木工模型或家具製作中，二次鋸切的安全性探討

摘要

    工業系統中機械安全是極重要的一環。人因工程學者將作業員、工業機器、工業環境和作業安全等四大主體當作研究對象，無非在關懷作業員的操作安全與創造安全的工作環境。據調查我國製造業之機械性災害發生件次佔全產業機械性總災害之80%，從勞保資料得知製造業中又以木工家具業災害較為嚴重，足見木工家具製造過程中安全性設計之重要。

    工業設計師從事模型製作常以木材為其材料，而家具模型又多以木材為主要素材。吾人觀察大規模生產之木工家具業之生產流程，在粗工階段需先切除乾燥不良點和天生不良點，並割鋸出適當的尺寸以供成形加工時所用。

而進入細工階段，為完成家具或設計模型型態之任務，必須進一步使用圓鋸、帶鋸、線鋸…..等鉅切類機具進行二次鋸切(Resaw)，即將標準尺寸之木塊按工程圖割鋸成更薄的適用尺寸。二次鋸切因作業較為細緻，需要較高度技巧外，由於薄木片之切割較厚木塊更易產生機械性災害的危險，本文旨就此一問題探討作業安全與防護性設計之做法，提供模型或家具製作者參考。

木工機具之特性

    模型製作所使用之機具以木工和金工為主，其他如陶瓷設備、塑膠真空成形等視型態之需要而採用，多數塑膠模型亦使用木工機具加工，因此，木工機具被視為設計教育單位實習工廠必備之設施。

    由於木工切具在切削木材時所承受的壓力較少於金工切具在切削金屬上。因此，木工機具設計上，如何固定所切木塊或進出木料，相形之下反而比切具的設計更關係到作業安全。此外，在切具壽命上，除了砂輪外，切割木材則比金工之機具較不會有鈍化(Dulling of tools)的現象，由此之故，木工模型製作乃強調表面加工的精緻度甚於機械性能本身。

    大部分木工機具是由下列十二項要件所組成：

1.      機身或基座

2.      切具(如切刀、鋸片、砂磨帶…等)

3.      切具罩蓋

4.      驅動刀具之機構

5.      固定木料之機構

6.      進出木料之機構

7.      驅動送料之機構

8.      操作所需之調節機構

9.      維修所須之調節機構

10.      將F、I、按尺寸切割並裝置釘妥滑軌板。

(Wood雜誌，1985, October, pp.45 “How to build the resawing jig”一文。)

防護性操作程序

    使用檯面鋸，並如上圖附裝防護性道具之前，先慎選木塊。選擇平整亦即沒有彎翹不平(warp)和扭歪不齊(twist)

現象之木塊是確保安全的第一步。

    其次選擇正確的刀具、將刀具調整安置在正確角度上，以及掌握進料木塊之穩定速度則是安全操作先決條件。

    檯面鋸的操作程序中，鋸割薄木片時應使用防護性道具，其操作如下：

    將道具之底座夾緊，升高刀面，使用1/16吋厚或其

倍數厚的長條木片篩入道具牆板與刀面間，並確定木片

接觸導針與導片。(照片1)

    將道具之牆面固定，確定平行檯面鋸之刀具，且垂直檯面。(照片2)

    如照片之操作，使用一小塊木條輕推，割鋸一道約1吋高之溝槽，再上下翻轉，(同一面方向)，如法割鋸。(照片3)

    將刀具升高1/2吋，道具牆板上可先劃尺寸線條，下槽沿著導針及刀片，上槽沿著滑軌板推進。(照片4)

    藉著線槽與滑軌板的密合推進，平安地逐步切割，直到薄木片出現。(照片5)

    用砂紙或砂磨機磨平。(照片6)

除了檯面鋸之外，帶鋸也應製作防護性道具，並按防護性操作程序之作法操作如下：

用一塊正矩形板量測，並確定鋸帶垂直檯面。(照片1)

    如照片，作一塊輔助牆板當作防護性道具。將牆定位在比預計割鋸木板厚度超出約1/16吋處，使割鋸後之木塊能有預留砂磨的空間。(照片2)

    另一面亦裝設擋板，如照片所示。(照片3)

    推進時右手緊按住輔助牆板，左手緩推，及至木塊尾端時應用預先準備之木塊推出。(照片4)

基本的機械安全設計

    機械安全設計可分成本質性安全(intrinsic safety)和安全防護設計(safeguard design)兩類。安全防護設計是在設計師無法充分顧及操作安全時的第二道防線。

    目前常見的安全防護設計有下列八類：Fixed guards、Interlocked guards、Automatic guards、Trip devices、Adjustable guards、Self-adjusting guards、Two-hand controlDevices和Ergomics of machinery guards。(有關鋸切類之安全性機構設計筆者正研究中，將另文發表)。

心得與建議

    機械安全是工業系統中最重要的一環，安全設計將會是工業設計的重點主題之一。我們容易注意到大環境的安全(如核能安全)，卻忽略個人行、住、坐、臥、工作與娛樂的安全。事實上職業性災害日益嚴重，有一天工業設計師或許會發現他所要解決的安全設計問題，竟會是發生在他自己製作木工模型時的切身問題。所謂救人自救吧？

    二次鋸切的木板最好選用3/4吋或1-1/16吋厚，含水量經熱窯乾燥至8~10%。空氣自然乾燥的木材容易翹曲和扭彎。切割厚度若低於1/8吋，翹曲現象則難免。至於木材種類的選擇，據美國C.F. Martin Company的鋸木廠部門主任Linda Davis的經驗，maple較差而oaks、walnut和cherry則較佳。而二次鋸切之木板，又以首次鋸切採用四分之一鋸法(Quarter-sawn)較平鋸法(flat-sawn)為佳。

謝誌：

    以往筆者研究有關家具的課題常侷限於造形設計與材料上，對於製程安全的著手研究，則必須感謝工研院機械所工業設計部朱聿嘉經理的鼓勵，筆者今年七、八月間，幸逢教育部安排在工研院研究訪問，如果沒有朱經理的指導，以及工業安全衛生中心馬主任、范經理及其他同仁的協助，本文內的資料將難以收集，謹此一併感謝。