автореферат диссертации по искусствоведению, специальность ВАК РФ 17.00.06
диссертация на тему: Эстетика текстурированных изделий из древесины

Полный текст автореферата диссертации по теме "Эстетика текстурированных изделий из древесины"

На правах рукописи

□□зова г^и

Поярков Андрей Валерьевич

ЭСТЕТИКА ТЕКСТУ РИРОВАННЫХ ИЗДЕЛИИ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ

Специальность 17 00 06 - Техническая эстетика и дизайн

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ижевск 2007

003069740

Работа выполнена в Ижевском государственном техническом университете

Научный руководитель

- доктор технических наук, профессор Черных Михаил Михайлович

- доктор технических наук, профессор Зимин Юрий Анатольевич

- кандидат технических наук, доцент Рыбицкий Петр Николаевич Вятский государственный университет

Официальные оппоненты

Ведущая организация

Защита диссертации состоится 24 мая 2007 г в 12 часов на заседании Диссертационного Совета Д 212 119 04 при Московском государственном университете приборостроения и информатики по адресу 107846, г Москва, ул Стромынка, д 20

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУПИ

Автореферат разослан 19 апреля 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета,

д т н , профессор

М Л Соколова

Общая хлраюсрнсшка рабоп>1

Актуальность работы.

В современном мире натуральные материалы - древесина, камень и др становятся все более востребованы человеком Такие материалы по-прежнему играют значимую роль в дизайне, являясь носителями уникальных форм, рисунков и оггенков цвета Художественно-промышленные изделия из древесины не только отражают природную красоту, но и являются элементами престижа, предметами выгодного вложения капитала Для художника и дизайнера древесина всегда была активной компонентой творчества, позволяющей быть соавтором природы

Древесина все шире используется как экологически чистый материал Но возобновляемость ресурсов древесины не соответствует интенсивности сегодняшнего потребления А учитывая тот факт, что леса - это легкие планеты, в скором времени вырубку деревьев придется жестко квотировать

I см сильнее возникает необходимость в максимально полном использовании полезных свойств древесины Особенно остро проблема стоит в России, которая обладая четвертью всех мировых запасов леса, дает всего 2% мирового экспорта лесопромышленной продукции Для исправления этой ситуации необходима глубокая переработка леса отечественными предприятиями Любой современный продукт не обходится без качественного дизайна А современный промышленный дизайн - это, прежде всего новые технологии, позволяющие облечь идею в форму Одной из перспективных технологий является воздушно-абразивная обработка древесины, позволяющая проявить уникальную рельефную текстуру и формировать декоративные элементы Воздушно-абразивная обработка получила широкое распространение в Англии, США, начинает развиваться в России Растет спрос на художественно-промышленные изделия, декорированные рельефной текстурой - декоративные строительные элементы, мебель, рекламные вывески, сувениры

Тем не менее, процесс воздушно-абрашвнои обработки древесины не изучен, отсутствует серийно выпускаемое отечественной промышленное! ыо оборудование, хотя выпуск аналогичною оборудования для воздушно-абразнвнон обработки металла и сгекла освоен

Российскими и зарубежными учеными выполнены многочисленные исследования по воздушно-абразивнои обработке металлов, но эти результаты нельзя непосредственно использовать для древесины из-за различия в свойствах материалов

Малые затраты н уникальность рельефной текстуры каждого изделия даже при крупносерийном способе производства, недостаточная изученность процесса обуславливают актуальность исследования воздушно-абразивной обработки древесины

Цель работы:

Совершенствование дизайна художественно-промышленных изделий из древесины путем формирования рельефной текстуры Посшвленная цель определила задачи

Задачи исследования:

1 Исследование возможностей совершенствования дизайна изделий из древесины за счет формирования рельефной текстуры

2 Разработка классификации изделий, декорированных рельефной текстурой

3 Исследование влияния факторов воздушно-абразивной обработки на декоративные свойства фактуры древесины и съем материала

4 Разработка рекомендации по управлению технологическими процессами воздушно-абразивной обработки древесины для достижения заданных параметров декоративных элементов и рельефной текстуры древесины

Научная новизна

1 Разработана классификация тексгурированных изделий из древссины

2 Экспериментально установлены взаимосвязи рельефной 1екстуры древесины дуба, бука, ореха и сосны и видов распилов с функциональным назначением и эстетическим восприятием изделии из древесины

3 Установлен оптимальный размер и форма абразивных частиц (микростеклошарики 20-80 мкм)

4 Наиболее четкий контур изображения достигается при значении у!ла атаки воздушно-абразивной струи а равном 90° Диапазон рабочих давлений воздуха, обеспечивающих качественную проработку рельефной текстуры древесины при воздушно-абразивной обработке, составляет 0,4-1,5 МПа

5 Наибольший съем древесины достигается при длине воздушно-абразивной струи равной 15 мм для дуба и ореха и 45 мм для сосны С увеличением угла а съем увеличивается, причем в диапазоне 0-45° увеличивается интенсивно, а в диапазоне 45-90° - незначительно

6 Экспериментально установлены зависимости между факторами воздушно-абразивной обработки и декоративными свойствами рельефной текстуры

7 Предс1авлена математическая модель, связывающая величину съема древесины и факторы воздушно-абразивной обработки

Практическая полезное!ь

1 Разработанные рекомендации обеспечиваю повышенный уровень дизапна изделий из древесины

2 Установленные зависимости позволяют обосновать выбор абразива и режимов воздушно-абразивной обработки при практической реализации технологического процесса

3 Предложенная ударостойкая мастика для масок, содержащая 25% мездрового клея, 15% мела обогащенного, 30% глицерина и 30% воды, обеспечивает достаточную стойкость мастики и качество изображения

Методы исследования

В работе использованы методы экспериментального исследования с математическим планированием эксперимента Исследование выполнялось в два этапа На первом установлены закономерности процесса воздушно-абразивной обработки древесины, на втором определены параметры и факторы планируемого эксперимента, получены уравнения регрессии Использованы общепринятые методики и стандартные измерительные средства

Апробация материалов

Результаты исследования докладывались на IV Международной научно-технической конференции «Информационные технологии в инновационных проектах» (Ижевск, 2003), V и VI Всероссийских научных конференциях по направлению 656700 «Технология художественном обработки материалов» (Ижевск, 2003, Киров, 2004), Всероссийской научно-технической конференции «Наука -производство - технологии - экология» (Киров, 2005), VI Всероссийской специализированной выставке «Рекламь'"» (Ижевск, 2005), научных семинарах кафедр «Технология промышленной и художественной обработки ма1ериалов» ИжГТУ (2003-2006) и «Компьклерный дизайн», МГУПИ (2007) Результат исследования внедрены в учебный процесс подготовки специалистов по гехноло! ни художественной обработки древесины 6

Публикации

По теме диссертации опубликовано 5 статен, в юм числе в реферируемом

журнале

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и библиографии из 75 названий Объем работы 118 страниц машинописного текста, включая 104 иллюстраций и 10 таблиц

Краткое содержание работы Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируются цель и задачи исследования, раскрывается ее научная новизна и практическая значимость

В первой главе показано, что современный дизайн стремится максимально использовать декоративные свойства материала Фактурность, как одно из главных свойств материала, является наряду с текстурой и цветом, доминирующим выразшельным средством Кроме того, фак!урность поверхности часто является необходимым эргономическим требованием Влияние фактуры на дизайн изделий рассматривалось Л И Сидоровым, Э Тьялве, И Араухо, Б Г Бархиным, Е А Грегоряном, А А Ьарташевичем, А Г Мельниковым, В И Куманиным, М JI Соколовой ЮЛ Зиминым и другими учеными Э Тьялве выделяет четыре вида процессов образования фактуры неуправляемые процессы, когда фактура зависит только от условий окружающей среды, процессы, подчиняющиеся физическим и химическим законам, происходящим в природе, процессы, управляемые генами и условиями окружающей среды, процессы, регулируемые желаниями людей или инстинктами животных Рост спроса на изделия из древесины ведет к интенсивному развитию традиционной для России художественной обработки древесины, рассмотренной в грудах А Ф Афанасьева, В Г Бурикова, В Н Власова, М Д Ильяева, ВП Антонова, В А Барадулина, ПД Бобикова, ММ Черных, ПН Рыбицкого и друшх ученых Особую роль в современной художественной обработке древесины приобретают способы создания рельефной текстуры,

позволяющей получать изделия повышенною уровня дизайна Наиболее эффективным из них является возду ино-абразивная обработка Эют способ успешно применяют при изготовлении мебели, рекламных вывесок, сувениров и т д во многих зарубежных странах В России воздушно-абразивная обрабо1ка пока не получила широкого распространения из-за недостаточной изученности процесса, отсутствия научных рекомендаций по разработке дизайна изделий и проектированию технологических процессов воздушно-абразивной обработки

Вторая глава посвящена исследованию процесса воздушно-абразиввной обработки древесины, изучению влияния его факторов на эстетические и технологические параметры рельефной текстуры изделий Для исследования была разработана экспериментальная установка всасывающего типа, позволяющая, в отличие от установок напорного типа, создавать щадящие режимы обработки и достигать более высокого уровня декоративных свойств древесины Установка содержала компрессор с водяным охлаждением производительностью 1 м3/мин, ресивер обьемом 0,5 м3, камеру для обработки с рабочим объемом 0,8 м3 и пылеотсос УВП-2000А (рис 1)

Рабочее давление воздуха изменяли от 0,1 до 2,0 МПа Такой диапазон давлений чаще используется при струйно-абразивной обработке

Для выбора абразива проведено предварительное исследование, в ко юром сравнивали результаты обработки кварцевым песком, смесью кварцевого песка с металлическим песком, корундом и микростеклошариками Получено, что лучшие декоративные свойства рельефной текстуры обеспечивают микростеклошарики, которые использовали в дальнейшем исследовании

а) б)

Рис. I. Экспериментальная воздушно-абразивная установка: а - схема установки; 6- общий вид установки.

Применяли микростеклошарики трех марок но ТУ 5951-015-00204949-97. а именно ШСО-250 диаметром 150-250 мкм, ШСО-250 диаметром 70-160 мкм и ШСО-50 диаметром 20-80 мкм. Перечисленные марки абразива по величине зерна соответствуют шлифзерну, шлифпорошку и микрошлиф порошку по ГОСТ 3647-80. Расход абразива составлял 5-30 кг/час.

Исследования проведены на грех типовых группах пород древесины: хвойной (сосна), лиственной кольцесосулнстой (дуб) и лиственной рассеянно-сосудистой (орех). 13 соответствии с ГОС Т 16483-89 образцы перед разделкой были выдержаны в помещении при температуре 20±2°С и относительной влажности воздуха 65±5% для обеспечения равновесной влажности И-13%, Помимо сухой древесины использовали образцы свежесрубленной сосны с влажностью 33-38%. Размеры всех образцов составляли 40x40x120 мм. отклонения размеров не превышали ±0,5 мм. Шероховатость поверхностей Км/?!«* не превышала 100 мкм. Годовые слои на поверхностях образцов соответствовали радиальному, тангенциальному и торцевому распилам.

Фактура искусственного старения при воздушно-абразивной обработке образуется вследствие различного сопротивления разрушению древесинного вещества, которое неравномерно распределено но ширине годичного слоя, li начальной стадии обработки угол рассеяния абразива, отскакивающего от поверхности заготовки, составляет около 180° (рис.2).

Рис.2. Схема взаимодействия воздуишо-абратвиои струг/ с древесиной: а-г - характерные стадии процесса.

После образования лунки отработанный абразив ударяется о стенки лунки, расширяя ее, и соударяется со встречным потоком абразива, снижая энергию удара струи «свежего» абразива и съем материала в единицу времени. О чем свидетельствует наличие перегиба на 1'рафиках (рис. 3), имеющего место после обработки абразивом в геченни, примерно, 100 сек,

ММ 26

22

18

14

10

6

21------------

200 600 1000 I, сек

Рис 3 Зависимость глубины лупки от времени обработки 1 - дуб, 2 - орех, 3 - сосна, рабочее давление воздуха 0,8 МПа

Влияние угла атаки а представлено на рис 4 С увеличением а примерно до 45° съем материала существенно увеличивается, с дальнейшим увеличением а до 90° съем возрастает незначительно Следует отметить, что в большинстве случаев выбор угла а на практике будет определяться не столько величиной съема материала, сколько эстетическими требованиями к изделию Угол а равный 90° обеспечивает наиболее ровные и вертикальные стенки выступающих над фоном изображений и, следовательно, наилучший декоративный эффект

4

■4 ---- — 4

У 1 " м 1

/

-( --- / -

---- У —

----^ '-Л

ш 71-- — — ----

Ж--

---- ----

200 600 1000 I,

ах, ММ 6

4

2

Рис 4 Зависимость глубины лупка от угча атаки порода дуб, рабочее давчепие воздуха 0,8 МПа, время обработки 120 сек

А Е Проволоцкий отмечает, что при обработке металлов меньшая длина гпдроабразивной струи обеспечивает наибольшую производительность При обработке древесины наблюдается иная картина вследствие разницы величины угла атаки при обработке металлов (45°) н древесины (90°) Съем материала возрастает с увеличением длины струи до некоторого значения, своего для каждой породы древесины (рис 5) При дальнейшем увеличении длины струи съем уменьшается Наличие оптимума можно объяснить тем, что при малой длине струи плотность абразивного потока настолько велика, что энергия частиц «свежего» абразива уменьшается из-за соударения с отскакивающими от поверхности заготовки частицами С увеличением длины струи плотность абразивного потока снижается и все большее число частиц «свежего» абразива достигает поверхности заготовки без столкновения с отскакивающими частицами и потери энергии С дальнейшим увеличением длины струн кинетическая энергия абразивных частиц снижается из-за сопротивления воздуха и становится недостаточной для эффективного разрушения поверхности древесины Отмегим, что в представленной работе при изучении влияния всех факторов для каждой породы древесины использованы предварительно установленные оптимальные длины струи

16 14 12 10

8 6 4 2

10 20 30 40 50 Ь, ММ

Рис 5 Зависимость гчубииы лунки от дпшы струи 1 ~ дуб, 2 - орех 3-сосна, рабочее давление воздуха 0,8 МПа, время обработки 120 сек

Сьем материала при обработке древесины, как и при обработке металлов в значительной степени зависит от рабочего давления воздуха (рис 6) Относительно малые давления (меньше примерно 0,3 МПа) не позволяют разгонять абразивные частицы до скоростей, при которых кинетическая энергия абразивных частиц становится достаточной для интенсивного протекания процесса При давлении 0,40,5 МПа разрушение древесины происходит достаточно интенсивно

Если рабочее давление превышает примерно 1,5 МПа, наблюдаются нежелательные дефекты обработанной поверхности - сколы, вырывы, мшистость, ухудшающие внешний вид изделия Кроме того, с увеличением давления повышается интенсивность разрушения абразивных частиц, это приводит к

снижешпо съема материала И, наконец, давление 0,8 МПа соответствуем давлению в сети большинства промышленных предприятии

С уменьшением величины зерна абразива характер зависимости съема материала от давления сохраняется при уменьшении величины сьема (рис 6) Одновременно повышается тщательность проработки элементов фактуры и улучшаются ее декоративные свойства

а) б)

Рис б Зависимость глубины лунки от рабочего давления воздуха (1 - дуб, 2 - орех, 3 - сосна, время обработки 120 сек) а - зернистость 150-250 мим, б - зернистость 20-80 мк.м

Съем материала можно регулировать, изменяя плотность абразива в воздушно-абразивной струе, т е расход абразива в единицу времени Зависимость

сьсма материала 01 расхода абразива практически линепная (рис 7) Максимальный расход абразива в экспериментальном установке составлял 30 кг/час

- /

/ У

/ /

А /

/ * - - - -

5 15 25 Расход Вбразиаа

ш/чяс

Рис 7 Зависимость глубины лунки от расхода абразива порода дуб, рабочее давление воздуха 0,8 МПа, зернистость 150-250 мк.м, время обработки 120 сек

Влияние вида распила на съем материала представлено на рис 8 Как и следовало ожидать, по аналогии с испытаниями древесины на износостойкость по ГОСТ 16483 39-81, большее сопротивление воздушно-абразивной струе окашвае! горцевой раеппл древесины всех пород, затем тангенциальный и радиальный, а из пород большее сопротивление окашвает 1а, которая имеет более высокие прочностные свойства

Рис 8 Зависимость г/убины п'нки от рост//а древесины рабочее давление воздуха 0,8 МПа, зернистость 150-250 мкм, время обработки 120 сек

Влажная древесш а значительно труднее поддается обработке, чел сухая (рис 9) Избыток влаги в древесине повышает ее упругость и сопротивление разрушению воздушно-абразивной струей

Рис 9 Зависимость глубины чуйки от влажности древесины вшжность 1 - ¡2% и 2 - 35%, порода сосна, рабочее давление воздуха 0,8 МПа, зернистость 150-250 мки, время обработки 120 сеы

Варьируя исследованными факторами, можно управлять технологическими процессами воздушно-абразивной обработки, регулировать съем материала и обеспечивать высокие эстетические показатели фактуры

В главе также исследована возможность использования ударостойких масок для оформления на поверхности изделий изображений, выступающих над рельефно-текстурным фоном

Использовали три вида масок - шаблоны из листовой стали, вырезанные по программе на лазерной установке, ударостойкие ПВХ-пленки, вырезанные по

программе на режущем плоперс и ударостойкие мастики Элементы изображения, орнаменты или надписи металлических шаблонов должны быть объединены общим контуром для обеспечения их крепления к заготовке, что зачастую вынуждает дизайнера жертвовать декоративностью в пользу технологичности При использовании металлических шаблонов быстрее изнашивается абразив, а на светлых породах древесины остается серый трудно удаляемый налет

Использование металлических масок и ударостойких пленок ограничивается плоскими поверхностями, поэтому актуально создание ударостойких мастик, которые можно наносить на сложные поверхности кистью, распылением или окунанием Контур изображения формируется трафаретом или прорезанием вручную нанесенной мастики

Основными ингредиентами мастик являлись мездровый клей, обогащенный мел,глицерин и вода

Установлено, что в процессе обработки упругие свойства мастик снижаются Мастика уплотняясь становится твердой, после чего начинает разрушаться Выявлена необходимость использования угла атаки и равного 90°, иначе защитный слои мастики смывается Поэтому для обработки изделий сложной формы актуально создание оборудования, обеспечивающего возможность поворота сопла в соответствии с профилем изделия Наилучшие результаты - наибольшую устойчивость к воздействию абразива и отсутствие пигментных пятен на изделии после удаления мастики - получены при использовании следующего состава мездровый клей 25%, мел обогащенный 15%, глицерин 30%, вода 30% Глубина снимаемого материала до разрушения мастики составляет на сосне 5 мм, на дубе и орехе 2 мм

В третьей главе исследована с использованием метода математического планирования эксперимента функциональная связь между величиной съема Q и факторами воздушно-абразивного процесса Математическое планирование эксперимента в технологических исследованиях изучали ученые R A Fishei, G С Р Box, К В Wilson, Ю П Адлер, Е В Маркова, Ю В Грановский, М С Винарский, М В Лурье и др Ученые А П Сергиев, А А Андилахай, В А

Барсуков использовали математическое планирование при оптимизации технологических параметров струй,ю-абразивнои обработки металлов Однако воспользоваться результатами выполненных исследований для расчета съема древесины не представляется возможным из-за различия в свойствах материалов

Исследования, выполненные в гл 2, позволили обосновать количество варьируемых факторов при математическом планировании эксперимента и сократить число опытов Исследования выполняли на трех породах древесины -сосне, дубе и орехе Как отмечали, для обеспечения ровных и вертикальных стенок изображений угол а должен составлять 90° Длину воздушно-абразивной струи £ поддерживали на постоянном уровне, своем для каждой породы древесины Величина £ составляла 45 мм для сосны и 15 мм для дуба и ореха Ранее было показано, что такие значения £ обеспечивают наибольший съем древесины Рабочее давление воздуха поддерживали на уровне 0,8 МПа Расход абразива определялся возможностями экспериментальной установки и составлял 30 кг/час Следует отметить, что полученные ниже уравнения регрессии можно применять и при других значениях расхода абразива, так как было установлено, что съем материала прямопропорционально зависит от расхода абразива

Проведенное исследование по изучению влияния вида распила материала на величину съема показало возможность выполнения планируемого эксперимента на тангенциальном распиле древесины, поскольку разницы в съемах на радиальном и торцевом распилах относительно тангенциального сравнительно не велики, они изменяются в пределах ±15% Поэтому полученными уравнениями можно пользоваться при расчете съема для радиального и торцового распилов, внеся соответствующие коррективы

В качестве абразива использовали микростеклошарики, размеры которых соответствовали микрошлифпорошку (20-80 мкм) и шлифзерну (150-250 мкм)

Время обработки Т принято варьируемым фактором, поскольку оно существенно влияет на съем материала Для сосны Г изменяли от 100 до 200 сек, для дуба и ореха - от 150 до 600 сек Нижние приделы Т для этих пород древесины соответствуют образованию на поверхности образца лупки с вертикальными 18

ыспками, т е моменту образования четкой 1раиицы между изображением и фоном, а верхние пределы Т - образованию лунки глубиной 25 мм для сосны и 15 мм аЛЯ дуба и ореха Такие глубины обеспечивают достаточно высокий рельеф изображения

С учетом изложенного для каждой породы древесины выбрана матрица планирования 21 Для исключения системных ошибок использовали процедуру рандомизации Воспроизводимость опытов оценивали по критерию Кохрена, адекватность модели - по критерию Фишера, значимость коэффициентов регрессии - по критерию Стыодента

Полученные уравнения регрессии имеют вид для сосны

у = 16,59 + 3,89 Х (1)

и кпа '

для ореха

Л/(1=.1,05 + 2,56Х|, (2)

для дуба

УтгГ 9,07 + 2,68 х,+ 2,28 Хз, (3)

где

у — кодированное значение параметра х/А'2 - кодированные значения факторов

Полученные уравнения регрессии являются линейной моделью воздушно-абразивной обработки соспы, ореха и дуба Из них следует, что для сосны и ореха производительность возрастает с увеличением времени обработки и не зависит от выбора зернистости абразива Для дуба, помимо времени, на производительность влияет размер зерна

Четвертая глава посвящена исследованию дизайна изделий из древесины, декорированных рельефной текстурой Разработана классификация, в соответствии с которой изделия в зависимости от места размещения на них рельефной текстуры и занимаемой ею площади разделены четыре группы (рис 10)

Рис ¡0 Кчассификсщия изделий с рельефной текстурой

В первую группу входят изделия, декорированные рельефной текстурой по всей поверхности - строительные элементы (бруски, вагонка, плишус, доски), багет, мебель, шкатулки, курительные трубки и т п В таких изделиях рельефная текстура является, как правило, единственным декором, поэтому рисунок древесины загоювки должен быть как можно более затейливым Для этого желательно использовать тангенциальный распил и различные природные дефекты -свилеватость и кап, а так же корни В фуппе можно выделить две подгруппы — изделия сравнительно малых размеров - сувениры, курительные трубки, шкатулки -и изделия сравнительно больших размеров - декорированные строительные элементы и мебель

Размеры изделий первой подгруппы должны быть больше шага рельефа не менее чем в 20 раз Иначе рельеф зрительно нарушает контур изделия Из пород древесины для изделий первой подгруппы в большей мере подходят лиственные рассеяно-сосудистые как имеющие меньший шаг рельефа А для изделий второй подгруппы - хвойные породы и лиственные кольцесосудистые с ярко выраженным рельефом

Важную роль в достижении наибольшей декоративности изделий играет освещение и отделка лакокрасочными материалами. При хорошем освещении для выделения рельефности древесину окрашивают в очень темные тона, зачастую в глубокий черный с глянцевым покрытием. В этом случае блики света на поверхности изделия выгодно подчеркивают рельеф. При слабом же освещении темный глянцевый рельеф не просматривается. Поэтому слабое освещение требует светлой отделки и прозрачных покрытий на светлых или выбеленных породах древесины. В последнем случае лучше применять хнойкые и кол ь цесосу диеты в породы с крупным хорошо просматриваемым рельефом.

Ко второй группе относятся из дайн я, у которых рельефная текстура служит фоном, углубленным относительно изображений - орнаментов, надписей, логотипов и т. и. При проектировании изделий данной группы необходимо обращать внимание на размещение изображения относительно волокон древесины. Для лучшего восприятия криволинейный орнамент следует располагать иа радиальном распиле, а прямолинейный иа тангенциальном (рис. 11).

а)

б)

Рис. / /, Примеры размещения орнаментов с радиальным (а) и тангенциальным (б) распилами при рациональных соотношениях ширины элементов орнамента и (¡юна.

Иначе криволинейный орнамент па тангенциальном распиле приобретает хаотичный вид, а прямолинейный орнамент на радиальном создает у зрителя путаницу, поскольку очертания контура орнамента, схожие с линиями волокон, раздваиваются или теряются.

Определенные особенности имее! оформление надписей Они помимо эстетической нагрузки несут информативную, поэтому текст должен быть удобочитаемым Зрительно текст представляет собой набор вертикальных повторяющихся линий, следовательно, надписи желательно размещать на радиальном распиле, горизонтальные слои которого будут пересекать вертикальные линии букв

На восприятие изображения существенно влияет порода древесины Глубокий рельеф хвойных пород может зрительно скрывай, мелкие элементы орнамента и мешать их восприятию (рис 12,а) Л сердцевинные лучи на кольцесосудистых породах, выступающие над фоном крупными зернами, из-за хаотичного расположения могут нарушить гармоничность орнамент (рис 12,6), что ограничивает использование радиального распила пород древесины с крупными сердцевинными лучами На тангенциальном же распиле кольцесосудистых пород фон получается глубоким и при небольшом расстоянии между годичными слоями плохо сочетается с декором (рис 12,в)

К тому же у дуба даже при плотном прилегании маски, защищающей изображение от абразива, наблюдается отрыв волокон под маской, и край изображения получается неровным Для изделий второй группы с мелкими элементами орнамента в большей степени пригодны рассеянно-сосудистые породы древесины, обладающие менее выраженным рельефом (12,г)

При выборе заготовки следует так же учшывать возраст древесины Большое расстояние между годичными слоями у старых деревьев снижает художественные свойства рельефной текстуры Ширина элементов декора должна превышать ширину элементов фона от 2 до 20 раз При меньшей разнице декоративные элементы сливаются с фоном, а при большей - фон теряется среди декора и не несет эстетической нагрузки

Для четкого выделения декоративных элементов, особенно мелких, используется контраст светлого и темного При хорошем освещении декор должен быть темнее, а фон светлее, а при слабом лучше выделяются светлые элементы на темном фоне

Рис. 12. Орнаменты, полученные на сосне (а), буке (б), дубе (в) и орехе (г.),

В третьей группе изделий рельефную текстуру выполняют на элементах изображений, углубленных относительно гладкого фона, защищенного при обработке маской. Основную эстетическую нагрузку в изделиях этом группы песет рельефная текстура. Для большей ее декоративности необходимо выбирать заготовки с наиболее выразительным рельефом - тангенциальные распилы кол ьиесос уд истых и хвойных пород для прямолинейного орнамента и радиальные распилы хвойных пород для криволинейного орнамента. Изображения в изделиях данной группы должны иметь простые формы с достаточно крупными декоративными элементами. При сложном декоре с мелкими элементами внимание зрителя будет отвлекаться фоном, возвышающимся над углубленным орнаментом, повторяющим очертания декора, находящимся ближе к зрителю и, в итоге,

23

претендующем па композиционное главенство Не следуе! наносить па элементы с рельефной текстурой позолоту или иное блестящее покрытие, Т1 яркий блеск снижает декоративный эффект рельефа В остальном рекомендации по дизайну изделий третьей группы те же, что и для второй

Изделия четвертой группы содержат как элементы, в которых рельефная текстура является фоном, так и элементы, декорированные рельефной текстурой при гладком фоне Объединение двух типов изделий в одном ведет к наличию двух частей в его композиции Как правило, это декоративная и информативная часги

В декоративной части - логотипах, орнаментах, названиях и т и -необходима наибольшая выразительность Поэтому рельефная текстура, как основной источник декоративной выразительности, должна занимать центральное место в этой части композиции Здесь применимы рекомендации для изделий третьей группы, в которых декор оформлен рельефной текстурой

Информативная часть - поясняющие надписи, цифры, схемы расположения и проезда и т п - требует удобочитаемости Здесь предпочтительно использование элементов, в которых рельефная текстура служит фоном, тогда эти элементы воспринимаются более цельно

Объединяя различные типы элементов важно помнить о размере месте положения и цветовом контрасте Так, декоративные элементы должны быть

, «V * -ч™

больше по размеру и размещаться сверху или слева ДекОративй&я и информативная части должны контрастировать друг с другом Фон, на котором размещаются информационные элементы, должен иметь контуры, согласующиеся с контурами декоративной части Если контур декоративных элементов имеет округлые формы, то и фон информативной части должен иметь скругленный контур

В пятой главе представлены результаты промышленного опробования В качестве объекта рекламы была выбрана вывеска факультета «Реклама и дизайн» ГОУ ВПО ИжГТУ (рис 14) Основной концепцией изделия было создание наружной рекламы эффективно работающей как в темное, так и в светлое время суток Реализация проекта была решена с помощью газосветных технолотий освещения - неона, и воздушно-абразивной обработки древесины Данное сочетание 24

создлсм художественным эффек! заиндевелой поверхности древесины, достигаемым она за счет yj,учтенный освещенности 1ак в пасмурный донь освещенное!ь вывески составляет 1000 люкс, а при газосветном освещении 5000 люкс Эскизы выполнялись в программе Coiel Diaw, т к данная программа позволяет не только прорисовывать формы будущего изделия, но и управляет вырезанием изображения из защитной пленки на плоттере Выбор цвета подсветки выполнялся в программе Coiel PHOTO-PAINT Она позволяет качес[венно редактировать фотоизображения и входит вместе с программой Coiel Diaw в один графический пакет CoielDiaw Giaphics Suite, создающий единое информационное поле Технологическая последовательность изготовления вывески представлена на рисунке 13

Технологическая последовательность изготовления вывески

С

Изготовление неоновой подсветки

£

3

и

щ J

Гибка стеклянных трубок по шаблону

S

^Зарядка готовых трубок инертным газом

,'бокЛ

Изготовление деревянной вывеск

Г

Изготовление щита

Наклейка на щш износостойкой маски

)

Воздушно-абразивная

обработка

±

)

(Отделка лакокрасочными1

материалами *

Сборка вывески, монтаж электрического ч_оборудования

Рис ¡3 Те\ио юрическсш посчедоватечыюсшь шготовчепия вывески

а) б)"

Рис. 14. Готовое изделие: а - при дневном свете: б - при неоновом освещении, в темное врем» суток.

Основные результаты и выводы.

1. Разработана классификация изделий декорированных рельефной текстурой гю месту размещения занимаемой ее площади на изделии. Выделено четыре группы: изделия, декорированные рельефной текстурой но всей поверхности: с декорированным фоном; с декорированными изображениями и комбинированные изделия, в одной части которых декорирован фон, а в другой изображения.

2. В соответствии с классификацией разработаны рекомендации по совершенствованию дизайна художественно-промышленных изделии, декорированных рельефной текстурой, учитывающие назначение, размеры, породу и распил древесины.

3. Наилучший декоративный эффект рельефной текстуры обеспечивается при использований качестве абразива микростеклощбариков размером 20-80 мкм, при угле атаки воздушно-абразивной струи, равном 90".

4. Наибольший съем древесины дуба и ореха достигается при длине воздушно-абразивной струи равной 15 мм, сосны 45 мм и рабочих давления воздуха 0,4-1,5 МПа.

5 Полученная математическая модель позволяет определить съем древесины при обработке дуба, ореха и сосны

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1 Поярков А В Формообразование декоративных элементов на изделиях из древесины струей абразива // Информационные технологии в инновационных проектах Тр IV Междунар нау -технич конф - Ижевск Изд-во ИжГТУ, 2003, стр 28-29

2 Поярков А В Исследование шлифования декоративных элементов из древесины // Дизайн и технология художественной обработки материалов Тр V Всерос науч конф по напр 656700 «Технология художественной обработки материалов» / Под ред д-ра техн наук, проф М М Черных -Вып -7 - Ижевск Изд-во ИжГТУ, 2003, стр 76-79

3 Поярков А В Оформление рельефной фактуры древесины // Дизайн и технология художественной обработки материалов Тр VI Всерос науч конф по напр 656700 «Технология художественной обработки материалов» 1 Под ред канд техн наук, доц М И Земцова - Вып — 8 -Киров Изд-во ВятГУ, 2004, стр 57-60

4 Поярков А В Оформления фона с видами защитных покрытий при декорировании изделий из древесины орнаментом с рельефно-текстурным фоном // Всероссийская науч -техн конференция «Наука - производство -технологии - экология» Сборник материалов В 6 т - Киров Изд-во ВятГУ, 2005 Том 3 ФАМ, ИСФ, стр 138-140

5 Поярков А В, Черных М М, Пьянков А И Эстетические и технологические показатели воздушно-абразивной обработки древесины // Вестник Ижевского государственного технического университета - 2007, №1,стр 45-49

Подписано в печать 11 04 07 Формат 60x84/16. Бумага офсетная Уел печ л 1,63 Тираж 110 экз Заказ 92 Отпечатано в типографии Издательства ИжГТУ 426069, г. Ижевск, Студенческая, 7

Оглавление научной работы автор диссертации — кандидата технических наук Поярков, Андрей Валерьевич

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса.

1.1. Рельеф и фактура в дизайне и декорировании изделий.

1.2. Фактура, полученная в ходе неуправляемых процессов.

1.3. Процессы, подчиняющиеся физическим и химическим законам, происходящим в природе, без участия человека.

1.4. Процессы, управляемые генами и условиями окружающей среды.

1.5. Процессы, регулируемые желаниями людей или инстинктами животных.

Глава 2. Исследование воздушно-абразивной обработки древесины.

2.1. Методика исследования.

2.2. Влияние факторов воздушно-абразивной обработки на ее результаты.

2.3. Исследование влияния материала масок.

Глава 3. Математическое планирование эксперимента.

3.1. Параметры и факторы эксперимента, матрица планирования.

3.2. Уравнения регрессии.

Глава 4. Дизайн изделий с рельефной текстурой.

4.1 Классификация изделий.

4.2 Изделия, декорированные рельефной текстурой по всей поверхности.

4.3 Изделия, в которых рельефной текстурой декорирован фон.

4.3.1 Влияние вида распила.

4.3.2 Особенности размещения текстов.

4.3.3 Выбор породы древесины.

4.3.4 Влияние возраста древесины.

4.3.5 Влияние цвета и освещенности.

4.4. Изделия, в которых рельефная текстура выполнена на элементах декора.

4.5. Комбинированные изделия.

Введение диссертации2007 год, автореферат по искусствоведению, Поярков, Андрей Валерьевич

В современном мире натуральные материалы - древесина, камень и др. становятся все более востребованы человеком. Такие материалы по-прежнему играют значимую роль в дизайне, являясь носителями уникальных форм, рисунков и оттенков цвета. Художественно-промышленные изделия из древесины не только отражают природную красоту, но и являются элементами престижа, предметами выгодного вложения капитала. Для художника и дизайнера древесина всегда была активной компонентой творчества, позволяющей быть соавтором природы.

Древесина все шире используется как экологически чистый материал. Но возобновляемость ресурсов древесины не соответствует интенсивности сегодняшнего потребления. А учитывая тот факт, что леса - это легкие планеты, в скором времени вырубку деревьев придется жестко квотировать.

Тем сильнее возникает необходимость в максимально полном использовании полезных свойств древесины. Особенно остро проблема стоит в России, которая обладая четвертью всех мировых запасов леса, дает всего 2% мирового экспорта лесопромышленной продукции [1]. Для исправления этой ситуации необходима глубокая переработка леса отечественными предприятиями. Любой современный продукт не обходится без качественного дизайна. А современный промышленный дизайн - это, прежде всего новые технологии, позволяющие облечь идею в форму. Одной из перспективных технологий является воздушно-абразивная обработка древесины, позволяющая проявить уникальную рельефную текстуру и формировать декоративные элементы. Воздушно-абразивная обработка получила широкое распространение в Англии, США, начинает развиваться в России. Растет спрос на художественно-промышленные изделия, декорированные рельефной текстурой - декоративные строительные элементы, мебель, рекламные вывески, сувениры.

Тем не менее, процесс воздушно-абразивной обработки древесины не изучен, отсутствует серийно выпускаемое отечественной промышленностью оборудование, хотя выпуск аналогичного оборудования для воздушно-абразивной обработки металла и стекла освоен.

Российскими и зарубежными учеными выполнены многочисленные исследования по воздушно-абразивной обработке металлов, но эти результаты нельзя непосредственно использовать для древесины из-за различия в свойствах материалов.

Малые затраты и уникальность рельефной текстуры каждого изделия даже при крупносерийном способе производства, недостаточная изученность процесса обуславливают актуальность исследования воздушно-абразивной обработки древесины.

Цель работы:

Совершенствование дизайна художественно-промышленных изделий из древесины путем формирования рельефной текстуры. Поставленная цель определила задачи.

Задачи исследования:

1. Исследование возможностей совершенствования дизайна изделий из древесины за счет формирования рельефной текстуры.

2. Разработка классификации изделий, декорированных рельефной текстурой.

3. Исследование влияния факторов воздушно-абразивной обработки на декоративные свойства фактуры древесины и съем материала.

4. Разработка рекомендаций по управлению технологическими процессами воздушно-абразивной обработки древесины для достижения заданных параметров декоративных элементов и рельефной текстуры древесины.

Научная новизна.

1. Разработана классификация текстурированных изделий из древесины.

2. Экспериментально установлены взаимосвязи рельефной текстуры древесины дуба, бука, ореха и сосны и видов распилов с функциональным назначением и эстетическим восприятием изделий из древесины.

3. Установлен оптимальный размер и форма абразивных частиц (микростеклошарики 20-80 мкм).

4. Наиболее четкий контур изображения достигается при значении угла атаки воздушно-абразивной струи а равном 90°. Диапазон рабочих давлений воздуха, обеспечивающих качественную проработку рельефной текстуры древесины при воздушно-абразивной обработке, составляет 0,4-1,5 МПа.

5. Наибольший съем древесины достигается при длине воздушно-абразивной струи равной 15 мм для дуба и ореха и 45 мм для сосны. С увеличением угла а съем увеличивается, причем в диапазоне 0-45° увеличивается интенсивно, а в диапазоне 45-90° - незначительно.

6. Экспериментально установлены зависимости между факторами воздушно-абразивной обработки и декоративными свойствами рельефной текстуры.

7. Представлена математическая модель, связывающая величину съема древесины и факторы воздушно-абразивной обработки.

Апробация материалов.

Результаты исследования докладывались на IV Международной научно-технической конференции «Информационные технологии в инновационных проектах» (Ижевск, 2003), V и VI Всероссийских научных конференциях по направлению 656700 «Технология художественной обработки материалов» (Ижевск, 2003, Киров, 2004), Всероссийской научно-технической конференции «Наука - производство - технологии - экология» (Киров, 2005), VI Всероссийской специализированной выставке «Рекламь!!!» (Ижевск, 2005), научных семинарах кафедр «Технология промышленной и художественной обработки материалов» ИжГТУ (2003-2006) и «Компьютерный дизайн», МГУПИ (2007). Результаты исследования внедрены в учебный процесс подготовки специалистов по технологии художественной обработки древесины.

Заключение научной работыдиссертация на тему "Эстетика текстурированных изделий из древесины"

Основные результаты и выводы:

1. Разработана классификация изделий декорированных рельефной текстурой по месту размещения занимаемой ее площади на изделии. Выделено четыре группы: изделия, декорированные рельефной текстурой по всей поверхности; с декорированным фоном; с декорированными изображениями и комбинированные изделия, в одной части которых декорирован фон, а в другой - изображения.

2. В соответствии с классификацией разработаны рекомендации по совершенствованию дизайна художественно-промышленных изделий, декорированных рельефной текстурой, учитывающие назначение, размеры, породу и распил древесины.

3. Наилучший декоративный эффект рельефной текстуры обеспечивается при использовании в качестве абразива микростеклошариков размером 20-80 мкм, при угле атаки воздушно-абразивной струи, равном 90°.

4. Наибольший съем древесины дуба и ореха достигается при длине воздушно-абразивной струи равной 15 мм, сосны - 45 мм и рабочих давлениях воздуха 0,4-1,5 МПа.

5. Полученная математическая модель позволяет определить съем древесины при обработке дуба, ореха и сосны.

Библиографическое описание:

1. О развитии предпринимательства в важнейших отраслях экономики России в 2005 году. Отчет Торгово-промышленной палаты Российской Федерации: - Москва. 2007.

2. Тъялве Э. Краткий курс промышленного дизайна. Пер. с англ. - М.: Машиностроение, 1984.-400 е., ил.

3. Художественное проектирование.-М.: Просвещение, 1979. -340с.,ил.

4. Словарь иностранных слов. - 18-е изд., стер. - М.: Рус. Яз., - 624с.

5. Архитектурное материаловедение / Байер В.Е. Учебник для вузов. - М.: «Архитектура-С», 2005. - 264 с.

6. Максимова М.В. Азбука вязания. - 4-изд. испр. и доп. - М.: Энергоатомиздат,1986. -224 е.: ил.

7. Цыганкова Э.Г. У истоков дизайна. М.: Наука, 1977.

8. Http:// www.mbcars.ru

9. Зарегистрированный дилер. //Охотничье оружие. - 2003, №1.

10. Лебов. М. Амфетеатр желтого обрыва. //Вокруг света. - 2005, №6.

11. Http:// www.fotokritik.ru

12. Http://extremeview.ru

13. Http://art.keramos.ru

14. Http://www.bibliotekar.ru

15. Уголев Б.Н. Древесиноведение и лесное товароведение. - М.: Академия, 2004. - 272 е.: ил.

16. Сутеев Г.О. Скульптор Эрьзя: Биогр. Заметки и воспоминания /Г. Сутеев, В. Сутеев, С. Розанов и др. - Саранск. Мордов. кн. изд-во, 1995.-228 е.: ил.

17. Http://www.ob-gaz.ru

18. В мире животных. // Glamour. - 2005, №3.

19. Http://www.kizhi-karelia.com

20. Барлет Р. Панорама Средневековья. Пер. с англ. - М.: Интернет-бизнес, 2002. - 335 е.: ил.

21. Волошинов A.B. Математика и искусство. - М.: Просвещение, 1992. -335 е.: ил.

22. Государственный Эрмитаж. Альбом. -М.: Советский художник, 1989. -358 е.: ил.

23. Буриков В.Г., Власов В.Н. Домовая резьба. - 2-е изд., стереотип. - М.: Нива России, 1994.

24. Лисенко JI.M. Русское деревянное зодчество. // В сб. Дерево в архитектуре и скульптуре славян. - М.: Сов. художник, 1987.

25. Воронов B.C. О крестьянском искусстве. // Сб. избранных трудов. М.: Сов. художник. 1972.

26. Званцев М.П. Домовая резьба. М.: Изд. Всерос. Академии архитектуры, 1935.

27. Крохин В.А. Происхождение ведущих мотивов резьбы в русском деревянном зодчестве. // В сб. научных трудов «Сохранение памятников деревянного зодчества». - М.: 1989.

28. Ополовников A.B. Русское деревянное зодчество. Гражданское зодчество. - М.: Искусство, 1983.

29. Шепелев A.M. Столярные работы в сельском доме. - М.: Россельхозиздат, 1987.

30. Афанасьев А.Ф. Резьба по дереву. - М.: Культура и традиции, Легпромбытиздат, 1997.

31. Ильяев М.Д. Прикоснувшись к дереву резцом. Справочное пособие. -М.: Экология, 1996.

32. Матвеева Т.А. Мозаика и резьба по дереву. - М., 1989.

33. Соболев H.H. Русская народная резьба по дереву. - М-Л.: 1934.

34. Черепахина А.Н. История художественной обработки изделий из древесины. - М.: Высшая школа, 1987.

35. Яковлев И.И., Орлова Ю.Д. Резьба по дереву. - М., 1974.

36. Абрамов И.В., Пьянков А. И, Тотоев A.B. и др. Совершенствование механической обработки осесимметричных изделий из древесины. // Технология художественной обработки материалов. Ж. № 2,2001.

37.Барташевич A.A., Романовский A.M. Художественная обработка дерева. Минск, 2000.

38. Барташевич A.A., Антонов В.П. Технология производства мебели и резьба по дереву. Минск, 2001.

39. Барадулин В.А. Художественная обработка дерева. - М.: Легкая индустрия, 1989.

40. Бобиков П.Д. Изготовление столярно - мебельных изделий. - М.: Издательский центр «Академия», 2002.

41 .Башинский В.И., Гончаров H.A., Буглай Б.М. Технология изделий из древесины. - М.: Лесная промышленность, 1990.

42. Борисов КБ. Обработка дерева. - М., 1999.

43. Буйвидович Ф.В. Технология столярно - плотничных и паркетных работ: Учеб. пособие. -Мн.: Выш. Шк., 2002.

44. Крашенинников А.И., Пиликина H.H. Пути развития технологии художественной обработки. // Художественная обработка материалов. Ж. 2004, № 5.

45. Черных М.М., Пьянков А.И., Крапивкин В.Я. Перспективы развития технологии художественной обработки древесины // Труды III Всероссийской научно-методической конференции по сп. 121200. -Ижевск: ИжГТУ, 2000.

46. Ложкин Ю.В. Оформление орнаментов на художественных изделиях из древесины. // Всерос. науч.- технич. конф. «Наука-производство-технологии-экология»: Сборник материалов: В 5 т., том 5 - Киров: Изд-во ВятГУ, 2003.

47. Черных М.М., Пьянков А.И., Халиков Э.Г., Ложкин Ю.В. Системное проектирование приспособлений для изготовления геометрических орнаментов на изделиях из древесины. // Техническая эстетика, дизайн и технология художественной обработки материалов: Тр. V Всерос. науч. конф. по направлению 656700 «Технология художественной обработки материалов». - Вып. 7 / Под ред. М.М. Черных. - Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2003.

48. Ложкин Ю.В., Пьянков А.И., Халиков Э.Г., Черных М.М. Системное проектирование приспособлений для изготовления геометрических орнаментов на изделиях из древесины // Дизайн и технология художественной обработки материалов: Труды IV Международной научно-технической конференции «Информационные технологии в инновационных проектах». - Ч. 4. - Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2003.

49.Гликин М.С. Декоративные работы по дереву на станках. - М.: «Народное творчество», «Искона», 1999.

50. Langzaner Geselchaft ш.Ь.Ф. - 4772 Lambrechten Nr. 52. Каталог оборудования. 1992.

51. Http://en.wikipedia.org

52. Http://www.rdfíeld.com

53. Http:/Avww. woodsigns.com

54. БиликШ. M. Абразивно-жидкостная обработка металлов. -М.: Машиностроение, 1960.

55. Проволоцкий А.Е. Струйно-абразивная обработка деталей машин. - К.: Техника, 1989.

56. Пискарев В.А. Лабораторные работы по курсу «Строительные материалы и изделия». Учеб. Пособие для вузов. М., Высш. школа, 1976.

57. Поярков A.B. Формообразование декоративных элементов на изделиях из древесины струей абразива. // Информационные технологии в инновационных проектах: Тр. IV Междунар нау.-технич. конф. -Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2003, стр. 28-29.

58. Девкин М. М., Севастьянов М. Д. очистка поверхностей деталей металлическим песком. -М.: Машиностроение, 1968.

59. Гончаренко А.Б. Стекольные работы: пособие для начинающего мастера. - Ростов н/Д.: Феникс, 2000.

60. Адлер ЮЛ., Маркова Е.В., Грановский В.Г. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. - М.: Наука, 1976. -279 с.

61. Винарский М.С., Лурье М.В. Планирование эксперимента в технологических исследованиях. - Киев: Техшка, 1976. -168 с.

62. Сергиев. А.П., Андилахай A.A., Барсуков В.А. Выбор технологических параметров струйно-абразивной обработки. //Станки и инструмент. -1985, №4.

63. Http://www.pipeshop.ru

64. Http://www.dockwood.com

65. Http://www.sampleservice.com

66. Http://www.signwire.com

67. Http://www.smokemag.com

68. Http://www.greatswfurniture.com

69. Http://www.alphabetsigns.com

70. Http://www.sandstormsigns.com

71. Http://www.pbase.com

72. Http://www.narugka.info

73. Http://www.cnr.ru

74. Http://www.sandjet.ru

75. Http://www.fratelli-pezza.com