1、前言

鋼琴制造對(duì)木材的含水率要求很嚴(yán)格。木材是有機(jī)高分子材料，加工過程的含水率變化會(huì)導(dǎo)致外形尺寸的變化。樹木在生長過程中，會(huì)形成生長應(yīng)力，隨著木材水分的逐漸減少，這種生長應(yīng)力會(huì)逐漸消失。但如果水分減少的速度過快，會(huì)在木材內(nèi)部產(chǎn)生含水率梯度，即干燥應(yīng)力，這會(huì)造成加工過程中出現(xiàn)開膠和粘合黑線等質(zhì)量問題。所以鋼琴用材的處理，尤其是云杉，過去一直主張使用自然干燥并長期貯存。但隨著樂器工業(yè)化的發(fā)展，鋼琴產(chǎn)量越來越大，木材的耗用也越來越多，單純的自然干燥，周期長、占用場地大，不能滿足生產(chǎn)要求，而且自然干燥的最終含水率會(huì)受各地的木材平衡含水率限制，因此我們改變了木材的處理方法。云杉的處理主要采用自然干燥與窯干聯(lián)合的干燥處理方法。

2、自然干燥

自然干燥的原理：云杉板堆在棚舍中，利用受太陽輻射加熱的自然風(fēng)作為干燥介質(zhì)，使木材的水分逐漸排出最終達(dá)到當(dāng)?shù)氐哪静钠骄?。自然干燥工藝簡單，但受自然條件——空氣的濕度、溫度與風(fēng)速的制約，人為調(diào)節(jié)難。各地的木材平均含水率不同，我國南、北、東、西的四城市的木材平均含水率如表1所示，從表1中可以看出不同月份的木材的含水率不同，自然干燥后云杉所能達(dá)到的最終含水率也不同，只能達(dá)到當(dāng)?shù)氐哪静钠骄省?o:p>

自然干燥的處理要求如下：a)棚舍要求排水及通風(fēng)良好，地面要求平整或略有傾斜，四周無高層建筑，否則會(huì)影響材堆的內(nèi)部通風(fēng)，致使木材干燥變慢，易產(chǎn)生菌害。b)不同材種、厚度規(guī)格分類堆放，標(biāo)明日期，以便定期翻堆，使含水率均勻。c)堆積方法采用平堆法，要求將兩端隔條靠近板材端面，端面用涂料或蠟涂抹，防止開裂。d)如果堆積前，板材較濕且當(dāng)時(shí)的木材平均含水率較高，需要對(duì)板材用防腐劑處理，防止云杉板材變色。自然干燥的頭一個(gè)月內(nèi)，不論任何季節(jié)，干燥的速度都較快，但在后幾個(gè)月中則受季節(jié)影響較大。實(shí)踐表明，厚度2—4cm的魚鱗云杉，由初含水率60%干燥到20%，二季度需要43天左右，在四季度需要26天左右，干燥速度受板材厚度的影響。對(duì)于云杉板我們選擇較長時(shí)間（一年）的自然干燥處理，這是由于木材經(jīng)過一年的由濕到干，又由干到濕，再由濕到干的反復(fù)吸濕－解吸循環(huán)作用，有利于釋放木材的生長應(yīng)力以及干縮濕脹變形產(chǎn)生的應(yīng)力，保持穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。

3、窯干處理工藝

3.1第一次干燥處理：較薄的板材在強(qiáng)制窯干時(shí)不容易發(fā)生干燥缺陷。第一次干燥之前，對(duì)云杉板材進(jìn)行再鋸剖為薄的板材，自然干燥后對(duì)云杉板材再鋸剖可減少因干燥不均勻產(chǎn)生的應(yīng)力而引起的彎曲變形。第一次干燥窯強(qiáng)制干燥處理，采用計(jì)算機(jī)控制的蒸汽加熱干燥窯進(jìn)行，選擇連續(xù)升溫干燥基準(zhǔn)，目的控制云杉板含水率達(dá)到6%以下。因云杉板經(jīng)過自然干燥后，含水率基本在15%以下，為減少強(qiáng)制干燥產(chǎn)生的干縮應(yīng)力，一般采用較低的干球溫度，第一次干燥處理時(shí)干球溫度不宜超過85℃。該法具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)、溫濕度容易控制和調(diào)節(jié)，干燥質(zhì)量有保證。

(2)、工藝成熟，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行全自動(dòng)控制。

(3)、較低溫度干燥處理，產(chǎn)生的干縮應(yīng)力較弱。

3.2 第二次干燥處理：云杉板經(jīng)過窯干處理后，靜置二個(gè)月以上，平衡云杉板干燥過程中的含水率及干燥剩余應(yīng)力，使云杉板更加穩(wěn)定。靜置結(jié)束后可投入執(zhí)料，按木材的紋理、顏色選擇相近的板材進(jìn)行配套。由于廣州普遍比較潮濕，大氣的平均含水率較高通常在12%以上，見表一。經(jīng)過靜置期和執(zhí)料期的放置后，云杉會(huì)有一定程度的吸濕。因此需要在執(zhí)料完成后，二次干燥處理來降低云杉板的含水率。二次處理選用波動(dòng)干燥基準(zhǔn)，利用升溫－降溫－升溫處理方式降低含水率，避免配套后的云杉板材在二次處理過程中開裂可能性，而且處理完成前需要做釋放干燥應(yīng)力的熱濕平衡處理，這非常重要。

二次干燥處理作用有：a)可以使木材的微毛細(xì)管系統(tǒng)內(nèi)的空隙被透進(jìn)來的空氣占據(jù)，阻礙木材對(duì)水分的吸收，從而控制云杉的含水率，解決材料在靜置和配料過程中含水率回彈的問題；b)云杉在二次干燥后可以使吸收水分的羥基借副價(jià)鍵直接相連，使大部分羥基相互飽和而減少木材對(duì)水分的吸著，使云杉板的穩(wěn)定性增加。部件從材料投入加工到鋼琴成品至少需要經(jīng)過多個(gè)工序及較長時(shí)間的加工，為防止云杉在加工中吸濕，必須對(duì)生產(chǎn)車間的環(huán)境加以控制，減少云杉暴露在較高平均含水率的大氣中的時(shí)間。