木质层压板广泛用于滑雪板、单板滑雪板以及车辆内饰件等场景，凭借重量轻、易加工等优点受到青睐。但这种轻量化材料也存在明显短板：沿木纹垂直方向的韧性较差，一旦受到垂直于表面的剥离载荷，各层木片很容易发生层间剥离。

由格拉茨工业大学（TU Graz）车辆安全研究所的弗洛里安·费斯特（Florian Feist）带领的团队，与 W.E.I.Z. 创新中心及多家工业伙伴合作，开发出一种通过“缝合”来加固木质单板的新方法，专门用于抑制层间剥离失效。

实验结果表明，经过缝合处理的单板在剥离载荷下的最大承载力是未缝合单板的 4 倍，而在剥离模式下的断裂能量则达到未缝合层压板的 14 倍。除了在车辆制造和体育休闲装备中的应用前景外，这项技术也可延伸至家具和建筑领域，例如制造可折叠的桥梁构件或可折叠长椅等结构件。

胶粘剂的潜在替代或补充

“我们的思路是只在木材最薄弱、最需要加固的部位进行强化。”费斯特解释道，“通过有针对性的缝合，我们可以对胶粘剂或层压树脂起到补强作用，甚至在某些情况下部分替代它们。这个理念与土木工程中混凝土钢筋加固的原理类似。”

他进一步说明：“就像混凝土中的钢筋承担拉力一样，木材中的缝线可以承受关键的拉伸和剥离力。对于抵抗剥离载荷尤其有效，能显著延缓层压板各层之间的脱离。”

研究团队系统考察了木材种类、纱线材料、针头几何形状以及材料调理方式之间的相互作用。他们需要找到一种能推开木纤维而不是切断纤维的针头形状。最终，三角形针尖被证明最为合适。纱线方面则选用了尼龙，在刚度与断裂伸长之间取得了较好的平衡。

缝合过程采用标准工业缝纫机完成，常规缝速约为每分钟 1 米，最高可达每分钟 2.5 米。可缝合的层压板厚度最高可达 20 毫米，并且可以与金属板等其他材料进行连接。

与传统胶合或树脂层压工艺相比，这种缝合技术在时间上具有明显优势，尤其适用于体育休闲行业中尺寸较小的工件，因为在传统工艺中，固化时间往往占据了生产周期的大部分。

作为榫槽或柔性接缝使用

在机械性能测试中，缝合技术展现出显著优势。正如前文所述，在垂直于表面的剥离载荷下，缝合层压板的最大承载能力提升了 4 倍，构件在失效前所吸收的断裂能量提升了 14 倍。

不过，在纯剪切载荷（导致各层相对滑移的工况）下，并未观察到明显改善。如果以一定角度插入刚度更高的线材，理论上可能带来提升，但这会大幅增加生产工艺的复杂度。

这项技术也为结构设计提供了新的思路。例如，可以通过缝合织物来形成柔性的木质连接，这些织物可作为类似榫槽或接缝的结构元件。研究团队已与因斯布鲁克大学合作，在示范项目中实现了相关概念，包括可折叠、便于运输的桥梁，以及兼具稳定性和灵活性的折叠长椅等。

小面积应用中的显著收益

“在体育器材设计或车辆内饰部件开发中，我们的技术提供了非常有吸引力的可能性。”费斯特指出，“但需要明确的是，缝合并不适合用于大面积整体加固，而是应针对局部高剥离应力区域进行布置。在这些小面积关键区域，缝合带来的优势远大于其局限。”

本研究项目的合作伙伴包括针头制造商 Groz-Beckert、Fill Machinenbau、Weitzer Woodsolutions 以及 W.E.I.Z. 创新中心。相关的后续研究将整合进 Wood Vision Lab，继续推进木材缝合加固技术的开发与应用。