TRIZ理論在木塑復(fù)合家具中的應(yīng)用
通過調(diào)研發(fā)現(xiàn),市面上的辦公家具以實木、人造板為主要材料,目前將木塑復(fù)合材料應(yīng)用于辦公家具領(lǐng)域的企業(yè)較少。為擴(kuò)大木塑復(fù)合材料在家具領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍,以下以木塑復(fù)合辦公桌的設(shè)計流程為例,討論引入TRIZ理論在木塑復(fù)合家具中的應(yīng)用形式。

1產(chǎn)品規(guī)劃階段
木塑復(fù)合家具的產(chǎn)品設(shè)計階段屬于問題識別的步驟,需要以宏觀的角度確立設(shè)計方案的方向——包括家具功能、應(yīng)用方式等。根據(jù)39個工程參數(shù),將木塑復(fù)合辦公桌的設(shè)計要求分析后發(fā)現(xiàn),需解決NO.13穩(wěn)定性、No.22能量的無效損耗、No.23物質(zhì)的無效損耗、No.34可維修性等技術(shù)沖突問題。因此,問題解決的步驟是需要在方案設(shè)計、技術(shù)設(shè)計及施工設(shè)計階段結(jié)合實際情況解決技術(shù)沖突,最后根據(jù)家具加工的難易程度以及制造成本等可行性評估對方案進(jìn)行概念驗證,以選擇最佳的解決方案。

2方案設(shè)計階段
在問題識別過程中發(fā)現(xiàn),使用者對辦公桌的設(shè)計要求包括實用與易用以及可提高工作效率等,因此,在方案設(shè)計階段需要設(shè)計師及工程師從系統(tǒng)的角度確定家具的造型,突破目前木塑復(fù)合辦公桌的設(shè)計局限。外觀造型則包括色彩、形態(tài)及裝飾等方面。傳統(tǒng)辦公桌線條平直,色彩平淡,以營造嚴(yán)肅、緊迫的氛圍為主。由于成本有限、設(shè)備落后等限制,木塑復(fù)合材料以往僅在原料制備過程中添加著色劑以作為主要著色方式,導(dǎo)致木塑復(fù)合板材的色彩范圍受限。
經(jīng)市場調(diào)查發(fā)現(xiàn),由于木塑復(fù)合家具需求的擴(kuò)大使得該材料染色技術(shù)飛速提升,仿木材的色彩在市場上占多數(shù)?,F(xiàn)國內(nèi)學(xué)者對木塑復(fù)合板材的色彩處理上進(jìn)行了相關(guān)研究,等在高溫高壓條件下,使用分散染料對硫酸酯乙基化改性后的原木粉和聚苯乙烯泡沫塑料進(jìn)行復(fù)合后展開染色研究,發(fā)現(xiàn)在分散染料可有效使木塑復(fù)合粉產(chǎn)生更明艷的色光,并具有較高的耐水洗牢度。使用黑胡桃等3種不同樹種的薄木進(jìn)行貼面處理,發(fā)現(xiàn)使用特種木塑專用膠可獲得較高的表面膠合強(qiáng)度,且貼片處理效果最優(yōu)。因此,為解決木塑復(fù)合材料著色過程中存在的No.13穩(wěn)定性和No.29制造精度的技術(shù)沖突,結(jié)合整體分離原理,可通過對原料進(jìn)行染色處理以及對板材進(jìn)行薄木貼片處理可增強(qiáng)其表面色彩豐富度和實木感,提高木塑復(fù)合辦公家具的美觀度。

3技術(shù)設(shè)計階段
在技術(shù)設(shè)計階段,需要解決家具的連接問題,為解決No.11應(yīng)力/壓強(qiáng)、No.13穩(wěn)定性、No.30作用于對象的外部有害因素等技術(shù)沖突,可根據(jù)條件分離的原理,采用#5組合法、#40復(fù)合材料法原理,復(fù)合兩種或兩種以上的連接方式以彌補(bǔ)各種連接方式的缺陷。如,木塑復(fù)合辦公桌的板材連接設(shè)計上采用膠接與釘連接復(fù)合的方式,可以有效克服膠接可靠性差的缺點,并提高接頭的強(qiáng)度以及復(fù)合材料的穩(wěn)定性。
4施工設(shè)計階段
木塑復(fù)合家具的施工設(shè)計階段是指加工、制造等工藝設(shè)計過程。辦公家具作為與人接觸較為密切的一類家具,其設(shè)計的首要原則即是環(huán)保、綠色。木塑復(fù)合板材是家具制造中必不可少的基本型材,木塑復(fù)合家具能否大力發(fā)展主要取決于企業(yè)是否具備完善的制備木塑復(fù)合板材的技術(shù)。
木塑復(fù)合型材的成型過程是將原料置于擠出機(jī)中,經(jīng)過一定的溫度、剪切和擠壓作用后,使受熱熔融的熱塑性塑料和其他組分混合、塑化,再進(jìn)行擠壓、模壓、注塑成型等方式制造而成的。在問題識別過程中發(fā)現(xiàn),存在木塑復(fù)合板材擠出過程所需的原料量較大、擠出成型的板材寬度有限且密度較大、熱壓成型制備的材料原料分散性較差等問題。因此,木塑復(fù)合型材在成型過程中存在的擠出困難、板材裁剪浪費(fèi)等問題使得木塑復(fù)合家具的發(fā)展受到一定的限制,進(jìn)而導(dǎo)致木塑復(fù)合板材在辦公家具行業(yè)難以打開市場。為解決No.23物質(zhì)的無效損耗、No.33可操作性等技術(shù)沖突問題,現(xiàn)在已有國內(nèi)學(xué)者發(fā)現(xiàn),木塑復(fù)合板材的加工方式可利用#17多維法原理,使木塑復(fù)合型材的成型過程可從單一擠出成型向復(fù)合共擠、包裹共擠方向發(fā)展。共擠的實質(zhì)是將兩種或兩種以上的原料通過同一個機(jī)頭擠出后,最終成型為具有核殼結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)的聚合物復(fù)合型材。節(jié)約能源材料是辦公家具的重要設(shè)計原則之一,近年來木塑共擠技術(shù)在木塑制品中應(yīng)用廣泛,提高了木塑復(fù)合板材在辦公家具領(lǐng)域發(fā)展的可能性。