Тема 3. Проєктування та виготовлення виробу: органайзер
Заняття 1. Проєктна діяльність
Тест
1. Організаційно-підготовчий етап
1.1. Обґрунтування проєкту.
Органайзери слугують для зберігання різноманітних речей. Зручно використовувати органайзери для розміщення канцелярських приладів для повсякденного використання. Для навчання та виконання завдань необхідні ручки та олівці, які зручно розташувати на простому органайзерові.
1.2 Планування
1.3 Система критеріїв до виробу
- функціональність
- естетичність
- безпечність
- простота виготовлення (технологічність)
- економність
- екологічність
1.4 Банк ідей
Банк ідей - це набір зображень подібних виробів, які мають свої особливості форми, конструкції, функціональності тощо.
Банк ідей потрібен для того, щоб побачити різноманіття конструкцій виробу та використати ідеї (особливості) у своєму виробі.
_________
Заняття 2. Конструкційні матеріали
1.5 Інформація для проєкту
Конструкційний матеріал
Актуалізація знань
Пиломатеріали – це пиляна продукція певної якості та розмірів, що має дві пласкі паралельні поверхні. Дошка і брусок – основні види пиломатеріалів.
Дошка – це пиломатеріал завтовшки до 100 мм включно і шириною більшою від її подвійної товщини.
Брусок – це пиломатеріал завтовшки до 100 мм включно і шириною не більшою від його подвійної товщини.
Для визначення типу пиломатеріалу слід ширину поділити на товщину. Якщо результат більший 2 - це дошка, якщо рівний або менший 2 - це брусок. 40:20=2 - це брусок, 60:20=3 - це дошка.
Крайка (кромка, кант) - вузький поздовжній бік дошки.
Пласть – широка частина дошки.
Торець - поперечний кінцевий зріз пиломатеріалів.
______
Пиломатеріали отримують на різних видах пилорам: стрічкова, рамкова та дискова.
Основні механічні властивості деревини
Твердість – здатність деревини чинити опір проникненню іншого предмета (часто інструмента).
Чим більша різниця в твердості матеріалу та інструменту, тим легше обробляється матеріал та довше працює інструмент без перезагострення.
Тверді породи: дуб, бук, ясен, клен...
М'які породи: липа, вільха, сосна, ялина...
Твердість впливає на технологічний процес та підготовку інструментів до роботи з деревиною. Для твердих порід загострюють інструменти під більшим кутом і добирають більш тверді сталі для різальних деталей.
У деревообробці твердість деревини часто вимірюють за методом Янки (Janka hardness test) – це зусилля, потрібне, щоб втиснути у деревину сталеву кульку.
8–15 Н/мм² – дуже м’яка деревина.
16–25 Н/мм² – м’яка
26–35 Н/мм² – тверда
35+ Н/мм² – дуже тверда
Відносна вологість деревини — це кількість води, яка міститься в деревині, у відсотках до її сухої маси. Наприклад, якщо деревина важить 120 г, а після висушування — 100 г, то її вологість становить 20%.
Оптимальна вологість для столярних виробів — 8–12%.
Якщо деревина надто волога (>15%), вона може деформуватись, тріскатись або погано склеюватись. Надто суха деревина (<6%) — крихка і може ламатися.
Прилади для вимірювання вологості:
- Вологомір контактний (електронний) — має голки, які вводяться в деревину.
- Безконтактний вологомір — працює на основі електромагнітних хвиль.
- Лабораторний метод — зважування до і після сушіння (точний, але довгий).
Деревину в окремих проєктах можна замінити на деревинні матеріали, наприклад фанеру відповідної товщини. Це називається взаємозамінністю матеріалів.
Утилізація відходів – це процес збирання, сортування та переробки сміття, щоб зменшити його кількість і шкоду для довкілля.
Основні способи утилізації: переробка, спалювання та захоронення.
Переробка (рециклінг) – повторне використання матеріалів (папір, пластик, метал, скло).
Спалювання – отримання енергії з відходів (але може бути шкідливим для повітря).
Захоронення – складування на полігонах (найменш екологічний спосіб).
В своїх творчих проєктах можна використовувати дерев'яні частини меблів, фанеру та ДВП.
__________
Заняття 3. Конструювання виробу
2. Конструкторський етап
Конструювання столярних виробів — це продумане складання деталей у єдину конструкцію, яка відповідає призначенню виробу.
Наприклад: коли ми робимо табурет, конструювання полягає у вирішенні, які будуть ніжки, як вони кріпляться до сидіння, які розміри потрібні, щоб він був стійким і зручним.
Структура конструювання
- Задум – визначення призначення виробу.
- Форма і розміри – ескіз або креслення.
- Метод з’єднання деталей – вибір способу кріплення.
- Готова модель – перевірка міцності та оздоблення.
Види конструкцій
- Цільна конструкція – виріб робиться з однієї заготовки (наприклад, дерев’яна ложка, вирізана з цільного шматка).
- Накладна конструкція – деталі накладаються одна на одну й кріпляться (рамка з планок, поличка).
- Каркасна конструкція – створюється основа (каркас), до якої кріпляться інші елементи (стільчик, табурет).
- Комбінована конструкція – поєднання різних способів (наприклад, каркас + накладні декоративні елементи).
Метод комбінування
Метод полягає у поєднанні різних елементів, деталей чи функцій кількох виробів в один. Використовується для створення нових конструкцій або вдосконалення вже існуючих. Дає змогу отримати виріб із розширеними можливостями чи оригінальним дизайном.
Приклади:
- Табурет із вбудованим ящиком.
- Рамка для фотографій, яка одночасно є маленькою поличкою.
- Дерев’яна іграшка, що поєднує функції головоломки та декоративного виробу.
Евристичний метод
Це метод творчого пошуку, який базується на інтуїції, уяві та досвіді майстра чи учня. Не має чітких правил — головне знайти нове, нестандартне рішення. Використовується для розвитку креативності та винахідливості.
Приклади:
- Учень придумує форму полички у вигляді хвилі, орієнтуючись на власне бачення краси.
- Майстер створює декоративну різьбу, надихаючись природними формами (листя, гілки).
- Виготовлення іграшки, яка не повторює жодної відомої моделі, а виникає з фантазії.
_______________
Орієнтовні кресленики органайзерів
Базова форма. Варіант 1. Модель та кресленик
______
Базова форма. Варіант 2. Модель та кресленик
______
Базова форма. Варіант 3. Модель та кресленик
____
Приклади змін базових моделей
__________
Заняття 4. Технологічний процес. Підготовка та розмічання
3. Технологічний етап
Визначення кількості матеріалів для виробу
Припуск – це спеціально залишений додатковий матеріал для подальшої більш точної обробки.
Виріб виготовляється з так званих погонажних пиломатеріалів, вартість яких розраховується за один метр довжини (погонний метр - м/п). Вартість бруска 20х40 мм становить від 30 до 60- грн за метр залежно від якості, виробника та продавця. Тому, знаючи довжину всіх заготовок, можна підрахувати їх вартість: 130+44+44+10(орієнтовний припуск)=228 мм. Вартість заготовок (ВЗ) знаходять за формулою: ВЗ= (ціна за 1 м * довжина заготовок, мм):1000 мм. ВЗ=(50*228):1000=11,4 грн.
Орієнтовна вартість пиломатеріалів до проєкту за 1 м/п:
20х40 мм - 60 грн
20х20 мм - 35 грн
Технологія обробки заготовок з деревини
Основне обладнання робочого місця для обробки деревини - столярний або комбінований верстак. Для закріплення та утримання заготовок, що обробляються, у потрібному положенні використовують слюсарні лещата або притискачі. Унаслідок кріплення в лещатах заготовок на їхній поверхні можуть з’являтися вм’ятини від насічок пластин сталевих нагубників.
Для деталей обирають частини пиломатеріалів з якомога меншою кількістю вад: сучків, тріщин, гнилі, синюватості, сколів тощо.
Розмічання
Розмічанням називається технологічна операція нанесення на заготовку ліній, що визначають контури деталі або місця, які підлягають обробці.
Інструменти для розмічання: олівець, лінійка металева, креслярський циркуль, столярний кутник, рейсмус, шаблон.
Для подальшого рівного розпилювання часто розмічають пиломатеріал з чотирьох сторін, утворюючи безперервний поясок. Використовують кутник.
Для проведення паралельних ліній відносно рівної кромки беруть рейсмус. Конструкцій рейсмусів є багато. Класичний рейсмус має колодку, рейки з цвяшками та фіксатор у вигляді клина або гвинта.
Цвяшки рейсмуса мають бути гострі, а рейки міцно фіксуватися. Виставивши необхідний розмір за допомогою лінійки, притискають колодку до рівної кромки, нахиляють в напрямку руху та проводять риску-подряпину. Якщо риску погано видно, то можна тонким олівцем провести лінію по ній. Але тоді виріб може бути неохайний.
Центри майбутніх отворів наколюють шилом.
__________
Заняття 5. Технологічний процес. Пиляння
Процес різання деревини здійснюється різальним інструментом, який має різальну частину у формі клина. Одні мають один клин або різець, інші – багато. До багаторізцевих інструментів належать столярні ножівки.
Пиляння - це технологічна операція, під час якої відбувається поділ деревини на частини внаслідок різання пилкою.
Ножівка — це універсальний столярний інструмент для ручного розпилювання пиломатеріалів та листових матеріалів та має вигляд довгої сталевої пластини з ручкою на кінці.
Перш ніж почати розпилювати ту чи ту деревину, потрібно подивитися на зуби пилки – якої вони форми. Якщо зубці мають форму рівнобедреного (рівностороннього) трикутника, пилка призначена для розпилювання впоперек волокон деревини. Для розпилювання вздовж волокон використовують пилку, зуби якої нахилені в бік пиляння і мають форму косокутного трикутника.
Поперечні пилки ріжуть однаково під час руху як «від себе», так і «до себе».
Місце різання, яке утворилося в деревині, називають пропил, а початок пиляння – запил.
Щоб пилка вільно рухалася в деревині і щоб уникнути її затиснення в пропилі в міру його поглиблення, її зуби розводять, тобто відгинають по черзі в різні боки на одну й ту саму величину.
Сусідні зубчики ножівки мають бути відхилені в протилежні сторони. Відгинання зубців ножівки називають розведенням ножівки. Це забезпечує вільний рух ножівки в прорізі (пропилі) та здійснювати невелику корекцію напрямку пиляння.
Для розпилювання під прямим кутом або під кутом 45° використовують дерев'яне або пластмасове стусло. Ріжуть обушковою ножівкою яка має зверху елемент жорсткості (обушок).
В стуслі планку або рейку притискають до дна та стінки. Можна скористатися для фіксування заготовки струбцинами. З часом напрямні прорізи стусла розширюються і воно стає менш точним.
Ви вже знаєте прийом точного розпилювання пиломатеріалу за чотирма сторонами.
__________
Заняття 6. Технологічний процес. Склеювання
Для столярних робіт найчастіше використовують клей ПВА з домішками. Домішки надають клею водостійкість, час роботи з клеєм, пластичність тощо. Для виробів, що не контактують з вологою можна використовувати клей з водостійкістю D2. Якщо виріб може знаходитися інколи у вологому середовищі, то D3. Вироби, які контактують з водою клеять клеєм D4. Найвідомішим виробником столярних клеїв є Titebond (США). Клей Premium має жовтий колір, специфічний запах оцету, більш рідкий, його добре видно в процесі нанесення і він не такий помітний на більшості світлих порід деревини. Клей Multibond - традиційний білий клей ПВА з достатньою водостійкістю та прозорим швом після висихання.
Клей наносять пензлем, гумовим шпателем, спеціальною щіткою рівномірно тонким шаром на підготовлену поверхню і стискають струбцинами або іншими пристроями. Рівномірні маленькі крапельки клею в місці з'єднання - це ознака нанесення достатньої кількості клею. Забагато клею - зайві витрати, неохайний вигляд виробу.
Важливо затиснути заготовки на 20-30 хвилин для полімеризації клею, повна полімеризація, тобто висихання клею зазвичай становить 12-24 години залежно від температури в приміщенні.
__________
Заняття 7. Технологічний процес. Свердління деревини
Свердління деревини - це технологічна операція утворення круглих наскрізних та глухих отворів за допомогою свердла та засобів для його обертання.
Свердління застосовують для утворення круглих отворів для з'єднань деталей (шурупи, болти, тощо), конструктивних елементів виробів.
Свердла для деревини мають центр та підрізувачі для надрізання волокон.
Різальним інструментом для свердління є свердла різних розмірів і конструкцій. Найбільш поширеними є декілька типів.
Спіральні свердла використовують для свердління наскрізних та глухих (на певну глибину) отворів невеликого діаметра. Для глибоких отворів використовують шнекові свердла, що мають більші канавки для стружковідведення та гвинт для вкручування в деревину. Для отворів великого діаметра використовують перові свердла, а для якісних отворів - свердла Форстнера.
Поради щодо свердління
- центр отвору наколи шилом
- закріпи або розмісти заготовку на рівній поверхні
- починай свердління з малої подачі свердла, щоб підрізувачі змогли зрізати верхній шар волокон
- свердління виконуй не поспішаючи - отвір буде мати рівніші та чистіші стінки
- якщо отвір наскрізний, підклади під заготовку обрізок рівної дерев'яної дошки
- при завершенні свердління наскрізного отвору зменш натиск (подачу) на свердло
__________
Заняття 8. Технологічний процес. Обпилювання деревини
Рашпілем працюють як і напилком з метою надання криволінійної форми заготовці. Рашпіль має крупні зубці, тому після рашпіля поверхня дуже шорстка. Існують різні види рашпілів. Чотиристоронній не має ручки і має різного розміру насічку. Обертовий рашпіль використовують разом з електродрилем або іншим інструментом. Японські рашпілі дуже специфічні та продуктивні і складаються з зубчастих пластин. Поверхню потім додатково шліфують спочатку шліфувальними брусками з крупним абразивом, потім - шліфувальною шкуркою з дрібним абразивом.
Рашпілі бувають різного розміру та форми. Плоскі рашпілі застосовують для обробки опуклих поверхонь: округлень, фасок, фігурних поверхонь.
Часто плоскі рашпілі використовують для вирівнювання торців заготовок. Однак необхідно слідкувати за тим, щоб волокна деревини з протилежної сторони не розщеплювалися. Тому обпилюють ближню частину заготовки, а рашпіль трохи підіймають угору, потім заготовку перевертають і обпилюють іншу частину.
__________
Заняття 9. Технологічний процес. Шліфування деревини
Шліфування – це технологічна операція, що передбачає усунення незначних нерівностей та очищення поверхні, за допомогою абразивних матеріалів.
Паперова основа швидше рветься, і ресурс такої шліфувальної шкурки невеликий. Шліфувальна шкурка на тканинній основі цупкіша та міцніша, однак має більшу вартість.
Для грубого шліфування поверхні деревини використовують шліфувальну шкурку із зернистістю Р40–Р80. А шліфувальні матеріали із зернистістю Р100–180 використовують для проміжного шліфування, видалення різних недоліків. Шліфувальною шкуркою із зернистістю Р240–Р320 виконують остаточне шліфування.
Шліфування виконують тільки вздовж волокон, щоб уникнути подряпин, які проявляться в процесі фарбування або покриття захисними засобами.
Не потрібно занадто тиснути на шліфувальні інструменти (наприклад шліфколодка) адже має відбуватися процес мікрорізання, а не втискання в деревину. Краще більше проходів з помірним тиском.
Для увігнутих та вигнутих поверхонь доцільно застосовувати абразивні поролонові губки. Для шліфування великих площин майстри використовують найбільш поширені орбітальні шліфмашини, які мають добру продуктивність за рахунок поєднання обертального та коливального рухів. Для механічного шліфування складних поверхонь (профілі, рельєфи) застосовують спеціальні шліфувальні системи з абразивними щітками різної форми.
Під час шліфування можна "завалити" краї, тобто замість плоскої поверхні можна отримати опуклу, особливо це стосується дрібних заготовок. Тому періодично слід контролювати площину поверхні лінійкою.
Шліфуючи деревину, потрібно завжди дивитися на неї під кутом. Щоб світло падало на оброблювану поверхню перпендикулярно. Тільки так можна побачити дефекти і пропуски шліфування.
__________
Заняття 10. Заключний етап проєкту
Орієнтовний зразок оформлення короткого висновку проєкту
Я виготовив органайзер, який відповідає майже усім поставленим вимогам крім якості виробу, адже допустив помилку під час розмічання отворів і отвори утворилися зі зміщенням. Найважче було рівно відрізати заготовки та точно їх склеїти.
Якби я ще раз робив такий виріб, я б більше уваги приділив конструюванню та виготовив би більш оригінальний виріб за вказаною базовою конструкцією. Також більш відповідально виконав би розмічання, пиляння та шліфування виробу.
Під час реалізації проєкту я дізнався про розмічальний рейсмус та поглибив знання з склеювання та шліфування деревини.
Способи презентації — це форми подання результатів навчального проєкту, за допомогою яких учень наочно, послідовно та зрозуміло демонструє і пояснює хід роботи, ідею та отриманий результат.
Фотоколаж — спосіб презентації, що передбачає добір і поєднання фотографій етапів виконання проєкту та готового виробу для наочного показу процесу і результату роботи.
Відеопрезентація — спосіб презентації, у якому результати проєкту подаються у вигляді відео з коментарями, демонстрацією етапів виготовлення та поясненням прийнятих рішень.
Публічний виступ — усна форма презентації, під час якої автор проєкту особисто представляє свою роботу перед аудиторією, пояснює мету, процес виконання, труднощі та висновки.
Немає коментарів:
Дописати коментар