Завдання 1
Ви вже ознайомилися з кількома групами конструкційних матеріалів: деревиною, деревинними матеріалами, металами, полімерами та композитами. Розгляньте фото різних виробів, зображених на малюнку 41. Які з відомих вам матеріалів можна використати у конструкції зображених виробів? Свою відповідь обґрунтуйте.
Мал. 41. Комплексні вироби: а — ручний візок, б — шкільний стілець, в — силовий каркас сучасного легкового автомобіля
Межі використання різних конструкційних матеріалів у виробництві доволі відносні. Сьогодні можна знайти інформацію про автомобілі, виготовлені з деревини (англійські автомобілі марки «Морган»), меблі з тканини й наповнювача (мал. 42) тощо.
Перш ніж ви почнете сміливо експериментувати, варто ознайомитися з переліком виробів, у яких традиційно використовується той чи інший конструкційний матеріал.
Завдання 2
Розгляньте схему на малюнку 43. Доповніть перелік предметів, для виготовлення яких основним конструкційним матеріалом є деревина та деревинні матеріали.
Деревина є одним із найдавніших і традиційних матеріалів, які використовує людство. З давніх-давен на території сучасної України, що густо вкрита лісами, дерево було найбільш доступним, універсальним й улюбленим матеріалом. У деревині легкість поєднується з міцністю, пружність із в’язкістю; вона може бути білою й забарвленою, чистою та з дивовижною текстурою, піддається багатьом способам обробки. Завдяки цьому деревину здавна широко використовують у багатьох галузях промисловості — під час столярних робіт, виготовлення меблів, житла, створення побутових речей, іграшок, музичних інструментів тощо. Якщо планується виготовлення виробів декоративно-ужиткового мистецтва, то деревина та деревинні матеріали поряд із металом є найпри-датнішими для такого виду робіт.
Завдання 3
Розгляньте малюнок 44. Доповніть перелік предметів, для виготовлення яких основним конструкційним матеріалом є метал.
Зауважте: обираючи та розробляючи конструкції комплексного виробу, який демонструє принцип дії або конструктивні особливості певних машин і механізмів, варто використовувати матеріали, з яких виготовлені машини-прототипи.
Мал. 44. Вироби, для виготовлення яких основним конструкційним матеріалом є метал
Завдання 4
Розгляньте малюнок 45. Доповніть перелік предметів, для виготовлення яких основним конструкційним матеріалом є пластмаси та композити.
Мал. 45. Вироби, для виготовлення яких основним конструкційним матеріалом є пластмаси та композити
Якщо проаналізувати сучасний перелік виробів і деталей, які виготовляють із композитів, то виявиться, що в багатьох галузях вони починають витісняти сталі та деревину (мал. 46). Сталеві та дюралюмінієві труби у конструкціях замінюють карбоновими (мал. 46, а), у виробництві меблів деревина також поступається пластикам і композитам (мал. 46, б). Окрім того, що вимірювальний інструмент стає цифровим, його робочі поверхні також виготовляють із карбону (мал. 46, в). Про спортивне спорядження годі й казати: весла, жердини, спортивні луки тощо давно виготовляють із поліамідних та карбонових волокон, просочених епоксидними смолами (мал. 46, г). Утім, слід пам’ятати про високу вартість вихідних матеріалів і складність роботи з композитами на їх основі. Де немає потреби у заощадженні ваги та здатності деталей витримувати великі навантаження, варто застосовувати термопласти, пінополістирол та склопластики.
Мал. 46. Приклади застосування композитів замість сталей і деревини: а — карбонові труби; б — меблі з композиційних матеріалів; в — цифровий вимірювальний інструмент з карбону; г — лопать весла з поліамідних або карбонових композитів
Під час вибору матеріалів для комплексного виробу слід дотримуватися правила, яке є спільним і для виробництва, і для шкільних майстерень: матеріал деталі (виробу) має бути якомога легше оброблюваним і водночас зберігати всі потрібні для конструкції механічні властивості. Конфігурація деталі має бути якомога простішою й давати змогу застосовувати високопродуктивні способи обробки.
Під час виготовлення комплексного виробу можна вдаватися до заміни одних конструкційних матеріалів іншими: доступнішими, дешевшими, які легко піддаються обробці, меншими за вагою. Застосовуючи заміну одного матеріалу іншим, слід враховувати
функціональне призначення виробу (просте відтворення форми об’єкта або його діючої моделі) та умови середовища, у якому він перебуватиме або працюватиме.
Один і той самий виріб можна виготовити з різних матеріалів. Наприклад, свічник, про який ішлося в § 5, може бути зроблений з деревини, пластику, металу, кераміки, скла, каменю (мал. 47) тощо або ж із кількох матеріалів, скомбінованих в одному виробі. Технологічні та конструкційні властивості кожного з названих матеріалів обумовлюють форму виробу.
Чи добре засвоїли?
1. Для яких виробів найхарактернішим є застосування деревини як основного конструкційного матеріалу?
2. Для виготовлення яких виробів найчастіше застосовують метал як основний конструкційний матеріал?
3. Виготовлення яких виробів передбачає використання здебільшого пластмас і композитів як основних конструкційних матеріалів?
1. Чому, на вашу думку, полімери та композити у деяких випадках є найкращими замінниками деревини? Відповідь обґрунтуйте прикладами.
2. Як ви вважаєте, чому полімери та композити часто є найкращими замінниками металів? Обґрунтуйте за допомогою прикладів.
Обираючи матеріал для деталей комплексного виробу, треба зважати на те, як використовуватиметься виріб (виріб декоративно-ужиткового призначення, прилад або пристосування, модель чи макет, діюча модель).
Обирайте матеріал, який легко піддається обробці.
У разі виготовлення недіючих моделей і макетів заміщуйте дорогі та складні в обробці матеріали дешевшими та легко оброблюваними.
Поглибте свої знання
Термін «кераміка» перекладається з грецької як «гончарна глина, плитка». Квартал, де жили й працювали гончарі у Стародавніх Афінах, мав назву «Керамікос».
Метал також має широке застосування у декоративно-прикладній творчості. В Україні високохудожні вироби виготовляли куванням, штампуванням, литтям, оздоблювали гравірованим малюнком, зерню, емаллю, черню. Широко використовували техніку філіграні.
Якщо кузов легковика виготовляють із композитів, то у порівнянні зі сталевим він стає на 46 % легшим. Отже, полімери та композити все частіше витісняють у виробництві традиційні матеріали (деревину, метали) та технології, що з ними пов’язані.
Утім, можна навести приклади, коли деревину як конструкційний матеріал використовують у непритаманних їй напрямах розробки та створення виробів (мал. 48).
Це матеріал з підручника Трудове навчання 9 клас Лебедєв (хлопці)