隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對木質(zhì)材料的需求也大幅增加，主要集中在建筑、家具、包裝和造紙領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2003年我國木材進(jìn)口量約12316萬m3，而且依然呈上升趨勢。2003年進(jìn)口原木、鋸材、人造板、木漿及紙和紙板耗匯130億美元左右，折合人民幣1000多億元，是僅次于石油、鋼鐵的第三大用匯產(chǎn)品?？梢娔静闹倘薄?/p>

蜂窩復(fù)合材料應(yīng)用而生。它是一種新型材料，它質(zhì)輕、強(qiáng)度大、剛度高，具有緩沖、隔震、保溫、隔熱和隔音等功能，被廣泛應(yīng)用于建筑業(yè)、車船制造業(yè)、家具制造、包裝和運(yùn)輸業(yè)，替代木材、泥土磚和高發(fā)泡聚苯乙烯，具有較高的經(jīng)濟(jì)價值，并可回收利用；同時可節(jié)約大量的森林資源，保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境，是一種符合21世紀(jì)發(fā)展主題的環(huán)保新型材料。

1．蜂窩紙的起源

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，蜜蜂所做的六角六面狀窩是一個杰作，它以最少的材料消耗，構(gòu)筑成極為堅(jiān)固的蜂窩，其結(jié)構(gòu)要比其他任何形狀的結(jié)構(gòu)更強(qiáng)有力。因?yàn)檫@種多墻面的排列和一系列連續(xù)的蜂窩形的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可以分散承擔(dān)來自各方的外力，使得蜂窩結(jié)構(gòu)對擠壓力的抵抗，比任何圓形或正方形要高得多。科學(xué)家對蜂窩結(jié)構(gòu)的研究，給人們的啟迪是，即使非常纖薄的材料，只要把它制成蜂窩形狀，就能夠承受很大的壓力。正是受到蜂巢的啟發(fā)，蜂窩結(jié)構(gòu)材料才開始面世的。  

蜂窩板一般分金屬和非金屬兩大類。金屬類蜂窩板主要適用于飛機(jī)制造業(yè)、汽輪機(jī)制造業(yè)、船舶制造業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等。非金屬類蜂窩板又分纖維類和紙類。纖維類蜂窩板主要用于交通運(yùn)輸業(yè)、室內(nèi)裝飾業(yè)以及家具業(yè)等；紙類蜂窩板主要用于包裝業(yè)、建材業(yè)、家具業(yè)等。包裝業(yè)用的紙類蜂窩板，即蜂窩紙板，主要用于制作包裝箱及運(yùn)輸包裝。

2. 蜂窩紙芯的成型理論

蜂窩紙芯的成型原理，可以通過一個簡單的小試驗(yàn)進(jìn)行說明。首先在一張紙條的一側(cè)沿紙條長度的垂直方向上涂上節(jié)距（T）、寬度（B）、相等的若干條膠線，而且節(jié)距是膠線寬度的4倍，T="4B，同樣我們在另一條紙條上也涂上相同的膠線，然后將兩條紙條錯位復(fù)合，就可以形成一個正六邊形的蜂窩結(jié)構(gòu)。

至于錯位粘膠復(fù)合，就是將第二條紙的膠線準(zhǔn)確的粘膠在第一條紙條兩條膠線間距的正中位置的反面（如圖1）,當(dāng)若干條紙條依次這樣粘接時，把紙條橫向拉開至均勻，這樣若干個正六邊形就形成了。  

當(dāng)改變膠線的寬度和節(jié)距時（T≠4B），蜂窩就會變成其他形狀的蜂窩。當(dāng)孔徑即蜂窩的內(nèi)切圓直徑改變時，可以獲得不同型號的蜂窩紙芯。在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，一半大蜂窩孔徑的紙芯容易拉伸，生產(chǎn)的速度也可以提高，但強(qiáng)度較低。一般在蜂窩托盤生產(chǎn)中，采用B型（內(nèi)徑為15mm）和C型（內(nèi)徑為20mm）的蜂窩紙芯，在家具中多使用B型（內(nèi)徑為15mm）。

3． 蜂窩復(fù)合材料的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1 在航天上的率先使用

蜂窩結(jié)構(gòu)材料起源于仿生學(xué)，并最早用于航空航天領(lǐng)域，它是應(yīng)航空航天科技的特殊需要而發(fā)展起來的一種超輕型的復(fù)合材料。從上世紀(jì)30年代最早的用于制造飛機(jī)的夾層結(jié)構(gòu)的六角型鋁蜂窩芯，到70年代美國波音公司的Boeing747飛機(jī)率先使用非金屬的蜂窩復(fù)合板作為飛機(jī)的地板，到如今，蜂窩復(fù)合材料已在飛機(jī)、火箭及太空飛船等航空航天器上得到廣泛的使用。

3.2 蜂窩復(fù)合材料在建筑和家具上的應(yīng)用

3.2.1 在建筑上的使用

在民用方面，蜂窩復(fù)合板材是由很薄的人造板、紙板與再生紙蜂窩芯粘結(jié)制成的復(fù)合板材。它非常適合作夾層材料，如蜂窩材料復(fù)合輕質(zhì)墻體，蜂窩芯材僅占實(shí)心材料的1～5%左右。例如已研制出來的專利產(chǎn)品–QD-SXZ蜂窩石膏板（專利號ZL002164000，獲上海市科技成果獎。），是一種輕質(zhì)、保溫、隔熱、隔音、阻燃、無毒易安裝的新型建筑裝潢材料，在建筑、裝潢、倉儲、運(yùn)輸、交通、農(nóng)業(yè)、影視道具等領(lǐng)域里都能得到廣泛的運(yùn)用。在西方，蜂窩復(fù)合板材在建筑領(lǐng)域已形成了一系列的規(guī)范，成為一類性能優(yōu)良、結(jié)構(gòu)簡單獨(dú)特、節(jié)省資源和能源的重要新興材料。

3.2.2 在家具上的使用

在家具制造業(yè)推廣使用蜂窩復(fù)合材料，將會大大減少木材的使用量，而且能改善人造板變形的缺陷。以20毫米厚度的板材為例，如果使用2.5mm的中纖板為面板制成蜂窩復(fù)合板，材料的用量和重量僅為實(shí)心中纖板的1/4左右；而復(fù)合板的成本卻只有實(shí)心板的1/2左右，并且，復(fù)合板具有重量輕，不易變形，運(yùn)輸方便等優(yōu)點(diǎn)。因而，在歐洲，80％以上的內(nèi)房門為蜂窩復(fù)合門，大多數(shù)20 mm厚度以上的家具板材為蜂窩復(fù)合板。

蜂窩復(fù)合板非常適合應(yīng)用于板式家具。例如，可用于厚度大于18mm的旁板、面板、頂板、隔板、底板、門板、隔斷以及一些裝飾件。越厚的板材則更能顯示出蜂窩材料的優(yōu)越性；厚板還具有良好的抗彎特性，用于餐桌、茶幾、電視柜等。甚至還有家具生產(chǎn)廠家將其用于制造家具的支撐腿，可見其應(yīng)用的廣泛性。

目前，僅在廣東地區(qū)，家具企業(yè)使用蜂窩紙芯的就已超過200家，國內(nèi)許多著名的家具企業(yè)，如富運(yùn)、迪信、海沃氏、霍曼、萬利寶、皇朝、富瑋、大富豪、高帆、天誠、新南天、浙江的富得寶和四川的全友等，都已使用蜂窩紙芯制作一部分家具零部件；其他的還包括一些IKEA的OEM廠。但相對于整個家具行業(yè)而言，使用蜂窩紙芯生產(chǎn)家具的企業(yè)還是很少，還有很大的市場有待開發(fā)。

在香港市場，使用優(yōu)質(zhì)蜂窩材料復(fù)合成高檔板材，制成的高檔家具十分暢銷，用戶稱之為“飛機(jī)木”。在日本市場，家庭主婦則十分欣賞蜂窩家具的輕巧，眾多日本客商明確提出要購買蜂窩家具。

3.2.3在家具上應(yīng)用的新技術(shù)

傳統(tǒng)上在家具制造中使用蜂窩板都采用有框架蜂窩板，然而在2005年5月德國漢諾威展覽會上，德國IMA依馬公司首次展出了多年的研制成果––輕質(zhì)無框架蜂窩板封邊機(jī)，它使一種新的高效低成本的輕質(zhì)無框架蜂窩板封邊工藝成為可能，在利用紙質(zhì)蜂窩材料制造家具方面開創(chuàng)了新的思路、方法和前景，它使蜂窩紙制造家具可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、工業(yè)化和自動化。

新型輕質(zhì)無框架蜂窩板的制造工藝是一種工業(yè)化的生產(chǎn)過程。它采用大板（4′×8′，即1220mm×2440mm）的制造工藝，即先做無框架大板蜂窩板。具體做法如下：將2張4′×8′的3mm厚的高密度板經(jīng)過布膠之后，中間夾上經(jīng)過拉伸處理的4′×8′的蜂窩紙。然后將這種已組好胚的4′×8′三層大板送入熱壓機(jī)里熱壓，熱壓之后采用電子開料鋸或裁板機(jī)進(jìn)行鋸切達(dá)到所需要的尺寸。這種輕質(zhì)無框架蜂窩板，四周沒有框架，經(jīng)過德國依馬公司生產(chǎn)的無框架蜂窩板封邊機(jī)進(jìn)行支撐邊條和裝飾邊條的封邊，就形成了各種規(guī)格的家具板件。  

新型輕質(zhì)無框架蜂窩板與有框架蜂窩板工藝相比具有很多優(yōu)越性。有框架的制造工藝復(fù)雜，很大程度上依靠人工，并且受框架精準(zhǔn)度的影響質(zhì)量不夠穩(wěn)定，并且這種工藝難以大批量生產(chǎn)形成工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模。而無框的新工藝可以大批量、機(jī)械化生產(chǎn)出所需的不同規(guī)格的家具板件。并且這種蜂窩板具有與同樣厚度的刨花板相同的抗壓強(qiáng)度和抗破碎性能。  

新型輕質(zhì)無框架蜂窩板在歐洲的面世和普及使用，也將會對中國家具行業(yè)產(chǎn)生影響。家具生產(chǎn)中所需不同厚度的家具部件，可以通過選用不同厚度的蜂窩紙制成不同厚度的輕質(zhì)無框架蜂窩板大板，然后經(jīng)過開料裁制成所需要的各種尺寸的板坯。最后這些無框架蜂窩板經(jīng)過德國IMA公司的無框架蜂窩板封邊機(jī)進(jìn)行封邊加工，即可得到各種規(guī)格的家具部件。這種工藝不僅大大減輕了厚板件家具部件的重量，同時大大減化工藝流程，使厚板件家具部件的制造成本大大降低?？梢灶A(yù)見，中國家具業(yè)也將出現(xiàn)更多的新型輕質(zhì)無框架蜂窩板的身影。  

3.3 在包裝領(lǐng)域的應(yīng)用

在包裝領(lǐng)域，蜂窩紙板作為一種結(jié)構(gòu)優(yōu)良、價廉物美的新型環(huán)保包裝材料，與瓦楞紙板、木材和塑料相比，有不可替代的優(yōu)勢，正被用于替代木制包裝材料和EPS泡沫塑料緩沖材料。它以紙代木，一噸蜂窩紙板可代替30～50立方米的木材，而成本則只有木材的三分之一。它具體應(yīng)用于：板的蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)使其緩沖性能優(yōu)于瓦楞紙板，可采用全面緩沖或局部緩沖的形式來保護(hù)內(nèi)裝物。  

托盤和包裝箱。它制作的蜂窩復(fù)合托盤（卡板）和蜂窩包裝箱，具有不用熏蒸、不用消毒、不必?zé)崽幚砗娓?、不需國家動植檢出具熏蒸證明、不受進(jìn)出口國海關(guān)特別檢查和限制的特點(diǎn)，可以順利隨貨出口，屬國際通行的綠色環(huán)保產(chǎn)品。蜂窩托盤和包裝箱除有出口免檢的好處外，兼具緩沖性好、板面平整、質(zhì)優(yōu)價廉的特點(diǎn)，其外觀和性能都大大優(yōu)于傳統(tǒng)的天然木質(zhì)托盤、木包裝箱和EPS泡沫內(nèi)襯墊等包裝材料。全紙型托盤可以承受500KG載荷，復(fù)合型托盤可以承載1000-1500KG的重物。它可作普通平托盤和單面托盤外，還可制成立柱式托盤結(jié)構(gòu)。象瓦楞紙箱一樣，蜂窩紙板可加工成紙箱，但一般只能用較薄的蜂窩紙板來做紙箱。  

角撐、護(hù)棱等附件。與緩沖襯墊類似，蜂窩紙板可用作運(yùn)輸包裝件的角撐與護(hù)棱，這特別適合于集合包裝，起保護(hù)作用，減少碰撞與摩擦，降低破損。  

目前，蜂窩紙板還用于制成“衛(wèi)生棺”，包裝遺體后一起火化，主要供應(yīng)香港、深圳市場，現(xiàn)在大連等城市也開始使用“衛(wèi)生棺”。

4.前景分析

從體積上講，小如電子產(chǎn)品的微型馬達(dá)，大至飛機(jī)發(fā)動機(jī)等大型機(jī)電產(chǎn)品；從重量而言，輕如幾百克的蜂窩移動電話，大到幾噸重的汽車零部件均能適用，已經(jīng)顯示出其它包裝材料無可比擬的巨大優(yōu)越性。正是由于蜂窩紙板的眾多優(yōu)點(diǎn)，尤其是在價格和環(huán)保上的優(yōu)勢，正日益得到世界各國政府的鼓勵和支持，在推廣和應(yīng)用上已出現(xiàn)了令人鼓舞的局面，具有極為廣闊的產(chǎn)業(yè)化市場前景。

在我國，蜂窩材料也日益受到國家有關(guān)部門的重視和扶持，成為近幾年來在高新技術(shù)方面的投資熱點(diǎn)，其中全自動蜂窩紙板生產(chǎn)成套設(shè)備被列入1999年《當(dāng)前國家優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域指南（目錄）》的136項(xiàng)，而蜂窩紙板在2000年４月又被國家計(jì)委確定為近期新材料高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的工作重點(diǎn)，其產(chǎn)業(yè)化趨勢非常明朗。其優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾方面：

蜂窩紙板是一種深受重視，值得推廣的包裝材料。它順應(yīng)了國家產(chǎn)業(yè)政策。包裝是消耗木材的大戶，代木包裝是國家的產(chǎn)業(yè)政策。估計(jì)2000年全國蜂窩紙板的生產(chǎn)能力約為年產(chǎn)蜂窩紙板300萬平方米。些蜂窩紙大約50％用于建材（如門板）、50％用于生產(chǎn)托盤、包裝箱和衛(wèi)生棺。在《出口貨物代木包裝指導(dǎo)目錄》中，蜂窩紙板成為代木首選材料，它不僅能節(jié)約木材，更主要是打破美、加、歐盟等對我國貿(mào)易所設(shè)置的障礙。  

蜂窩復(fù)合材料順應(yīng)價格規(guī)律。今年，木材價格直線上升，所有與木材有關(guān)的行業(yè)都受到影響，如家具行業(yè)，造紙業(yè)和包裝業(yè)等。近年來，非洲、南美洲、東南亞國家都開始控制森林采伐量，出口減少，消費(fèi)需求量并沒有減少反而增加，導(dǎo)致進(jìn)口木材價格不斷上升。用木材包裝不再是低成本，改用其他更經(jīng)濟(jì)的材料勢在必然。蜂窩紙板結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，成本較低，符合價格規(guī)律。  

蜂窩復(fù)合材料符合保護(hù)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的需要。消除白色污染已成為當(dāng)前保護(hù)環(huán)境的重要課題，而運(yùn)輸包裝所大量應(yīng)用的EPS緩沖襯墊，已成為日益嚴(yán)重的白色污染源?！睹商乩麪栕h定書》和《維也納宣言》(我國均為簽字國)規(guī)定，將在2005年實(shí)現(xiàn)消除EPS污染的目標(biāo)。蜂窩紙板具有優(yōu)良的緩沖性能，并可回收利用，是取代EPS的理想材料，符合保護(hù)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的總體方針。

5.結(jié)束語

我國木材資源貧乏，卻是木材消費(fèi)大國。節(jié)約木材，大力發(fā)展替代木材的其他環(huán)保材料，對我國的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展尤為重要。然而，我國是在八十年代后期，才開始進(jìn)行蜂窩制品的研制，比國外滯后了40多年。為了縮小與國外的差距，國家應(yīng)盡快制定有關(guān)蜂窩復(fù)合材料及其產(chǎn)品的相關(guān)法規(guī)，出臺優(yōu)惠政策，投入資金大力扶持蜂窩紙產(chǎn)業(yè)，幫助企業(yè)研究和生產(chǎn)出適合各種需求的專業(yè)蜂窩紙產(chǎn)品，并扶持和完善它的技術(shù)服務(wù)和推廣體系，利用媒體，大力宣傳和倡導(dǎo)蜂窩紙材料的優(yōu)越性和它的各種應(yīng)用，加速它在家具、建筑以及包裝上的推廣和普及，從而盡快緩解木材資源匱乏給國家經(jīng)濟(jì)帶來的壓力。