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实木家具漫谈:木材、涂料、实木定制

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家是奔波劳碌的终点,是诗意栖居的起点。我们都憧憬过家居设计杂志上那样的的dream house,然而对于普通消费者来说,装修新房、采购家具的过程就如同一场旷日持久的战役。

如果您正需装修新房,如何看懂五花八门的专业术语,避开装修中随处可见的陷阱?如果您也从事行业研究,是否也希望见微知著,从产品、用户体验的细微改变感知行业未来的变化趋势?

为您解答这些问题正是我们开始写作这一系列的初衷。作为终日与家具、地板打交道的轻工研究员,同时作为全市场跟踪家居行业最紧密的轻工研究团队之一,【华泰轻工团队】为您提供的将不仅是一份产品选购指南,更是一份产业研究参考,期望同时从“产品”和“产业”两大维度为您提供专业而详尽的分析。

这是我们【家居手札】系列的第三篇,后续笔记持续更新中,敬请关注~

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家居手札系列
(一)人造板专题:当我们在谈论“板式”时,我们在谈论什么
(二)床垫专题:从品牌角力到模式冲击 
(三)实木漫谈:木材、涂料、实木定制

本篇笔记致力于解决以下问题:
  ● 松木、杨木、水曲柳……你说的实木是什么木?
  ● 覆面材料面面观:水性漆、油性漆,还是木蜡油更环保?
  ● 柔性化生产:规模化定制与普通定制的区别在哪?
  ● 实木家具的规模化定制:难点在哪?
松木、杨木、水曲柳……你说的实木是什么木?

我们在此前的人造板报告里简单介绍了实木家具的概念。所谓实木家具,是指以实木指接板或整块锯材板制作而成、最大限度保留木材性能与纹路的家具种类;打破木材原有结构的人造板材类家具不属此类。



一个树种产出的木材要能够用于制作家具,以下这些性能很重要:不易变色,不易腐朽、防虫蛀,耐磨,不易开裂,不容易弯曲变形,易于加工。我们整理了这些木材性能与树种特性的对应关系:

 
目前地球上共有3万多个树种,我国的森林覆盖率尽管仅有21%(低于世界平均水平),也有上千个树种。其中有907个树种的木材可被广泛用于商品制作,被归纳为380个商品材种类;并把这380个商品材根据材质优劣、储量多少等原则划分为五类。结合上述对树种特性的要求,我们将家具制作常用的商品材树种类别择录如下,列在下表中:
 

 
市面上销售的实木家具多取材于上表中的树种。那么在实际购买时,应该依据怎样的标准来选择呢?
 
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硬木vs软木:使用别无二致,品质各有千秋

硬木家具的承重能力、表面质感等性能都普遍优于软木家具,价格也更高。不过,软木中也有部分树种(如榉木、楠木等)的硬度可与硬木木材看齐,家具价格也更加实惠。


木材通常可分为阔叶树材和针叶树材。在大多数情况下,前者密度较大、硬度大,后者质地松软、硬度小,因此我们也习惯分别称其为硬木及软木(也有一些例外,如轻木虽然质地疏松,但取自阔叶树种,仍属于硬木类别)。我国国家标准规定的380类商品材中,针叶树材有38类,阔叶树材占342类。

 
硬木的材质硬且重,纹理自然美观,是家具框架结构与面饰的主要用材。深受中国人民喜爱的“红木家具”其实也是明清以来对一部分稀有“硬木”优质家具的统称,而非红色树种的家具。人造板材中,胶合板的原材料均是硬木类木材,

软木的质地松软,易于加工,主要用于装饰与非承重结构的制作。少数种类软木(如榉木、楠木与松木)的伸缩性较小,可以单独用于制作家具,而不与其他材料配合;其余的软木多用于制作小型实木家具与大型实木家具的雕花部分,而不单独作为承重结构的用料。人造板材中,纤维板、颗粒板的原材料均是软木类木材,以方便加工。

硬木vs软木:成材时间、加工难度不同导致价格差异。由于针叶木则大多只需要5-10年,而大部分阔叶树木从种植到成材一般需要20年以上(部分名贵用材需要50年以上),种植成本较高;再加上硬木的加工难度显著高于软木,因此硬木的价格普遍高于软木。同时,由于我国在建国前大量对原始森林进行乱砍乱伐,导致目前可用于家具制作的成材阔叶林极少,再加上政府已禁止天然林的砍伐,导致我国硬木的使用主要依靠进口。

 
怎么选:
在经济实力允许的情况下,硬木家具自然是最好的选择,其承重能力、表面质感等多方面性能都普遍优于软木家具。不过,软木中也有部分树种(如榉木、楠木等)的硬度可与硬木木材看齐,同样受到市场的追捧,如软木中的榉木价格就高于许多硬木品种。此外,软木家具绝非一无是处,表面经过涂装、结构经过五金件加固后的软木家具虽然性能可能不及硬木,但正常使用绝无问题,比硬木家具更易移动,价格也更加实惠。

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木材质量如何看:向NFLA学习木材品质标准
参考NFLA的木材分等标准,我们可以依靠辨识木材纹路的特征来判断实木家具质量的好坏。

不止木材之间价格各异,同种木材下的不同等级之间也有价格区别。以橡木为例,同一级别的白橡木价格高于红橡木,但高级红橡木的价格并不逊于低级白橡木价格。木材的等级究竟以什么标准来划分呢?我们以全美硬木板材协会(NFLA)制定的《美国硬木板材分等规则》为参照,来学习木材市场的专业参与者对木材的品质优劣的判断方法。
这份标准将硬木板材分为5类,从高至低分别是FAS、FAS单面、特选级、普1级、普2A级。各等级的要求如下表所示:

从上表可以看出,木材等级的决定性指标是“最小出材率”,也即一块板材的全部有效“净划面”面积之和与板面总面积的比值,这就涉及到了“净划面”的概念

家具制造商在将整块板材加工为家具时,通常要将有缺陷的部分切下,再将剩余部分按一定规格切割为小块木材,以免影响家具美观。这些没有缺陷的小块木材就统称为“净划材(面)”,而小块木材的规格则称为“净划面规格”。全部净划材的面积之和占板材总面积的比例越高,说明木材的质量等级越高。

也就是说,一块木材板材上的缺陷越多、越密布,说明木材的质量越差。如何界定树木在天然生长的过程中出现的“固有特征”与“缺陷”之间的区别?为规范“净划面面积”的计算标准,NFLA特别对木材的“固有特征”与“缺陷”进行了区分:


参考上述标准,我们可以依靠辨识这些木材纹路的特征来判断实木家具质量的好坏。在选购实木家具时,应尽量避开表面有“缺陷”纹路的家具产品。

3
五金件vs榫卯结构:榫卯结构更适合实木
榫卯结构更适合实木,使用寿命更长;
只用榫卯结构连接还不够,仍要施胶固定

榫卯结构是家具中相连接的两构件上采用一种凹凸处理结合方式。凸出的部分叫榫,凹进的部分叫卯(或者叫榫眼、榫槽)。榫卯结构有很多种,应用的范围也不一样,但它们在每件家具上都具有形体结构的“关节”作用。木工根据每个榫卯的特点,运用对应的技巧,精巧准确的利用榫卯结构将家具的各个部件紧密的组合连接在一起,使之成为结合牢固的一个整体。

 
家具的五金技术不外乎螺丝、铁钉、三脚架等。应用五金件进行连接的实木家具结构坚固牢靠、无损外观,制作方便、成本低廉。但这种家具长期使用后会出现松动、生锈后腐蚀、脱落等状况,可能导致家具散架,无法使用。因此榫卯工艺的实木家具寿命一般为普通实木家具的5倍。

榫卯结构不用胶?误区。木材本身“易膨胀”的特点能够增强榫卯结构的咬合力,使得家具更稳固;但榫卯结构处仍要另外进行施胶,以加强家具结构的强度与稳固程度。使用天然的动物胶/玉米淀粉胶尽管环保程度高,但这类胶水的抗水性、抗高温性一般较差,对于使用环境有比较严格要求,容易导致产品质量问题。使用一些有害物质含量较低的化学胶(三聚氰胺胶、乳胶、MDI胶),不仅能够保证产品质量,其环保性能也不逊于天然胶。
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木材含水率:直接影响家具质量
木材含水率高于外部空气含水率是导致实木家具开裂的“元凶”;
干燥环境下家具更易开裂

含水率过高/过低都会导致质量问题。木材含水率指的是木材中所含水分重量与全干后木材重量的百分比,它的大小直接影响实木家具的质量。由于木材具有湿胀干缩的特性,如果木材的含水率远高于环境的空气平均含水率,或周围环境湿度过低,都会导致家具脱水以致开裂。这也是实木家具相比板式家具更难养护的主要原因。

为了避免这两种情况,必须随着环境变化对木材含水率进行控制。这种控制又被分为木材加工前与加工后这两步。首先,木材刚被砍伐时的含水率很高,如果直接做成家具,此后会随着含水率的下降发生干缩开裂;因此未加工的木材要经过干燥,使其含水率接近使用环境湿度所对应的平衡含水率,才会更加稳定,耐用。木材内外的干燥速度要一致,这对于温度、湿度都有要求;不同木材要求的干燥条件也不同。由此可见,木材干燥是一个相当繁琐,复杂的过程。

其次,加工成家具的木材仍可能发生变形,要对家具表面进行处理。木材加工环境与使用环境的空气含水率可能是截然不同的。如果木材干燥过程的最终含水率偏高,或是使用环境湿度偏低,都会导致木材失水,干缩,最终开裂。因此,加工后的木材仍需进行处理,才能保证家具产品的质量。

这一过程中,控制家具的含水率方式可分为改性与涂装两种:

(1) 改性:目前主要有两种改性手段。一种是通过粉末喷涂木材来填充木材表面的微小间隙,阻止木材形变,应用较少;另一种又叫碳化,是将木材在隔绝氧气的环境中加热至160〜220摄氏度,使木材表面的化学成份变化,不能再吸收或者释放水分,达到尺寸稳定的目的。

(2)涂装:用覆面材料将木材封闭,阻止木材和环境发生水分交换,可以在一定程度上减少变形和开裂。这也是最常见的调整实木家具含水率的方式。
我们将在下一部分中,详细介绍不同的涂装方式对家具产品质量产生的影响。

表面材料面面观:
油性漆、水性漆、还是木蜡油更环保?

加工完成的实木家具,必须经过表面处理才能投入正常使用。这项步骤的作用主要有三点:(1)保护家具表面不易受损;(2)保证木材含水率的稳定,防止开裂;(3)可对家具进行着色,提升美观度。目前,最常见的家具表面处理方法有3种:油性漆、水性漆、木蜡油。这些覆面材料之间的区别究竟在哪呢?

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水性木器漆vs油性木器漆
水性漆与油性漆的核心区别:水性漆以清水为稀释剂即可
油性漆也可无色,透明不是鉴定水性漆标准

家具表面的涂料(又称木器漆)一般由成膜物质、颜料、稀释剂组成。成膜物质负责形成漆膜以保护表面,是涂料最关键的组成部分;颜料决定涂料的色彩;而溶剂的作用则是稀释成膜物质,保持涂料的液体状态,以便于施工。

水性木器漆与油性木器漆的最大区别在于其所用的稀释剂不同。水性漆是以清水作为稀释剂,而油性漆主要使用以“香蕉水”(由酯、醇、苯、酮类等有机溶剂混合而成的一类具有香蕉气味的无色透明液体)为代表的有机溶剂作为稀释剂。由于稀释剂不同,所用的成膜物质也不同。因此,想要判断涂料是否为水性漆,只要看稀释时是否只需要清水而不需要另外的专用稀释剂即可。


透明与否不是判断水性漆的依据。水性漆虽然以水为稀释剂,但并不代表水性漆就不能着色;含有色精/色浆的水性漆一样能改变家具表面颜色。同样地,油性漆中无色的种类被称为“清漆”,是不含颜料的透明或带有淡淡黄色的涂料,成膜快,用途广。

水性漆的优点:环保程度高,阻燃性好。油性漆使用的有机溶剂可能散发二甲苯等有害气体,这些有害气体的挥发可能导致对人体健康的长期伤害;而水性漆的溶剂为清水,不会有此类问题。同时,水性漆不会燃烧,施工安全,与油性漆相比还具有良好的阻燃性能。

水性漆的劣势:涂装工艺繁琐,价格较高。仅从涂装工艺来说,水性漆对施工环境要求极其严格,施工环境的温度必须在5℃以上,相对湿度在85%以下。施工前必须对现场进行清理,因为灰尘和杂物在施工过程中也会影响涂装效果。此外,由于水性漆的漆膜较薄,防护作用较差,必须进行“多次薄涂”才能达到与油性漆相同的效果;而水性漆的价格本就高于油性漆,用量更多的情况下更会增加造价成本,致使应用水性漆的家具终端售价较高。


水性漆升级对家具企业的资金要求较高。涂料本身的售价较高、涂装工艺复杂使得家具企业使用水性漆的成本比使用传统油漆成本高出30%-50%。一家规模以上的家具企业若想将油性漆产能全面升级为水性漆生产线,、锅炉)的改造,整体造价约在2000万元以上。这对于中小企业而言是较难跨越的资金壁垒。

水性漆的使用:从“必然趋势”到“普遍应用”。由于水性漆在环保方面的压倒性优势,世界各国对于水性漆的态度已经从“行业必然趋势”逐渐转变为行业普遍应用的技术。2002年7月起,欧盟共同体国家已全面禁止溶剂型漆的生产和销售,只允许生产和销售水性漆。以目前德国建材市场为例,水性漆的销售占漆类总销量的90%,只有特种漆才使用油性漆。

2015年7月,北京木制家具业迎来了最严环保标准。标准要求北京家具企业需在2017年前全面改用水性涂料,这对于中小企业来说极为不利。标准出台仅半年,京城数家企业便纷纷抱团外迁。不过,也有如曲美家具这类早已全面升级水性漆生产线的家具企业得以“幸存”。不难想见,未来3-5年间关于水性漆升级的规定有望成为全国性政策,而前期已完成产能改造,或具备资金优势的大型家具企业将持续受益于中小企业退出竞争带来的行业集中度提升。

2
木蜡油vs漆类涂料:
环保性能优越,保护能力稍显不足
木蜡油渗透性好,保留实木天然质感
保护性略差,防开裂效果不佳


木蜡油:最环保的表面材料。木蜡油由植物油和蜡构成,含少量溶剂石脑油,不含苯溶剂,不含铅助剂,连添加的色素也属于纯天然成分。与油性漆相比,它不含甲醛、苯等有毒物质,对人体安全无害,是真正意义上的纯天然、绿色环保产品。因其得天独厚的环保性,木蜡油也常用于儿童玩具的表面涂装。

木蜡油的优点:渗透性好,最大限度保留实木天然质感。木蜡油的分子比较“瘦”,能“钻进”木材表层微小毛孔,使木材能保持天然木质弹性,且不会在木材表面形成漆膜。经过木蜡油涂装的物体表面触感极佳,温和细腻,富有弹性,有肌肤般的触感。

因其完美的木材渗透性,木蜡油涂装后可以保持木制品的纹理特征,充分展示木质的细节。目前市面上许多实木设计品牌均以“木蜡油涂装”为卖点进行宣传。
物美价廉,涂布率高。木蜡油的涂布率(单位面积获得一定厚度的漆膜所需的漆量)较低,每公斤可涂刷16-24㎡。同等面积的涂刷,木蜡油的用量仅为油漆的1/3,每平方米造价比高档油漆低约40%。

木蜡油劣势:保护能力差,干燥环境易开裂。木蜡油的天然特性决定它可以释放出木材内部的水分,能降低木材的膨胀与收缩,适用于潮湿环境。但在北方的干燥环境下,木蜡油涂装的实木家具含水率会不断下降,很容易出现开裂的现象。此外,由于缺少表层漆膜的保护,木蜡油涂装家具的硬度和耐磨度也显著低于漆类涂装的实木家具。

柔性化生产:定制家具行业的基础设施

毋庸置疑,“定制家具”是近几年来轻工行业中最热门的话题。我们总津津乐道于 “小户型”、“个性化消费”对家具消费观念、空间利用要求的影响催生了定制家具市场的蓬勃发展,却时常忘记了“柔性生产技术”的发展才是定制家具真正产生规模效应的原动力。家具的柔性生产技术是什么?定制化生产线之间的差异体现在哪?实木家具为何迟迟不能实现大规模定制?我们将在下文中对这些问题进行深入分析。

1
柔性生产技术是什么?它如何应用到家具行业?

家具的柔性生产技术门槛高吗?近年来“定制”概念盛行,除了索菲亚、好莱客这些广为人知的定制家具品牌,很多不知名的小型商家也纷纷打出“定制家具”的广告语招揽客户。进店后会发现,他们同样能够提供按任意尺寸订制的衣柜、橱柜等产品,让人感觉家具的定制化生产似乎并没有什么技术门槛。事实真的如此吗?

传统“批量生产”的技术瓶颈导致了成品家具的诞生。传统的“批量生产”模式下,设备的可变能力很低,只能对单一品类的产品进行大规模生产。这是因为在家具机械制造技术发展的初期,普通机床的切割尺寸一旦设置好就不能随意变换,调整不同尺寸的时间间隔较长,调整过程中会产生大量材料损耗。为了向这种生产模式妥协,企业只能预先设计好家具样式,发样给工厂生产后再送至终端销售。这就是我们所说的“成品家具”销售模式。

从生产角度看,这种模式属于“先生产后订单”,它势必会造成库存的大量累积。因此,采用这种模式的企业,其库存周转率会显著低于采用“先订单后生产”的家具企业。



“柔性生产技术”使得大规模生产的“定制家具”成为可能。尽管成品家具一度成为家具市场的主流,但消费者对于“家具定制”的需求从未消失,反而愈演愈烈。随着市场需求日趋多样化、个性化,制造商要安排的品种越来越少,而批次越来越多。为了解决“批量单样”与“小量多样”之间的矛盾,“柔性生产技术”的概念被提出,成为这一问题的解决方案。

实现“大批量生产”的定制家具生产技术才是真正的“家具柔性生产技术”。
当生产系统能够同时生产多件不同产品时,定制家具生产的规模效应就产生了,这种生产系统才能被称之为“柔性化生产”。

要实现这一点,生产系统要在多个生产环节中都具备不同任务之间的可变能力。这种“可变能力”就是“柔性生产技术”的核心。我们在下表中列出了各个环节“柔性”的定义。


“柔性生产技术”的门槛高体现在设备、配套系统等多个方面。从上表中可以看到,要想实现“柔性化生产”,不仅要求生产设备具备一定的可变能力,生产供需、生产控制系统、甚至产品本身都需要具备可变能力。这对于生产设备及配套信息系统的要求都很高。

两者的区别主要体现在能否产生规模效应。我们会发现,部分小型厂商的产品虽然也能提供定制服务,但交货周期显著较长,同等价位下产品品质也不如大型定制家具品牌。这是因为这些小厂的“定制家具”实质上是按照需求“单件生产”的家具,不具备“大批量生产”模式下产生的巨大规模效应,也无法起到节省工期、控制成本的作用。


意大利SCM在20世纪80年代推出生产柔性系统,用于窗框加工、微机控制刀具、工件定位和长度调节,系统最低批量限度是5-6件;1994年以来,SCM、HOMAG集团先后推出了板式厨房家具和办公家具的柔性生产线设备。柔性生产技术在20世纪末引入国内企业,主要应用于人造板家具的生产,早期多以柔性生产设备/生产单元出现。目前,除了定制家具厂商外,越来越多实力较强的成品家具厂商也开始积极建设以硬件设备为核心的大规模柔性生产线,以满足越来越普遍的多样化、个性化家具需求。



2
两个关键词:“模块化”和“信息化”

“模块化”——“规模化生产”的中心思想
 
目前的技术手段尚不能像“3D打印”一样快速完成不同产品的生产。因此,要想实现多个不同定制产品的规模生产,其中心思想是:将每件产品拆解为同一系列模块的不同排列组合,再转化为这些模块的批量生产。模块的通用程度越高,批量生产的数量越大,规模效应越强。


“模块化”的前提是生产环节的高度标准化。这种标准化主要体现在两个方面:

1、产品设计标准化

产品设计标准化的主要目标是使零部件的种类尽可能少。零部件的多样性易造成产品成本的递增。一块标准板件最好具有既能做搁板、面板、底板,同时又可做门、旁板等五种功能,至少必须具有两种或两种以上的功能,这样就提高了加工精度和生产效率,同时也降低了产品成本,保证了产品质量。

2.原材料标准化

原材料标准化的主要目标是提高原材料的利用率。在家居制造中,原材料成本往往占到50%左右,其储备资金占到整个企业流动资金的一半左右。搞好原材料的标准化,不仅对保证产品质量意义重大,而且还能促进原材料的节约,简化原材料的采购、订货、验收、保管等工作,减少原材料的储备量,加速资金流动,降低生产制造成本。材料标准化主要包括以下2
方面:

“信息化”——最大限度提升供应链效率

定制家具产品在销售时,是客户先提出需求,经销商再联系厂家进行生产。这种销售模式使得定制家具采用的是“拉动式生产”模式,即每个工序按照自身需求对上一工序发出订单/指令。指令传达速度的快慢,很大程度上决定了该种模式的运行效率。

只有当这种订单以“信息化”的形式在各环节之间传达时,才能实现各环节之间的无缝对接,最大限度提高供应链效率。这要求企业从销售、设计到生产的每个环节都是搭建在信息化基础上的。一旦某个环节的信息化程度不足,将会影响整条供应链的运行效率;由于供应链的“牛鞭效应”,最终体现在成本与交货周期上的影响可能是加倍的。


目前,我国大部分应用柔性化生产线的厂家或是直接在采购生产系统的同时采购配套信息系统,或以“外包+内部配合”的形式进行供应链信息化的建设。这种形式对企业员工本身的技术水平要求不高,但劣势是对供应链调整的即时反应速度较慢。当企业想要对产品设计进行修改,或对生产流程进行改良时,必须与外包公司人员进行沟通。而目前柔性化生产线的生产厂商多为外企,对交流效率也有影响。因此,自主进行供应链信息化的建设在技术水平允许的情况下无疑是最好的选择。

3
实木定制难在哪?

对以上概念有了认识,实木家具规模化定制的难点也就显而易见了。

原材料标准化难:木材难保存

我们在前文中的“木材含水率”部分介绍过,不同于打破木材原有结构、性能稳定的人造板,实木板保存了木材的绝大部分性能,因而一旦保存不慎就容易开裂、变形。这对于对标准化水平要求极高的“柔性生产技术”而言是难以攻克的屏障。此外,切割难也成为实木家具柔性化生产的一大难题。

产品标准化难:产品复杂程度较高

实木家具的价格较高,目标客户群体对产品的美观性要求也较高;又因为木材本身易于雕刻,因此实木家具的设计一般不像板式家具那样简约。但复杂程度高的设计就意味着产品的标准化程度较低,难以进行“模块化”处理。

供应链信息化难:
尚无成套采购渠道,只能依靠自主研发

与板式家具不同,目前尚无厂商研发出成套的实木家具定制生产线及其配套信息系统。因此,厂商要想实现实木定制家具的规模化生产,只能自主研发或聘请专业公司进行ERP系统的“量身定做”。因此,实木定制的产能建设可能涉及到整条供应链的改造,相比板式定制2-3年的产能建设周期一定耗时更长。


潜在的实木家具定制需求规模可观。随着我国企业生产工艺与技术水平的不断提高,实木定制的技术瓶颈一旦被解决,将带来相应市场规模的爆发性增长。2014年,我国规模以上木质家具企业的营收之和约为4500亿,按未来每年10%的增速计算,2020年将超过7200亿元,对应着可观的实木家具市场规模。未来,随着实木家具的柔性化生产技术日趋成熟,这部分成品家具需求将全面转化为实木定制家具需求。



实木家具的柔性生产存在诸多难点,但正是因为技术尚不成熟,家具企业若能抢先攻克技术难题,将能在实木定制市场的竞争中占领巨大优势。这对于家具企业是巨大的潜在机会。结合以上的分析,我们认为两种企业有望成为实木定制行业领跑者:1、供应链信息化程度更高的家具企业;2、产品设计更加简约的实木家具企业。


华泰轻工首席分析师:陈羽锋 chenyufeng@htsc.com

联系人:丁力佳 dinglijia@htsc.com


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