近日,我院与国际竹藤中心联合培养的2020级博士研究生黄彬,以第一作者在复合材料顶级期刊《Composites Part B: Engineering》(IF=13.1)上发表了题为“Eco-friendly, high-utilization, and easy-manufacturing bamboo units for engineered bamboo products Processing and mechanical characterization”的研究性论文,国际竹藤中心费本华研究员、方长华研究员为通讯作者。
文章采用加压干燥工艺开发了一种全新的竹单元(等弧竹片)。该竹单元不仅保留了竹材的自然质地和优异的力学性能,尺寸稳定性良好,而且竹材利用率接近80%,实现了竹材原态和高利用率的双重突破。本文详细分析了等弧竹片的制造方法、形变规律及理化性能。
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图1.等弧竹片示意图
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图2. 等弧竹片的优势及应用
等弧竹片对竹子的自然质地和结构破坏较小,竹材利用率高达80%,分别是矩形竹片和展平竹片的2.3倍和1.4倍。性能评价表明,该方法制得的单元保留了天然竹的优良力学性能。在极端热液循环实验中,等弧竹片也保持了良好的尺寸稳定性。
本研究展示了“自然形态启发设计”的理念,研究成果不仅解决了初期弧形材制造过程中竹片铣削过量,竹材利用率低,能耗高,废料多,失去了竹材原态纹理质感等问题,而且突破了初期弧形竹片层积材规格的局限性,实现了竹材合理有效利用。通过使用尺寸较大的弧形竹片作为竹质工程材料的基本单元,可大大降低竹质工程材料的施胶量。(冯云/国际竹藤中心)
论文全文链接:
https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2023.111073