Выполнение проекта в материале

Министерство образования и науки Российской Федерации Сибирский федеральный университет

ВЫПОЛНЕНИЕ ПРОЕКТА В МАТЕРИАЛЕ Учебно-методическое пособие к выполнению лабораторных работ

Электронное издание

Красноярск СФУ 2016

УДК 745.5(07) ББК 85.125.8/.9я73 В927 Составители:

В927

Звонарева Полина Павловна Орлов Александр Анатольевич

Выполнение проекта в материале : учеб.-метод. пособие к выполнению лабораторных работ [Электронный ресурс] / сост. П.П. Звонарева, А.А. Орлов. – Электрон. дан. – Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2016. – 41 с. – Систем. требования: PC не ниже класса Pentium I; 128 Mb RAM; Windows 98/XP/7/8/10; Adobe Reader V8.0 и выше. – Загл. с экрана.

Приводится методические указания по изучению курса «Выполнение проекта в материале». Предназначено для бакалавров направления подготовки 54.03.01. «Дизайн». УДК 745.5(07) ББК 85.125.8/.9я73 © Сибирский федеральный университет, 2016 Электронное учебное издание Подготовлено к публикации издательством Библиотечно-издательского комплекса Подписано в свет 8.04.2016. Заказ № 1083 Тиражируется на машиночитаемых носителях Библиотечно-издательский комплекс Сибирского федерального университета 660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 82а Тел. (391) 206-26-67; http://bik.sfu-kras.ru E-mail: [email protected]

Содержание Введение………………………………………………………...…………..4 1 Классификация соединений в мебельных изделиях….…………..……5 1.1 Разъемные соединения в мебельных изделиях…..……………..…..5 1.2 Неразъемные мебельные соединения…………………………....….8 2 Художественная обработка древесины и материалов на её основе....13 2.1 Резьба по дереву …………………………………………………...13 2.2 Токарная обработка ………………………………………………..23 2.3 Фрезерование ……………………………………………………....24 2.4 Тиснение …………………………………………………………....26 2.5 Мозаика …………………………………………………………….27 2.6 Металлизация ………………………………………………………30 2.7 Имитационная отделка ……………………………………………..31 3 Содержание лабораторных занятий ………………………………..…38 3.1 Соединение двух деталей из ДСП с помощью евровинтов, шкантов. Соединения двух деталей из массива древесины с помощью шиповых соединений…………………………………….…38 3.2 Изготовление табурета из массива древесины……………………...39 3.3 Выполнение мозаики на изделии из древесины (табурете)… ……40 Библиографический список ……………………………………………...41

3

Введение Основная цель лабораторных работ по курсу «Выполнение проекта в материале» - формирование целостного представления бакалавра о видах и техники выполнение мебельных соединений, а также самостоятельное выполнение мебельного изделия в материале. Задача лабораторных работ – научить обучающего правильно и точно проектировать, изготавливать детали, соединения и в конечном итоге готовое мебельное изделие собственными силами под руководством преподавателя. Выполнение мебельного изделия в материале будет содействие приобретения бакалавром общекультурных (ОК-1, ОК-14) и профессиональных компетенций (ПК-1; ПК-2; ПК-3; ПК-4; ПК-5; ПК-6). В результате выполнения данных лабораторных работ студент закрепит теоретические знания: конструктивные особенности мебели, технические характеристики оборудования для производства мебели, технику безопасности при работе на ручном инструменте и станках для мебельного производства. Научится эффективно использовать древесину и древесные материалы при изготовлении изделия, излагать правила и требования специальной художественной отделки мебели различными материалами и применять это практике. Овладеет навыками работы с деревообрабатывающим оборудованием и инструментом. К выполнению лабораторных работ допускаются студенты, прошедшие инструктаж по технике безопасности при работе в лаборатории. Все лабораторные работы должны проводиться под руководством преподавателя. Проходы к средствам пожаротушения, водопроводным кранам должны быть свободными. Не разрешается оставлять включенное оборудование и электроинструмент без наблюдения. Качество усвоения курса студентом «Выполнение композиции в материале» проверяется путем сдачи зачета. К итоговой аттестации допускается студенты, успешно выполнившие и защитившие лабораторные работы.

4

1 Классификация соединений в мебельных изделиях Все мебельные соединения можно разбить на два основных типа: • разъемные; • неразъемные. Для выбора мебельной фурнитуры, следует придерживаться некоторых основных условий, а именно: a. Фурнитура должна выдерживать предполагаемую нагрузку в изделие с небольшим запасом. b. Фиксирующие элементы на готовом изделии должны быть по возможности невидимы, а видимые элементы крепежа должны быть закрыты декоративными заглушками. c. Возможность последующей сборки-разборки изделия. Рассмотрим основные типы мебельных соединений и примеры их применения. 1.1 Разъемные соединения в мебельных изделиях Разъемные соединения позволяют собрать и разобрать конструкцию. В свою очередь, такие соединения подразделяются на стационарные и подвижные. Стационарные разъемные соединения обеспечивают постоянное взаимное расположение соединяемых частей. К ним относят соединения на стяжках, шурупах и шкантах без клея (рисунок 1.1). Подвижные соединения – это соединения на петлях, роликах, а также с применением направляющих. Шурупами. В мебельных соединениях скрепление деталей шурупами весьма распространено, хотя это соединение трудоемкое. Его применяют для крепления многих видов фурнитуры и других элементов. Шурупы различают в зависимости от формы головки и длины резьбы. Форма головки бывает полукруглая, плоская (потайная), полупотайная, шестигранная. На поверхности головки делается прорезь для довинчивания шурупа в форме паза или двух перекрещивающихся пазов. Прочность разъемного соединения шурупами выше прочности гвоздевого соединения. Ее определяет такой показатель, как сопротивление выдергиванию. Этот показатель зависит от размеров шурупа, длины резьбы и материала соединяемых деталей. Чем выше плотность материала, тем прочнее данное мебельное соединение. Прочность разъемного соединения шурупами, ввинченными вдоль волокон, почти в 2 раза ниже прочности разъемного соединения шурупами, у которых ось перпендикулярна направлению волокон. Пласть и кромка древесностружечной плиты по-разному удерживают шуруп. Сопротивление выдергиванию из кромки плиты очень незначительно. Размер шурупа выбирают в зависимости от предполагаемых нагрузок и толщины присоединяемой детали. Шуруп должен войти в деталь, к которой производят крепление, на 2/3 всей длины. С каждым увеличением диаметра шурупа на 0,5 мм сопротивление выдергиванию увеличивается до 0,5 МПа, а при увеличении глубины ввертывания на каждые 5 мм сопротивление выдер5

гиванию увеличивается до 3 МПа. Длина резьбы должна быть равной глубине ввинчивания, поэтому для крепления тонких деталей надо брать шурупы, имеющие нарезку резьбы по всей длине. В деталях, соединяемых шурупами, необходимо выбирать отверстия. Диаметр отверстия у прикрепляемой детали равен диаметру шурупа в ненарезанной части. Диаметр отверстия у детали, относительно которой производят крепление, равен внутреннему диаметру резьбы шурупа. Шурупы применяют для установки многих видов фурнитуры - петель, защелок, задвижек, направляющих и т. п., для крепления конструктивных элементов незначительной толщины, например стенок и дна ящика. Виды и основные размеры шурупов приведены в специальной литературе. Шурупы относятся к разборным соединениям, но, несмотря на это многократно собирать и разбирать их не рекомендуется, так как прочность при этом каждый раз снижается на 10 %. Стяжка. Это крепежное изделие, которое обеспечивает необходимую плотность и прочность соединения элементов, расположенных друг относительно друга в заданном направлении. Чаще всего они соединяют элементы под углом 90°. Стяжки должны обеспечивать быструю и надежную сборку изделия, не мешать его эксплуатации и не ухудшать внешний вид. Конструкция стяжек должна исключать возможность самопроизвольного разъединения элементов при нормальной эксплуатации. Основные типы стяжек: ƒ винтовые; ƒ эксцентриковые; ƒ крючковые. Винтовые стяжки существуют нескольких видов. Они бывают различной модификации, отличаются друг от друга проработкой отдельных элементов, но главными деталями всех винтовых стяжек являются винт и гайка. Прочность крепления элементов стяжки обеспечивается за счет резьбового соединения. Этот вид стяжки можно использовать для угловых концевых и серединных соединений стенок корпусной мебели. Такие разъемные соединения получаются достаточно прочными. Крепежные элементы стяжки располагают в закрытых заглушиной отверстиях, поэтому возможна ее установка на открытых (просматриваемых) участках изделия. Стяжка не ухудшает эстетические и функциональные качества изделия. Недостаток стяжки - относительно большая трудоемкость установки. Винтовые стяжки требуют при сборке корпусов дополнительной фиксации стенок шкантами. Это снижает технологичность конструкции. Эксцентриковые стяжки. Основные элементы такой стяжки - гайка, винт или стержень, эксцентрик и заглушина. Ось эксцентрика смещена относительно оси его вращения. Поворотом эксцентрика осуществляется его заклинивание, что и обеспечивает соединение, которое хотя уступает по прочности соединению на винтовых стяжках, но зато менее трудоемко. Оба вида стяжек обеспечивают аналогичные эстетические и функциональные качества 6

изделия. Размеры элементов винтовых и эксцентриковых стяжек и установочные размеры их регламентированы ОСТ 13-78 - 79.

Рисунок 1.1 – эксцентриковой стяжки

Разъемное

соединение

деталей

с

помощью

Рисунок 1.2 – Разъемное соединение деталей с помощью крючковой стяжки Крючковые стяжки. Такие стяжки просты по конструкции. Представляют собой металлические пластины с вырезами и крючками, посредством которых они и соединяются друг с другом (рисунок 1.2). Пластины крепят шурупами. Крючковые стяжки можно применять в случаях, когда разъемные соединения испытывают нагрузки в одном направлении. В связи с этим их применение ограничено. 7

1.2 Неразъемные мебельные соединения Неразъемные соединения - не предполагают разборки конструкции. Неразъемные соединения осуществляют с помощью гвоздей, скоб, клея и бесшурупной фурнитуры. Рассмотрим основные типы неразъемных соединений. Соединения с помощью клея. Самой широко распространенной в мебельном производстве группой среди неразъемных соединений являются соединения с помощью клея. Благодаря им создают конструкции различных форм и назначения. Клеевые мебельные соединения имеют ряд положительных качеств. Они достаточно технологичны, повышают формоустойчивость, имеют высокую прочность, снижают вероятность растрескивания. Соединения на шканты. Широко распространены в мебельных изделиях шкантовые неразъемные соединения. Это объясняется их следующими положительными качествами: − минимальная трудоемкость изготовления элементов соединения (отверстия и шканта) по сравнению с иными шиповыми соединениями; − применение шкантовых соединений позволяет экономить до 10 % материала соединяемых деталей; − основным конструкционным материалом для мебельных изделий являются древесностружечные плиты. Изготовление шипов и проушин на них невозможно из-за особенностей структуры, поэтому шкантовые мебельные соединения деталей из древесностружечной плиты дают необходимую прочность. Шиповые мебельные соединения. Основными элементами шиповых соединений являются шип, проушина, гнездо, гребень и шпунт. Шип - выступ на конце детали, который имеет определенную форму и размеры. Шип входит в гнездо, проушину или шпунт. Гнездо - это отверстие или углубление в детали. Проушина - это отверстие на конце детали, открытое с двух или трех сторон. Размеры и форма шипа соответствуют форме и размерам гнезда или проушины. Шпунт (паз) - это углубление в детали на всю его длину. Гребень - это выступающая часть детали, совпадающая по форме и размерам со шпунтом. По форме шипы бывают круглыми, плоскими, зубчатыми и трапециевидными (ласточкин хвост). Шипы могут быть вставными (являющимися самостоятельными деталями) и цельными (выполненными непосредственно на конце детали). Вставные круглые шипы называются шкантами. Плоскости боковых граней шипов называются щечками. Уступы, которые образуют переход от бруска к телу шипа, называют заплечиками. Длина шипа - это расстояние от торцевой его грани до заплечиков, толщина - расстояние между щечками шипа, а ширина - поперечный размер щечки. С помощью шипов образуют неразъемные соединения, такие как: ƒ угловые серединные; ƒ угловые концевые; ƒ угловые ящичные; 8

ƒ по длине; ƒ по кромкам. Шиповые мебельные соединения бывают: открытые (после соединения поверхность верхней грани шипа становится видимой); сквозные (торец шипа выходит на видимую поверхность своей торцевой гранью); с полупотемком (после соединения видна лишь часть верхней грани шина); с потемком (после соединения все боковые грани шипа становятся невидимыми); на прямой шип (грани элементов шипового соединения взаимно перпендикулярны); на ус (торцевые грани соединяемых брусков срезаны под острым углом, чаще всего равным 45°). Основные виды шиповых мебельных соединений и их размерная взаимосвязь регламентируются ГОСТ 9330-2000. Прочность шиповых мебельных соединений зависит от плотности соприкосновения элементов и площади склеивания. Угловые концевые, серединные и ящичные соединения служат для создания объемных конструкций (рамок, коробок, ящиков). Соединения на шип прямой открытый одинарный, двойной или тройной отличаются друг от друга по прочности, и, следовательно, выбор соединения будет определяться величиной нагрузок при эксплуатации. Соединения на шип с потемком и полупотемком (сквозные или несквозные) уступают по прочности открытым шиповым мебельным соединениям. Но они предохраняют бруски от выворачивания при их сборке. Во всех несквозных неразъемных соединениях предусматривают зазор (не менее 2 мм) между торцом шипа и стенкой гнезда. Это делают для того, чтобы избежать разрушения конструкции в момент неизбежных деформаций, вызванных гигроскопичностью древесины. На рисунке 1.3 представлено простейшее столярное соединение шипа в гнездо или в проушину (шип - это выступ на торце бруска, гнездо - отверстие, в которое заходит шип).

Рисунок 1.3 - Простейшие шиповые соединения: а - в гнездо; б - в проушину; 1 - шип; 2 - гнездо, проушина.

9

Рисунок 1.4 - Виды шиповых соединений: а - одинарный; б - двойной; в - круглый; г, д - зубчатые; е – глухой шип; ж – шип в потемок; з – шип и полупотемок; и – проушина; 1 – торцовая грань; 2 – заплечики; 3 – боковые грани; 4 - гнездо. В практике часто встречаются угловые концевые соединения. Для расчета элементов таких применяют зависимости, представленные на рисунке 1.5.

10

Рисунок 1.5 - Угловые соединения: а - на шип открытый сквозной одинарный (УК-1); б - на шип открытый сквозной двойной (УК-2); в - на шип открытый сквозной тройной (УК-3); г - на шип с полупотемком несквозной (УК-4); д - на шип с полупотемком сквозной (УК-5); е - на шип с потёмком несквозной (УК-6); ж - на шип с потёмком сквозной (УК-7); з - на шипы круглые вставные, несквозные и сквозные (УК-8); и - на «ус» со вставным несквозным круглым шипом (УК-9); к - на «ус» со вставным несквозным плоским шипом (УК-10); л - на «ус» со вставным сквозным плоским шипом (УК-11) 11

На рисунке 1.6 приведены виды угловых серединных соединений (УС).

Рисунок 1.6 - Угловые серединные соединения: а - на шип одинарный несквозной (УС-1); б - на шип одинарный несквозной в паз (УС-2); в - на шип одинарный сквозной (УС-3); г - на шип двойной сквозной (УС-4); д - в паз и гребень несквозной (УС-5); е - в паз несквозной (УС-6); ж - на шипы круглые вставные несквозные (УС-7); з - на шип 'ласточкин хвост' несквозной (УС-8) Размеры шипов и других элементов угловых серединных соединений должны быть: в соединении УС-3 S1=0,4S0; S2= 0,5 (S0 - S1); b - не менее 2 мм; l1 = (0,3-0,8)B, l2 = (0,2-0,3)B1. В соединениях УС-1, УС-2 допускается двойной шип, при этом S1 = 0,2S0; R соответствует радиусу фрезы. Для соединения УС-4 S1=S3=0,2S0; S2=0,5[S0 - (2S1+S3)]. Для соединения УС-5 S1=(0,4-0,5)S0; l=(0,3-0,8)S; S2=0,5(S0 - S1); b - не менее 2 мм. Для соединения УС-6 l=(0,3-0,5)S0; b - не менее 1 мм. Для соединения УС-7 d = 0,4; l = (2,5-6)d; l1 > на 2-3 мм l. Для соединения УС-8 l = (0,3-0,5)В1; S1 = 0,85S0. Полученный размер следует округлить до ближайшего размера фрезы (13, 14, 15, 16 и 17 мм), но не менее S0. Расчетные толщины шипов и диаметры шкантов соединений типа УС округляют до ближайшего размера фрезы (4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20 и 25 мм), а угол α устанавливают в зависимости от конструкции изделия.

12

2. Художественная древесины и материалов на ее основе Художественная обработка древесины – это индивидуальный творческий подход, когда мастер разрабатывает способ изготовления и отделки декоративного изделия из древесины. На сегодняшний день художественную обработку древесины разделяют на виды: 1) Резьба; 2) Токарная обработка; 3) Фрезерование; 4) Тиснение; 5) Мозаика; 6) Металлизация; 7) Имитационная отделка. 2.1 Резьба по дереву Благодаря доступности материала, сравнительно легкой и хорошей обрабатываемости, декоративным свойствам, из дерева можно создавать разнообразные по форме, цвету и фактуре детали и изделия. Среди художественных работ резьба по дереву является одной из наиболее распространенных. Существуют следующие основные виды резьбы: • плосковыемчатая или углубленная; • плоскорельефная; • рельефная; • прорезная или ажурная; • скульптурная или объемная; • домовая (корабельная). Каждая из этих групп, в свою очередь, делится по характеру рисунка и технике выполнения. 2.1.1 Плосковыемчатая или углубленная резьба Плосковыемчатая резьба характеризуется тем, что ее фоном является плоская поверхность, украшаемая изделие или заготовки, а рисунок образуют различной формы углубления – выемки. В зависимости от формы выемок и характера рисунка плосковыемчатая резьба может быть: контурной, геометрической или скобчатой. 2.1.2 Контурная резьба Контурная резьба по технике выполнения является самой простой. Она представляет собой линейный, несколько углубленный рисунок из прямых, 13

извилистых или ломаных линий в виде двухгранной или полукруглой выемки на ровной поверхности древесины.

Рисунок 2.1 - Последовательность выполнение контурной резьбы и пример ее применения Выполняется резьба в два приема: а) Надрезка. Установленный на контуре резак слегка наклоняют к поверхности рисунка, и, углубив его кончик на 1,5-2 мм режут на себя. б) Подрезка. Резак под наклоном в противоположную сторону также ведут на себя. В результате получается выемка в форме треугольника. Фон иногда чеканят или выбирают полукруглой стамеской. Большое распространение получила резьба по черному лаку. Контурная резьба использовалась в украшении дома, мебели, посуды. 2.1.3 Геометрическая резьба (трехгранно-выемчатая) Сочетание и повторение этих элементов создают множество вариантов разнообразных орнаментов.

14

Рисунок 2.2 - Элементы геометрической резьбы

Кроме простых геометрических композиций из простых элементов можно формировать анималистические, растительные и другие изображения.

Рисунок 2.3 - Композиции из геометрических орнаментов

15

Рисунок 2.4 - Анималистическое изображение из геометрических элементов 2.1.4 Скобчатая резьба Скобчатая резьба является разновидностью геометрической, древесина накалывается полукруглой или плоской стамеской с кругленными краями и подрезается ножом-косяком или полукруглой стамеской. След от лезвия стамески на поверхности древесины похож на скобу или ноготь, поэтому скобчатую резьбу называют иногда ногтевидной.

Рисунок 2.5 - Технология выполнение скобчатой резьбы Скобчатая резьба отличается плавными округлыми линиями и мягким переходом светотеней в желобчатых выемках. Скобчатой резьбой выполняют как отдельные самостоятельные орнаментальные полосы, розетки, геометрические фигуры и как элементы рельефной и скульптурной резьбы. 16

Чаще всего в технике скобчатой резьбы украшают изделия по контуру или выполняют чешуйчатый орнамент.

Рисунок 2.6 - Элементы скобчатой резьбы

2.1.5 Плоскорельефная резьба Плоскорельефная резьба широко распространена в домовой резьбе и в изготовлении различных сувениров. Характеризуется выбиранием или углублением фона вокруг орнамента на глубину 5-7 мм. В плоскорельефной резьбе изображение принимает объемные формы, сохраняя одинаковую высоту большинства выступающих плоскостей при одинаковой глубине фона. Плоскорельефная резьба дает возможность резчику выполнять различные композиции с растительным орнаментом, изображением животных, птиц и человека. Плоскости орнамента могут быть: 1) вогнутыми; 2) прямыми; 3) выпуклыми. Фон в плоскорельефной резьбе бывает: Заоваленный. Резьба с заоваленным контуром или фоном является наиболее 17

простым видом плоскорельефной резьбы. Напоминает контурную резьбу, так как контур рисунка состоит из двухгранных выемок, немного заоваленных. Подушечный. Резьба с подушечным фоном отличается от предыдущих видов тем, что фон нигде не остается плоским. Рисунок круто заоваливают со стороны контура и более отлого со стороны фона, который по форме напоминают подушечки. Выбранный. Резьба с выбранным фоном выполняется так же, как и резьба с заоваленным контуром, но фон выбирается на определенную глубину. Фон можно сделать ровным, зачеканить или заполнить профильными прорезками.

Подобранный. Выполняют аналогично резьбе с заоваленным фоном, но фон вокруг орнамента выбирают под определенным углом наклона к плоскости. Поднутренный. Резьба с поднутренным фоном, похож на резьбу с выбранным фоном, с той лишь разницей, что фон заходит под орнамент. Можно выделить разновидности плоскорельефной резьбы, например, такие как: а) Ажурная (прорезная) резьба. Фон узора выбирается полностью сквозным выпиливанием или высверливанием. В технике ажурной резьбы выполнены наличники, карнизы, ставни, причелины, ветреницы, подкрылки в русских и белорусских избах. б) Накладная резьба. Это ажурная резьба, прикрепленная к деревянной плоскости.

Рисунок 2.7 - Изделия, изготовленные с применением плоскорельефной резьбы 18

Плоскорельефная резьба широко применялась и применяется для украшения мебели, различных сувениров, в домовой и интерьерной резьбе. 2.1.6

Глухая рельефная резьба

Глухая рельефная резьба – это резьба с непрорезанным (глухим) фоном, высоким рельефным узором, почти не имеющая плоской поверхности. Рельефная резьба подразделяется на: ¾

Барельефную резьбу – с низким рельефом, если выпуклое изображение

выступает над поверхностью фона не более чем наполовину своей толщины.

Рисунок 2.8 - Сюжетная композиция с использованием барельефной резьбы ¾ Горельефную резьбу – с высоким рельефом, в котором выпуклое изображение выступает над поверхностью фона более чем на половину своего объема. Рельефная резьба отличается от других видов большей выразительностью, декоративностью, обилием светотени, свободной композицией. В домовой резьбе она обычно выполняется крупномасштабно. Рельефной резьбой покрывают фризы домов, лобовые доски, наличники, элементы ворот, входов и многое другое.

19

Рисунок 2.9 - Икона, выполненная в технике горельефной резьбы 2.1.7 Прорезная резьба Прорезная резьба - резьба с удалением фона. Выпиливанием получают криволинейные детали, предназначенные для мебели, элементов домовой резьбы, сувениров.

Рисунок 2.10 - Пример контурной прорезной резьбы Прорезная резьба может быть контурной, сквозной, ажурной, накладной: 9 при контурной резьбе обрабатывают незамкнутыми прорезями кромки заготовок; 9 сквозная резьба, в данном случае прорези делают замкнутыми внутри заготовки. Это детали карнизов, различные сувениры, элементы мебели; 20

Рисунок 2.11 - Декоративные филенки, выполненные в технике сквозной резьбы 9 ажурная резьба является сквозной резьбой с дополнительной обработкой рисунка заоваливанием или плосковыемчатой резьбой;

Рисунок 2.12 - Пример декоративной композиции выполненной технике ажурной резьбы

в

9 накладная резьба состоит из элементов прорезной резьбы наклеенных на плоскую поверхность, используется для декорирования мебели и домовой резьбе;

21

Рисунок 2.13 - Шкаф, украшенный накладной резьбой 2.1.8 Лазерная резка Альтернативой пилению древесины является лазерная резка. Лазерная резка позволяет получать различные орнаменты прорезной резьбы, при чем участки вырезанного фона можно использовать как декоративный элемент (нет отходов). Газовый лазер (активное вещество – СО2) мощностью 200 Вт образует пучок лучей, который с помощью системы зеркал и линз концентрируется и направляется на обрабатываемую заготовку. Для быстрого удаления продуктов сгорания обрабатываемого материала из зоны резания через сопло с большой скоростью выбрасывается инертный газ, подаваемый через штуцер. Перемещение лазерного луча относительно заготовки осуществляется автоматически по программе. Для тонких листовых материалов ширина щели составляет 0,3-0,4 мм, для фанеры толщиной 18мм - 0,7 мм. Обрабатываемые заготовки должны быть толщиной до 50 мм. Процесс фигурной резки древесных материалов широко используется на многих малых предприятиях при изготовлении наличников, карнизов, кронштейнов, мебели и кухонных изделий, шкатулок, сувениров и художественных изделий, эмблем и товарных знаков из драгоценных пород дерева. Раскрой материалов из доски, фанеры, древесно-стружечных плит толщиной до 40 мм осуществляется по сложному программируемому контуру при ско-

22

рости реза до 3 м/мин. Особый интерес представляет при этом изготовление художественного инкрустированного паркета.

Рисунок 2.14 - Сувениры, выполненные лазерной резкой По сравнению с традиционными методами лазерная резка обладает рядом неоспоримых преимуществ: - при лазерной резке отсутствует механическое воздействие на обрабатываемый материал; - сфокусированное лазерное излучение регулируемой мощности - идеальный инструмент, обеспечивающий качественную гладкую поверхность кромки реза любого материала независимо от его теплофизических свойств; - точность позиционирования лазерной головки составляет 0,08 мм, за счет чего достигается высокая точность взаимного расположения элементов заготовки; - применение лазерной резки, возможно, на легкодеформируемых и нежестких деталях; - лазерный луч имеет диаметр около 0,25 мм, что позволяет создать отверстие диаметром от 0,50 мм; - за счет большой мощности лазерного излучения обеспечивается высокая производительность процесса лазерной резки; - возможность получить качественный срез, не требующий дополнительной обработки; - возможность изготовить изделия любой сложности, в любом количестве и практически из любого материала.

23

2.2 Токарная обработка древесины

Точение один из наиболее распространенных видов художественной обработки дерева. Точеные изделия отличаются красотой и законченностью форм, гладкой поверхностью, простотой и быстротой изготовления. В настоящие время токарные станки снабжены электроприводом, а некоторые механическим и даже автоматическим управлением. Точеные детали находят свое применение в мебели, интерьере, бытовой утвари, сувенирах, игрушке и др. Технология токарной обработки позволяет получить детали круглого сечения с различным профилем, витые колонки, полые детали, разрезанные вдоль, поперек или под углом детали можно использовать как элементы накладной резьбы. Для токарных работ пригодны почти все породы древесины. Выбор породы определяется назначением, размерами, конструкцией, условиями использования изделия, а также требованиями художественно – декоративного характера. С точки зрения обработки материала предпочтительна однородная по плотности мелкослойная древесина. Не допускаются такие пороки, как несросшиеся, выпадающие, табачные сучки, смоляные карманы, трещины и гнили. Такие пороки как волнистость, свилеватость, завитки значительно повышают декоративные свойства. Из твердых лиственных пород применяют самшит, груша, яблоня, клен, платан, береза, граб, бук, а из крупнососудистых – ясень, дуб, орех. Из мягких пород чаще всего применяют липу, ольху. Из хвойных пород – сосну, ель, тис, лиственницу. 2. 3 Фрезерование Фрезерование древесины – это вид резания с помощью вращающихся фрез, имеющих одну, две, или несколько режущих кромок. Фрезерование производится только механическим способом с помощью ручных фрезерных машинок и на различных фрезерных станках. Фрезерованием получают различные профильные поверхности, пазы, шипы, гребни, проушины. Фрезерные станки с верхним расположением шпинделя (ВФК) служат для обработки деталей с криволинейными контурами, создания пазов и фигурных рельефов на пласти заготовки. 24

Рисунок 2.15 - Общий вид фрезерного станка с верхним расположением шпинделя Всеобщее признание получили многопозиционные обрабатывающие центры и фрезерные станки с ЧПУ для обработки различных деталей из массивной древесины, ДСтП, МДФ и других материалов.

Рисунок 2.16 - Мебельный фасад с фрезеровкой, выполненной на деревообрабатывающем центре В набор выполняемых на них операций входит форматная обработка и профилирование, сверление, выборка пазов, пиление во всех вариантах, облицовывание кромок с полной последующей обработкой, художественная обработка деталей. Высокая производительность и гибкость в выборе технологий обработки является причиной широкого использования центров, как в малых производствах, так и на крупных предприятиях.

25

Также успешно применяются фрезерно – гравировальные станки, которые имеют один или несколько фрезерных шпинделей и используются для криволинейного раскроя, гравировки, создания рельефных поверхностей. В качестве режущего инструмента используют различные концевые фрезы. Перемещение инструмента идет по заданной программой траектории. Фрезерно – гравировальные станки позволяют создавать 3D-рельефы на заготовках, их широко применяют для создания декоративных элементов, мебельных и дверных фасадах, в производстве рекламной продукции.

Рисунок 2.17 - Формирование рельефа на фрезерном станке с ЧПУ

2.4 Тиснение Одним из способов получения рельефного декора при создании мебели или других изделий является - тиснение. Тиснение - это выдавливание рисунка на размягченной поверхности древесины или древесных материалов. Орнамент получают под действием давления и температуры в специальных пресс формах. Размягчение поверхности древесных волокон и повышение их пластичности достигается их пропаркой или обработкой раствором соляной кислоты. На подготовленную таким образом поверхность накладывают пресс форму (обычно из стали) с выгравированным на ней негативом рисунка и прессуют. Давление прессования 200-250 Н на 1 см2. Для тиснения рекомендуется применять древесину бука, березы, ели, ольхи, липы, клена, дуба. Тисненые рельефы не шлифуют, поэтому возможна одновременная с тиснением отделка их мочевиномеламиновой пленкой. 26

Рисунок 2.18 - Варианты обработки поверхности древесины тиснением Тисненые детали обладают большой способность к короблению, поэтому их нужно делать тонкими и наклеивать на лицевые поверхности массивных элементов. Кроме древесины и шпона тиснением можно декорировать древесностружечные и древесноволокнистые плиты.

2.5 Мозаика Мозаикой (от лат. musivum - посвященное музам) называется орнаментальное, предметное или сюжетное изображение, набранное из кусочков одного или нескольких материалов на какой-либо поверхности. В мозаике могут употребляться самые различные материалы, в том числе и дерево. Мозаика из дерева относится к произведениям декоративноприкладного искусства. Она служит для отделки предметов нашего быта: мебели, шкатулок и сувениров, наборных композиций, панно, портретов. Используя в работе разные породы древесины, естественную игру цвета и рисунок материала даже одной породы, можно достичь большой выразительности изображения. Разновидности мозаики: - Блочная мозаика изготавливается из предварительно склеенных блоков различного материала, цвета и сечения, разрезанных поперек на множество тонких одинаковых пластин. Пластинки можно вставлять в углубления или наклеивать на поверхность изделия, можно изготавливать изделия из блоков, склеенных из различных материалов или пород деревьев.

27

Рисунок 2.19 - Блочная мозаика

Рисунок 2.20 - Точеный стакан, блочная мозаика

Разновидностью блочной мозаики считается Чертозианская мозаика. Чертозианская мозаика является прототипом блочной, но блоки склеиваются из различных материалов (древесины, кости, рога). В эпоху Возрождения эта мозаика использовалась монастырем “Чертоза Павийская” в Италии, откуда и получила свое название.

Рисунок 2.21 - Кресло, украшенное чертозианской мозаикой 28

Мозаика из дерева может быть выполнена в виде инкрустации, когда вместе с древесиной употребляются другие отделочные материалы, а также в виде интарсии, маркетри, если используется для мозаики только древесина. Инкрустация (от лат. incrustatio — покрываю слоем) - это мозаичное покрытие какой-либо поверхности набором из одного или нескольких различных материалов. Ее использовали для украшений изделий из дерева слоновой костью, панцирем черепахи, перламутром, металлами и камнямисамоцветами. Интарсия – разновидность инкрустации, в которой материалом является только древесина различных пород. В интарсии в массиве изделия выбирается углубление по рисунку на толщину сделанного заранее набора мозаики из тонких пластинок древесины. Готовую мозаику вклеивают в это углубление и тщательно зачищают.

Рисунок 2.22 - Дамасская шкатулка из ореха инкрустированная ценными породами дерева и морским перламутром

Рисунок 2.23 - Интарсия мореным дубом, донца городецкой прялки из осины 29

Различают индийскую интарсию, когда контурный орнамент из металла вбивают заподлицо в деревянную основу. Металлические жилки изготавливают из латуни, золотистой или белой бронзы. Сечение жилок имеет вид вытянутого треугольника, толщиной лицевой кромки до 2 мм, а высотой до 7 мм. Предварительно на обрабатываемой поверхности делают неглубокие прорези по контуру рисунка. Набор орнамента из гвоздей, применялась для украшения мебели в романском, готическом стилях, барокко, предметах народного обихода. Имитация инкрустации заключается в том, что на поверхности обрабатываемого изделия прорезают канавки и углубления, которые заполняют различными пластическими массами. Техника интарсии и инкрустации, очень трудоемки и используются чаще всего реставраторами, которые восстанавливают изделия прежних мастеров Маркетри (франц. marquer - размечать, расчерчивать) – вид мозаики, составленный из тонких пластинок ценных пород древесины, различных по цвету и текстуре. Изготовленный одновременно фон и орнамент приклеивают на основу. При изготовлении применяют две техники: ™ техника-врезки, когда элемент врезают в фоновый лист шпона; ™ техника-набора элементов фона и орнамента одновременно. Мозаика маркетри получила наибольшее распространение при создании различных натюрмортов, сюжетных композиции, пейзажа и портретов.

Рисунок 2.24 - Пейзаж выполненный в технике маркетри 2.6 Металлизация Металлизация - это нанесения на поверхность деревянных изделий отделочного покрова из металла, делается с целью увеличения срока службы или декоративного оформления. Наиболее пригодны для металлизации древесина липы, березы, осины, ольхи, дуба, клена, ясеня. Хвойные породы не30

обходимо предварительно обессмаливать. Поверхность предварительно обезжиривают бензином. Сущность металлизации состоит в том, что расплавленный или порошкообразный металл, струей сжатого воздуха разбивается на мельчайшие частицы (1-4 мкм) и наносится ею на поверхность. Скорость выброса достигает 140 м/с, за счет этого происходит проникновения частиц металла в поры древесины, они сцепляются с нею и наслаиваются, образуя сплошное тонкое покрытие. Распылением могут наноситься покрытия из латуни, меди, олова, свинца, алюминия, цинка, никеля.

Рисунок 2.25 - Изделие отделано металлизацией Для предохранения отделанной поверхности от окисляющего действия кислорода, изделия лакируют. Перед лакировкой для получения необходимой шероховатости покрытие необходимо карцевать, шлифовать и полировать. Карцуют проволочной стальной, цинковой, алюминиевой, латунной щеткой или пескоструйным аппаратом. Шлифуют войлочными кругами с наклейным мелкозернистым порошком. Полируют кругами из фланели или шерсти с нанесенной на них пастой ГОИ. После чего поверхность очищают от грязи жирных пятен и окислов металлов двукратной промывкой бензином волосяной щеткой или кистью.

31

2.7 Имитационная отделка Имитация (от латинского imitation - подражание, подделка) - воспроизведение текстуры и цвета ценной породы древесины или других материалов на поверхности менее ценной древесины или других материалов, например древесностружечных и древесноволокнистых плитах. Существует несколько способов имитации: 1 Разделка под ценные породы древесины. 2 Крашение. 3 Аэрография. 4 Акваграфия. 5 Декалькомания. 6 Шелкография. 7 Полиграфическая печать. 8 Облицовка бумагой и пленкой с нанесенной на них текстурой. 2.7.1 Разделка под ценные породы древесины Каждая порода древесины имеет свой рисунок – текстуру. Текстура различается от места распила, а также от множества других условий, наличия сучков, изгибов ствола и т.п. При распиловке ствола дерева пополам вдоль его оси получают радиальный разрез, волокна в данном случае выглядят параллельными линиями. При распиловке ствола дерева на расстоянии от его оси получают тангенциальный разрез волокон, в данном случае рисунок представляет разнообразные овалы и U-образные линии. Тангенциальный разрез более интересен с декоративной точки зрения. Причудливые узоры текстуры древесины разнообразной формы можно разделить на несколько видов: - концентрический, в виде концентрических овалов. - ромбический, рисунок годичных слоев вокруг сучка образует относительно правильную форму ромба. - треугольный, рисунок годичных колец смещен в одну сторону, направления выпуклостей рисунка обычно чередуется. - зигзагообразный, с одним или несколькими сучками, расположенными под углом один к другому.

32

Рисунок 2.26 - Различные рисунки годичных слоев в текстуре древесины: а – концентрический; б – ромбический; в – треугольный; г – зигзагообразный.

2.7.2 Крашение Крашение проводят для придания древесине необходимого цвета. Обычно светлые породы древесины окрашивают в более темные тона для имитации цвета более ценных пород. Существуют несколько групп красителей: 1 Синтетические красители. 2 Протравные красители. 3 Гуминовые красители. 4 Природные красители. Крашение древесины может быть поверхностным и глубоким, прямым и протравным, позитивным и негативным. Поверхностное крашение простое и часто применяется. Осуществляется нанесением на поверхность древесины растворов красителей распылением, окунанием, обливанием, тампоном, кистью. Древесина при этом окрашивается на глубину не более 0,5 мм. Глубокое крашение - древесина окрашивается за счет продвижения красильного раствора по полостям клеток и диффузии через стенки клеток. Применяя смесевые растворы различной дисперсности, можно отфильтровать в полостях клеток один краситель от другого. Тогда полости сосудов окрасятся в один цвет, а полости стенок в другой. Прямое крашение придает поверхности цвет красящего раствора. При протравном крашении окрашивание происходит за счет химического взаимодействия солей металлов с дубильными веществами. При позитивном крашении, поздняя, более темная, древесина годичных слоев сильнее темнеет (протравное крашение всегда позитивно). Позитивное крашение более декоративно.

33

Негативное крашение получается, если ранняя, более светлая древесина годичных слоев впитывает в себя наибольшее количество красителя и становится темнее, чем поздняя. Это придает древесине неестественный вид. 2.7.3 Аэрография Аэрография - это способ нанесения рисунка распылением краски сжатым воздухом с помощью специального распылителя - аэрографа, вручную или через трафарет (диаметр сопла 0,4-1,2 мм). С помощью шаблонов аэрографией можно имитировать инкрустации и текстуры древесины. Операция очень трудоемкая и имеет низкую производительность (1-2 м2/ч). 2.7.4 Акваграфия Акваграфия - нанесение рисунка окунанием детали в воду, на поверхности которой находится пленка не смешивающей с водой краски, обычно масленой. Жидкие масла расплываются на поверхности воды, образую пленку с причудливыми цветными узорами, цвет которых меняется в зависимости от содержания разноцветных пигментов. Схема отделки и поверхность воды с краской представлены на рисунке.

Рисунок 2.27 - Схема отделки акваграфией: а- поверхность воды с набрызганной краской; б – кассета с деталями в момент погружения. Если погружение и подъем производят в горизонтальном положении к отделываемой поверхности, то рисунок будет соответствовать расплаву краски на поверхности воды. В случаи погружения и подъема в вертикаль34

ном положении рисунок получается ленточным. После высыхания полученный слой закрепляют прозрачным лаком. 2.7.5 Облицовка бумагой или пленкой с нанесенной на ней текстурой Для имитации текстуры различных пород, материалов различных фактур и широкой цветовой гаммы, древесностружечные и древесноволокнистые плиты облагораживаются искусственными облицовочными материалами: это декоративные пленки на основе бумаги, полимерные пленки, декоративные бумажно-слоистые пластики. Данная технология, благодаря высокой автоматизации производительности, имеет широкое повсеместное применение в настоящие время. Плитные материалы, облицованные пленками или пластиками, приходят сразу с заводов изготовителей или подетально облицовываются на фабриках по производству мебели.

Рисунок 2.28 - Древесностружечная плита ламинированная пленками с нанесенной текстурой древесины или декоративным бумажно-слоистым пластиком

Рисунок 2.29 - Фасады из МДФ облицованные ПВХ пленкой с текстурой древесины 35

Облицовывание плитных материалов можно разделить на постформинг и софтформинг. Постформинг (послеформирование) - бесшовная технология, она позволяет декоративным отделочным материалам придать форму основы, на которую они наносятся. Эта технология наиболее ярко представлена как процесс прогревания листа декоративного пластика до нужной температуры и его загибания вокруг требуемой поверхности с предварительной подготовкой и придания этой поверхности определённых свойств. Технология постформинга открывает поистине безграничные возможности для выбора цветовой палитры и фактуры поверхности. Лицевая сторона плит постформинга при любом выбранном цвете может быть глянцевой или пористой, а тыльная - из белого пластика. Процесс производства постформинга достаточно сложен и состоит из нескольких последовательных операций, выполняемых с помощью специального оборудования. Для облицовки применяется контактный способ склеивания со вторичной активацией. Клей наносится на обе поверхности и подвергается сушке, а затем приобретает вторичную адгезию в процессе нагревания до определённой температуры. Затем оба слоя соединяются, а подпрессовка клеевого шва мгновенно придаёт ему окончательную прочность. Станки по производству постформинга сравнительно просты и доступны. В зависимости от желаемой производительности имеют позиционный или проходной тип.

Рисунок 2.30 - Облицовывание плитных материалов технологией постформинга Софтформинг - технология обработки торца мебельной заготовки, при которой край получает закругление в сторону лицевой поверхности с одновременной наклейкой плёнки. Так можно изготовить различные виды профи36

лей с плавными краями, не имеющими острых углов. Оборудование с предельной точностью соединяет плиту ДСП и плёнку без видимого и ощутимого шва, что делает изделие привлекательным, удобным и безопасным. В отличие от технологии постформинга, где фасад имеет только радиальную форму края, софтформинг имеет внутреннюю фрезеровку краёв деталей и имеет значительное разнообразие форм. Фрезерованную часть детали можно покрыть пластиком разного цвета, делающего такие фасады ещё более

привлекательными. Рисунок 2.31 - Отличительные признаки софтформинга от постформинг Ещё один плюс - возможность получить софтформинг с пазами под установку стекла. В профиле делается пропил внутренней части для листового стекла. Для производства недорогой, но необычной и красивой мебели софтформинг – это идеальный выбор.

37

3 Содержание занятий 3.1 Соединение двух деталей из ДСП с помощью евровинтов, шкантов. Соединения двух деталей из массива древесины с помощью шиповых соединений. Занятие 1 Лекция о технике безопасности и мерах предосторожности работы с оборудованием. Заполнение журнала техники безопасности. Введение Занятие 2 Теоретическое занятие (лекция, презентация). Выдача задания. Занятие 3 Подготовка чертежей соединений. Материал – ДСП 200×150 – 2 шт., фурнитура – евровинты – 2 шт., шканты – 2 шт. Занятие 4 Разметка предполагаемых отверстий на деталях из ДСП, с помощью измерительных инструментов (линейка, рулетка, штангенциркуль, микрометр). Занятие 5 Сверление отверстий под евровинты, соединение деталей с помощью них. Контроль точности соединения. Занятие 6 Сверление отверстий под евровинты, соединение деталей с помощью них. Контроль точности соединения. Занятие 7 Сверление отверстий под шканты, соединение деталей с помощью них. Контроль точности соединения. Занятие 8 Сверление отверстий под шканты, соединение деталей с помощью них. Контроль точности соединения. Занятие 9 Подготовка чертежей соединений. Материал - массив древесины (бруски 200×50×40 мм). Занятие 10 Разметка предполагаемых шиповых соединений на брусках. Занятие 11 Изготовление шиповых соединений. Занятие 12 Изготовление шиповых соединений. Занятие 13 Контроль точности. Повторная подгонка деталей. Занятие 14 Нанесение шпаклевки. Занятие 15 Просмотр соединений преподавателем. Прием качества выполнения. 38

Занятие 16 Просмотр соединений преподавателем. Прием качества выполнения. Занятие 17 Защита лабораторной работы. 3.2 Изготовление табурета из массива древесины Занятие 1 Лекция о технике безопасности и мерах предосторожности работы с оборудованием. Заполнение журнала техники безопасности. Занятие 2 Вводная лекция (презентация). Выдача задания. Занятие 3 Подготовка чертежей табурета. Чертежи берутся из ранее сделанной курсовой работы по дисциплине «Конструирование мебели». Корректировка чертежей преподавателем. Занятие 4 Подготовка чертежей табурета. Чертежи берутся из ранее сделанной курсовой работы по дисциплине «Конструирование мебели». Корректировка чертежей преподавателем. Занятие 5 Подготовка брусков или заготовок из фанеры к обработке в чистовой размер. Занятие 6 Подготовка брусков или заготовок из фанеры к обработке в чистовой размер. Обработка заготовок. Занятие 7 Обработка заготовок. Занятие 8 Разметка предполагаемых отверстий и шиповых соединений. Занятие 9 Разметка предполагаемых отверстий и шиповых соединений. Сверление отверстий и изготовление шиповых соединений. Занятие 10 Сверление отверстий и изготовление шиповых соединений. Занятие 11 Сборка изделия. Занятие 12 Сборка изделия. Занятие 13 Контроль точности. Подгонка соединений. Занятие 14 Нанесение шпаклевки. Корректировка изделия. Занятие 15 Шлифование изделия. 39

Занятие 16 Проверка изготовления изделия преподавателем. Занятие 17 Защита лабораторной работы. 3.3 Выполнение мозаики на изделии из древесины (табурете). Занятие 1 Лекция о технике безопасности и мерах предосторожности работы с оборудованием. Заполнение журнала техники безопасности. Занятие 2 Вводная лекция на тему «Выполнение мозаики на изделиях из древесины». Выдача задания. Занятие 3 Подготовка эскиза предполагаемой мозаики, резьбы. Занятие 4 Утверждение эскиза-идеи предполагаемой мозаики, резьбы преподавателем. Занятие 5 Представление 3D-модели эскиза мозаики (резьбы). Занятие 6 Корректировка 3D-модели мозаики. Итоговое утверждение эскиза. Занятие 7 Проработка процесса изготовления мозаики (резьбы). Подготовка материалов к изготовлению. Занятие 8 Подготовка материалов к выполнению композиции. Занятие 9 Подготовка материалов к выполнению композиции. Занятие 10 Выполнение художественной композиции на изделии. Занятие 11 Выполнение художественной композиции на изделии. Занятие 12 Выполнение художественной композиции на изделии. Занятие 13 Подготовка изделия к отделке. Занятие 14 Отделка изделия. Занятие 15 Отделка изделия. Занятие 16 Проверка изготовления мозаики на изделии преподавателем. Занятие 17 Защита лабораторной работы. 40

Библиографический список 1. ГОСТ 13025.1 – 71 – ГОСТ 13025.18 – 82 Мебель бытовая. Функциональные размеры. – М., 1971-1982. 2. ГОСТ 19917 – 85 Мебель для сидения и лежания. Общие технические условия. – М., 1980. 3. ГОСТ 16371 - 93 «Мебель. Общие технические условия». – М., 1977. 4. Барташевич А.А., Трофимов С.П. Конструирование мебели: учебник для студентов вузов, обучающихся по специальности «Технология и дизайн мебели». – Мн.: Современная школа, 2006. – 336 с. 5. Покатаев В.П. Дизайнер-конструктор: учеб. пособие. – Ростов н/Д: Феникс, 2006. – 384 с. 6. Справочник мебельщика. Конструкции и функциональные размеры. Материалы. Технология производства. Под ред. В.П. Бухтиярова. – М.: Лесная пром., 1985. – 360 с. 7. Стержнев Ю.Ф. Практическое руководство по конструированию мебели. СПб.: Политехника, 2000. – 230 с. 8. Основы эргономики. Человек, пространство, интерьер: справочник по проектным нормам: пер. с англ. / Джулиус Панеро, Мартин Зелник. – М.: АСТ: Астрель, 2006. – 319, [1] с.: ил. Электронные ресурсы 9. Мебельный справочник, технология изготовления мебели/ Москва, 2014. – Режим доступа: www.makuha.ru

41