模具進(jìn)行縱向彎曲，再將彎曲后的異型單元，利用螺栓、榫卯和膠等方式連接構(gòu)成零部件。膠合彎曲是加壓彎曲中十分特殊的一種，是將一疊涂過(guò)膠的竹條、竹單板、竹展平板、竹篾、竹絲等材料按要求配成一定厚度的板坯，然后放在特定的模具中加壓彎曲、膠合成型而制成各種曲線形零部件的一系列加工過(guò)程。加壓彎曲構(gòu)件的加工分為軟化處理、上模彎曲及干燥定型3個(gè)過(guò)程。膠合彎曲的加工增加了涂膠組坯這一過(guò)程，如圖5所示。

圖5  加壓彎曲

Fig. 5  The process of pressed bending

3.2.2 鋸制彎曲

鋸制彎曲是將竹集成材、竹重組材和竹展平板等通過(guò)細(xì)木工帶鋸或線鋸鋸切成曲線形的毛料，再使用雕刻機(jī)銑削成零部件。鋸制彎曲操作簡(jiǎn)單，但是因?yàn)殇徶茝澢写蟛糠种窭w維被切割，所以鋸制彎曲構(gòu)件強(qiáng)度較小。

4、竹彎曲家具存在問(wèn)題及建議

4.1 家具材料

（1）竹材資源豐富，但目前用來(lái)制備圓竹家具的竹種只有少數(shù)幾種，如毛竹、紅竹、水竹、筇竹等。隨著加工技術(shù)的發(fā)展和家具造型的變化，需開(kāi)發(fā)更多適宜圓竹彎曲家具的竹種，尤其是小徑竹。

（2）竹材加壓彎曲構(gòu)件的原料主要是毛竹，加壓彎曲對(duì)于竹材的材性要求較高，并非所有毛竹都適合通過(guò)加壓彎曲制備彎曲構(gòu)件。因此，需對(duì)毛竹結(jié)構(gòu)及性能進(jìn)行分級(jí)，并建立其與加壓彎曲工藝的內(nèi)在關(guān)系，實(shí)現(xiàn)原材料的精準(zhǔn)選擇，提高材料利用率及彎曲構(gòu)件品質(zhì)。

4.2 家具設(shè)計(jì)

（1）圓竹彎曲家具構(gòu)件連接形式復(fù)雜，自行安裝具有一定難度，安裝后運(yùn)輸則增加了成本，在保留圓竹彎曲家具特色的同時(shí)，將復(fù)雜結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化有很大的必要性。通過(guò)引進(jìn)不同材料，借鑒其他家具連接方式，設(shè)計(jì)可拆裝結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)。

（2）竹彎曲家具材料單一，通常整件家具都有竹材，在設(shè)計(jì)過(guò)程中利用竹材優(yōu)異的柔韌性制備彎曲構(gòu)件的同時(shí)，也可以與其他材料如木材、金屬、玻璃、紡織品、皮革等進(jìn)行混搭，能夠體現(xiàn)竹彎曲家具的魅力，增加其風(fēng)格多樣性。

（3）竹彎曲家具功能性單一，現(xiàn)代家具應(yīng)滿(mǎn)足多功能性，多種使用功能不僅滿(mǎn)足消費(fèi)者的使用需求，而且可以增加家具本身的價(jià)值。根據(jù)需求改變?cè)煨?，利用基礎(chǔ)構(gòu)件進(jìn)行不同的組合，擁有多樣化功能的竹彎曲家具將得到更多消費(fèi)者的喜愛(ài)。

（4）竹彎曲家具缺乏創(chuàng)新的造型設(shè)計(jì)，與木制家具的重復(fù)率較高，應(yīng)結(jié)合市場(chǎng)和目標(biāo)客戶(hù)，在加工工藝的基礎(chǔ)上結(jié)合竹材的優(yōu)勢(shì)對(duì)其結(jié)構(gòu)和造型進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。創(chuàng)造具有中國(guó)文化標(biāo)簽的竹家具產(chǎn)品，從而讓中國(guó)的竹家具設(shè)計(jì)能歷久彌新，散發(fā)中國(guó)魅力。

4.3 制造工藝

（1）圓竹彎曲家具機(jī)械化程度低，多數(shù)是手工操作，需要耗費(fèi)大量人力。專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)圓竹彎曲家具的企業(yè)少，規(guī)模小，只有一些基礎(chǔ)設(shè)備，專(zhuān)用的手工工具雖成本低卻限制了生產(chǎn)效率的提高，產(chǎn)品質(zhì)量也不夠穩(wěn)定。因此，需要開(kāi)發(fā)適合的機(jī)械設(shè)備，向機(jī)械化、一體化的加工模式轉(zhuǎn)變，最終實(shí)現(xiàn)彎曲構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的生產(chǎn)。

（2）加壓彎曲和鋸制彎曲的加工技術(shù)需要繼續(xù)發(fā)展，竹彎曲家具與木家具彎曲工藝過(guò)程相似又有不同，可結(jié)合竹材本身的結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)，借鑒學(xué)習(xí)彎曲木制品的工藝過(guò)程及優(yōu)勢(shì)，發(fā)展適合竹材彎曲構(gòu)件的加工技術(shù)，進(jìn)一步促進(jìn)竹材彎曲家具產(chǎn)業(yè)規(guī)模，擴(kuò)大市場(chǎng)，形成良性循環(huán)。

5、結(jié)  語(yǔ)

在現(xiàn)代家具市場(chǎng)環(huán)境下，消費(fèi)者的需求個(gè)性化提升，竹家具不僅設(shè)計(jì)符合大眾審美，滿(mǎn)足消費(fèi)者使用需求，同時(shí)竹材生態(tài)環(huán)保，做到了保護(hù)環(huán)境，節(jié)約資源。如今，我國(guó)竹材資源豐富，家具產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，竹彎曲家具受各方面影響，其發(fā)展趨于成熟和完善，在不斷解決材料、工藝問(wèn)題的基礎(chǔ)上，朝著更好的方向發(fā)展。竹彎曲家具發(fā)展越來(lái)越好，在保護(hù)和傳承竹文化的同時(shí)，吸收現(xiàn)代設(shè)計(jì)藝術(shù)，巧妙地將傳統(tǒng)與現(xiàn)代結(jié)合起來(lái)，創(chuàng)造獨(dú)具特色的竹家具。對(duì)竹彎曲家具類(lèi)型、結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)行梳理，并對(duì)其存在的問(wèn)題著重探討，對(duì)竹彎曲家具有全面的認(rèn)識(shí)，以便更好地利用竹材，促進(jìn)竹家具行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。