Поделки из композиционных материалов по технологии

Обновлено: 06.01.2025

Презентация на тему: " КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ Композиционные материалы – искусственно созданные материалы, которые состоят из двух или более компонентов, различающихся по составу." — Транскрипт:

1 КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ Композиционные материалы – искусственно созданные материалы, которые состоят из двух или более компонентов, различающихся по составу и разделенных выраженной границей, и которые имеют новые свойства, запроектированные заранее.

2 Композиционные материалы Композиты образуют класс материалов, удовлетворяющий такие жесткие, часто противоречащие друг другу требования, как обеспечение минимальной массы конструкции, максимальной прочности, жесткости, надежности и долговечности при работе в тяжелых условиях нагружения, в том числе при высоких температурах и в агрессивных средах, являются. Различные сочетания матричного материала и наполнителя позволяют получать гибридные композиты с широким диапазоном характеристик, чего невозможно достичь на металлах и сплавах в / - удельная прочность Е/ - удельный модуль упругости

3 Композиты представляют собой системы, состоящие из двух и более разнородных компонентов, имеющих границы раздела между ними. Компонент, непрерывный по всему объему материала, обеспечивающий его монолитность, называется матрицей. Компоненты, распределенные в матрице, называются наполнителями. По типу матрицы различают композиционные материалы на полимерной, металлической и керамической основе. По виду и структуре наполнителя композиты делятся на дисперсно- упрочненные (а), упрочненные волокнам (в-г) и слоистые (д,е).

4 Углепластики – композиционные полимерные материалы, армированные наполнителями из углеродных волокон в виде нитей, ленты, ткани. Углепластики характеризуются низкой плотностью, высокой прочностью, вибропрочностью, повышенной химический стойкостью, практически нулевым коэффициентом линейного расширения. Углепластики используются как конструкционные материалы в авиакосмической технике, автомобилестроении, судостроении, машиностроении, медицинской технике.

5 Жаропрочный композит с никелевой матрицей (рабочая температура до °С). Наполнителем могут быть мелкодисперсные порошки диоксида тория ThO 2 и диоксида гафния HfO 2 или вольфрамовая проволока. Так введение в сплав никеля с хромом вольфрамовой проволоки в количестве от 40 до 70 %, позволяет повысить его жаропрочность при 1100 °С в два раза. Применяются в авиационной и космической технике для изготовления лопаток газовых турбин, камер сгорания. На фото: Лопатки газовых турбин из никелевого композита.

6 Композиционные материалы с борными волокнами (боропластик и бюро алюминий) широко используются в авиации и ракетно-космической технике. Их использование для изготовления крупных деталей для космических кораблей. По модулю упругости и теплостойкости бюро алюминиевые композиты превосходят все высокопрочные алюминиевые сплавы. Бор мало разупрочняется с повышением температуры, поэтому композиты сохраняют высокую прочность до 400 – 500°С. Высокая демпфирующая способность материала обеспечивает вибропрочность изготовленных из него конструкций. Промышленное применение нашел материал ВКА-1, содержащий 50% непрерывных высокопрочных волокон бора в матрице алюминия.

8 Полимерные макромолекулы представляют собой длинные цепочки, состоящие из большого количества отдельных звеньев. Поперечное сечение цепи составляет несколько, нанометров, а длина – до нескольких тысяч нанометров. По форме макромолекул полимеры делятся на линейные (а), разветвленные (б), лестничные (в) и пространственные (г).

9 Интегральные пенопласты состоят из легкой пористой микро ячеистой (0,02-2 мм) сердцевины – пенопласта, постепенно переходящей в монолитную поверхностную корку. Обладают высокими механическими свойствами, т.к. поверхностная корка придает изделиям стойкость к механическим нагрузкам, а пористая сердцевина – легкость. По удельной ударной механической прочности и удельной жесткости при изгибе могут превосходить монолитные аналоги, ряд металлов и древесину. Благодаря своим упругим свойствам эти материалы применяются для производства энергопоглощающих, амортизирующих и уплотнительных изделий.

10 Поликарбонат – термопластический полимер на основе дифенилолопропана и фостера. Характеризуется низкой водопоглощаемостью и газопроницаемостью, высокой жесткостью, тепло- и химической стойкостью, физиологически безвреден, бесцветен, прозрачен, хорошо окрашивается. Стоек к световому старению. Это один из наиболее ударопрочных термопластов, что позволяет его использовать его в качестве конструкционного материала, заменяющего металл. Из поликарбоната изготавливают шестерни, подшипники, корпуса и др. В современном автомобилестроении из поликарбоната изготавливают окна и крыши автомобилей.

11 Керамические материалы Под керамикой понимаются материалы, получаемые спеканием неметаллических порошков природного или искусственного происхождения. По составу керамику можно подразделить на кислородную состоящую из оксидов металлов и неметаллических элементов бериллия, магния, алюминия, кремния, титана, циркония и бескислородную – нитридную, карбидную, боридную и др. По структуре керамика может быть аморфная, кристаллическая. Эти материалы перспективны для инструментов, деталей двигателей внутреннего сгорания, фильтров, нагревательных элементов, элементов источников питания и др. На фото: Сопла для газосварочных аппаратов из керамики на основе карбида кремния.

12 Керамика первый конкурент металлических сплавов для использования при высоких температурах. Однако керамика чувствительна к термоударам, хрупка, сложна в механической обработке. Снижения хрупкости добиваются путем введением в состав диоксида циркония, армирования керамики волокнами из хрома, никеля, ниобия, вольфрама. Применяются также специальная технология формирования в структуре микротрещин.

13 Пластмассы Природные и синтетические высокомолекулярных соединения (полимеры), которые способны под воздействием теплоты и давления принимать и сохранять заданную форму. Полимеры состоят из многочисленных элементарных звеньев одинаковой структуры – мономеров. Например, молекула полиэтилена состоит из многократно повторяющегося звена С 2 Н 4. В зависимости от числа звеньев в молекуле изменяются агрегатное состояние и свойства вещества. При n = 5 это жидкость, при n = – вязкая жидкость (смазка), при n = – твердое вещество (парафин), при n = – высокомолекулярное соединение (полиэтилен).

14 ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Предназначен для изготовления плоских заготовок деталей из полимерных композиционных материалов методом автоматизированной выкладки на соответствующие формы. Выкладка производится предварительно пропитанным и подсушенными материалами - препрегами. Станок имеет 5 управляемых координат. ВКЛ2-8С

16 Предназначена для пропитки, сушки и намотки на приемные гильзы стеклянных тканей и сеток. Сушка тканей производится в парах растворителей. На установках выполняется комплекс операций, включающий: - размотку тканей; - соединение концов непропитанных тканей; - пропитку тканей; - подсушку тканей (удаление влаги и замасливателя); - сушку тканей (испарение растворителей из пропитанной ткани); - улавливание растворителей для последующего использования; УПСТ-1000П

Пояснительная записка. Поделки из природного материала помогают открыть ребенку удивительный мир природы: увидеть в еловой шишке забавного гномика, в сухом сучке – зверька или птичку. Любая работа по изготовлению поделок из природного материала не только увлекательна, но и познавательна. Ребенок вовлекается в наблюдения за природными явлениями, учится бережно относиться к окружающей среде, обращает внимание на красоту цветов, плодов, листьев. Практически в любое время года можно знакомить дошкольников с природой и находить природные материалы для изготовления поделок. Природный материал – кладовая для развития фантазии, творчества, воображения. Изготовление игрушек, поделок из природного материала - труд кропотливый, увлекательный и очень приятный, а процесс изготовления поделок из природного материала не только положительно скажется на развитии эстетических чувств, пополнит навыки и умения, необходимые детям, но обязательно разовьет фантазию, воображение, мелкую моторику рук, внимание, интеллектуальную и творческую активность.

Назначение разработки:

Использование поделок из природного материала в играх, занятиях, совместной деятельности, при оформлении макетов, дидактических пособий.

Цель: освоение способов конструирования из различных природных материалов посредством художественного ручного труда.

Задачи:

-Формировать интерес дошкольников к художественному ручному труду;

-Развивать познавательные, конструктивные, творческие и художественные способности в процессе создания поделок из природного материала;

-Развивать ручную умелость, мелкую моторику;

-Развивать эмоциональную отзывчивость дошкольников на свою продуктивную деятельность;

-Воспитывать трудолюбие, аккуратность, желание доводить начатое дело до конца;

-Воспитывать внимательное, бережное отношение к окружающей природе, ее богатствам.

Методы и приемы:

Наглядные (показ образца, рассматривание иллюстраций, выполнение последовательности работы).

Словесные (объяснение, описание, поощрение, убеждение).

Практические (самостоятельное и совместное выполнение поделки).

Материал для изготовления поделок:

Природный материал: (шишки сосны, ели, лиственницы, ольхи, каштаны, желуди, орехи (грецкие, кедровые, земляные, семена, плоды шиповника, рябины, мох, солома, птичьи перья, ракушки, камушки, сухие веточки.

Дополнительный материал: бумага, фольга, пластилин, проволока, цветные лоскутки, поролон.

Инструменты: ножницы, шило, нож, иголка, скрепки, кисточка и др.

Способ соединения деталей: пластилин, спички, палочки, проволока, нитки, клей.

Схема последовательности работы по изготовлению поделок из природного материала:

1. Анализ образца.

2. Поэтапная последовательность изготовления.

3. Выбор способа соединения деталей игрушки.

4. Подготовка материала и инструментов.

5. Практическая работа: изготовление игрушки.

6. Анализ и оценка продуктивной деятельности.

Предварительная работа: подготовка природного материала.

Виды деятельности: занятия, мастер-классы.

Содержание разработки:

Осенью открывается огромное количество возможностей для изготовления поделок из природного материала. В данном случае из опавших, разноцветных, сухих листьев. Для изготовления Листовичков понадобятся следующие материалы: рулончики от туалетной бумаги или самодельные цилиндры из цветной плотной принтерной бумаги, листья дуба, клена, липы, осины и других деревьев, ножницы, фломастеры, шило, степлер, клей ПВА, скотч.

2. Узоры из осенних листьев

Осенние листья при их доступности, разнообразии форм – уникальный материал для творчества. Яркие, красивые листья привлекают внимание, развивают фантазию, воображение. Из опавших разноцветных листочков можно выкладывать разнообразные узоры. В сухую погоду узоры можно выкладывать прямо на земле. А в дождливую погоду заниматься коллективным творчеством можно и в группе, только листочки нужно подготовить заранее. Ведь время золотой осени проходит быстро. Вот такие узоры мы выложили из листьев дуба, клена, березы, липы, рябины.

3. Мастер-класс по изготовлению янтарного деревца из сосновой шишки

Сосновые и еловые шишки – отличный природный материал для творчества. На этот раз предлагаю изготовить миниатюрное янтарное деревце всего лишь из одной сосновой шишки. Материал: сосновые шишки, янтарная крошка, универсальный полимерный клей, спилы ветки.

4. Узоры из осенних листьев. Продолжение

В этом году у нас выдалась прекрасная, теплая, сухая золотая осень! Осенние листья – лучший подарок от природы для творчества. Предлагаю вашему вниманию продолжение наших творческих фантазий с листочками. При создании узоров, сюжетных композиций дети комбинировали листочки разных пород деревьев.

5. Мастер-класс по изготовлению цветов из природного материала

Шишки – прекрасный материал для детского творчества, экологически чистый и безопасный, из которого можно создавать интересные и оригинальные поделки. Предлагаю изготовить цветы из сосновых шишек.

Осень – прекрасное время для создания поделок из природного материала. Предлагаю изготовить макет пруда с водоплавающими птицами. Материал: сосновые шишки, перья, синельная проволока белого цвета, поролон зеленого цвета, тарелка из пенопласта, голубая краска, универсальный клей.

7. Мастер-класс по изготовлению веночка из природного материала

Предлагаю изготовить оригинальный веночек из сосновых шишек своими руками, который может пригодиться в качестве атрибута для танца, спектакля, игры или для осеннего оформления помещения группы.

9. Изготовление поделок из природного материала. Фотоотчет

Знакомство с природой и изготовление поделок из природного материала развивает в дошкольниках воображение, пробуждает желание фантазировать, придумывать и творить своими руками. Изготовление поделок из природного материала – труд кропотливый, увлекательный и очень интересный.

Предлагаю вашему вниманию мастер-класс по изготовлению любимых и популярных у детей кукол из травы. Для изготовления куколок понадобится: свежая трава, разноцветные нитки, ножницы. Подготовительная работа: Сбор травы и знакомство с ее свойствами.

12. Мастер-класс по изготовлению бижутерии из природного материала

Желуди – отличный материал для изготовления всевозможных поделок. Предлагаю изготовить оригинальную бижутерию из желудей: бусы, браслеты, серьги. Понадобится материал: желуди без шляпок, лак для ногтей, тонкая проволока, шило.

13. Мастер-класс по изготовлению бижутерии из природного материала. Продолжение

Предлагаю изготовить оригинальные украшения из шляпок желудей. Материал: шляпки от желудей, ролик от туалетной бумаги, клей ПВА или универсальный, ножницы, тонкая проволока.

14. Мастер-класс по изготовлению осенних композиций из природного материала

Оригинально смотрятся осенние композиции из природного материала. Они яркие, долговечные и могут украсить интерьер любого помещения. Предлагаю вашему вниманию мастер-класс по изготовлению композиций из веток и желудей.

Предлагаю изготовить объемные деревья из веточек и цветной принтерной бумаги для оформления группы к осеннему празднику. Материал: готовые листочки, нарезанные дыроколом из цветной принтерной бумаги, веточки, основа от рулончиков туалетной бумаги, гофрированная или креповая бумага коричневого цвета, универсальный клей или ПВА, ножницы.

16. Мастер-класс по изготовлению вазы из осенних листьев клена

В продолжение осенней темы предлагаю изготовить из осенних кленовых листочков вазу. Материал: кленовые листья, клей ПВА, воздушный шарик, миска, кисть.

18. Мастер-класс по изготовлению лесных птичек из природного материала

Предлагаю вашему вниманию простой вариант изготовления птичек из сосновых шишек с использованием материала для творчества. Птички, изготовленные таким способом, смотрятся нарядно и оригинально. Материал: сосновые шишки, синельная проволока разного цвета, готовые глазки клей, ножницы, пластиковые крышечки, сосновая ветка.

19. Мастер-класс по изготовлению лебедей из шишек с использованием синельной проволоки

Шишки представляют собой прекрасный материал для изготовления объемных поделок своими руками. Предлагаю изготовить прекрасных лебедей из сосновых шишек с использованием синельной проволоки. Поделка простая в изготовлении, но смотрится оригинально. Поделка доступна для детей старшего дошкольного возраста.

20. Мастер-класс по изготовлению миниатюрных игрушек из природного материала

Природа дарит нам богатый материал для творчества, возможности которого безграничны. А вследствие, экологичности, поделки из природного материала особенно популярны. Предлагаю мастер-класс по изготовлению миниатюрных поделок из желудей. Для изготовления поделок понадобятся: желуди, шляпки, сосновые шишки, акриловые краски, маркеры, лак для ногтей, пластилин, старые диски, пластиковые тарелки и немного свободного времени.

21. Мастер-класс по изготовлению солдатиков из природного материала к 23 февраля

Поделки из желудей относятся к простому и увлекательному виду творчества и представляют собой богатое поле для фантазии. Желуди легко раскрашивать или рисовать на них фломастерами узоры; можно наклеивать на плоды различные детали, скреплять несколько желудей с помощью спичек или зубочисток, использовать в сочетании с пластилином. Предлагаю тем, кто сделал запас из природного материала на зиму, изготовить из желудей солдатиков в подарок папе или дедушке к 23 февраля. Такие уникальные подарки не купить в магазине, а можно сделать только своими руками.

23. Картинки из камней. Фотоотчет детского творчества

24. Сердечный камушек. Мастер-класс

Малыши очень любят сюрпризы, подарки. Это могут быть простые, незатейливые поделки, изготовленные своими руками без материальных затрат. Например, приятно получить в подарок красивый перламутровый камушек с сердечком.

25. Дидактическое пособие по математике из природного материала для игр-занятий на улице

Математика – один из самых сложных предметов особенно для малышей от трех до пяти. У малышей в этом возрасте преобладает предметное мышление. Дети должны наглядно представлять то или иное количество предметов, могли подержать их в руках, совершать с ними различные действия. Дидактическое пособие из камушков поможет детям закрепить полученные в течение года знания по математике во время летнего отдыха.

Создание поделок из природного материала – увлекательное занятие. Предлагаю вместе с детьми смастерить из еловых шишек забавных гномиков. Гномики – сказочные существа, очень маленькие, трудолюбивые. Назначение: поделку можно использовать для декорирования помещения, в качестве сувенира для подарка.

28. Портреты из камней. Мастер-класс

Природа дарит нам богатый материал для творчества. Нужно только немного пофантазировать и можно создать из камней забавные портреты с разной мимикой. Предлагаю мастер-класс по созданию портретов из морских камушков. Для этого не потребуется специальных затрат или умений. А результат стоит того.

Создание поделок из природного материала дает ребенку возможность взглянуть на окружающий мир глазами созидателя, а не потребителя.

Благодарю за внимание!

Методическая разработка авторских мастер-классов по изготовлению поделок из синельной проволоки для работы с дошкольниками Пояснительная записка Синельная проволока – интересный, привлекательный и безопасный материал для детского творчества. Пушистая проволока.

Методическая разработка мастер-классов из опыта работы по изготовлению поделок из бросового материала в год экологии Методическая разработка мастер-классов из опыта работы по изготовлению поделок из бросового материала в год экологии. Часть 1 Актуальность.

Методическая разработка мастер-классов из опыта работы по изготовлению поделок ко Дню семьи Ромашка – самый известный и любимый цветок в России. С древних пор этот цветок считался символом любви. На него гадали влюбленные разных.

Методическая разработка освоения детьми дошкольного возраста попеременный двухшажный классический ход Федеральный государственный образовательный стандарт направлен на решение очень важной задачи в наш непростой век: охраны и укрепления физического.

Поделки из фанеры востребованы в последние годы, потому что они сочетают в себе достоинства дерева как натурального материала, низкую стоимость и легкость в обработке. Художественные изделия можно создавать своими руками дома, для этого не требуется сложного оборудования.

Что можно сделать из фанеры

Перечень сувениров из фанеры, которые можно изготовить своими руками, широк. Изделия отличаются по размеру, форме, объему. Для получения сложных моделей понадобится опыт и время, начинающим мастерам стоит обратить внимание на простые конструкции.

Из фанеры можно изготовить:

кухонную утварь (подставки под горячее);
конфетницы, чайные домики;
стойки для хранения алкоголя;
сувениры (брелоки, поделки для коллекционирования);
елочные игрушки;
предметы интерьера (торшеры, рамки для фото, копилки, настенные ключницы, настольные органайзеры);
коробки для хранения полезных мелочей;
емкости для канцелярских принадлежностей (пеналы, карандашницы);
детские игрушки (домики для куклы, динамические сборные модели);
метрики с указанием имени, даты рождения и других параметров малыша;
головоломки.

Мастер-классы по изготовлению игрушек из фанеры позволяют создавать разные модели, плоские и объемные, большие и маленькие. Деревянная поверхность легко окрашивается и покрывается лаком, поэтому изделие может использоваться как заготовка для дальнейшей работы.

Фигуры из фанеры часто используют для детского творчества. Такие игрушки подходят для игры с раннего возраста. Это могут быть статичные или подвижные составные модели.

Изделия из древесно-слоистой плиты применяются не только в качестве игрушек или декоративных элементов для дома. Крупные модели могут использоваться для декорирования дачи или для сада. Хозяева на территории размещают фигуры животных, птиц, создают полки причудливой формы для размещения цветов. Технология одинакова для всех вариантов, но в этом случае нужен влагоустойчивый лист фанеры.

Технология работы с фанерой

Чтобы получить качественное изделие, нужен набор инструментов:

лобзик;
наждачная бумага разного калибра;
циркулярная (дисковая) пила;
дрель или шило;
ручная пила.

Основной инструмент для изготовления поделки – лобзик. Он предназначен для прямого или криволинейноого распила материала. Режущая часть инструмента — пилка, которая может иметь разную форму и размер зубьев. Лобзик может быть электрическим или ручным. Первый имеет смысл приобрести, если планируется большой объем обработки. Электрический лобзик позволяет быстро раскроить лист фанеры, но нужна сноровка, чтобы научиться работать без погрешностей. Такой тип инструмента предназначен для грубой работы.

Если планируется выпиливать орнамент или мелкие элементы, берут ручной лобзик. Форма и размер пилок отличаются. Бывают модели с толстой и тонкой лентой, на которой расположены зубья разного размера. Выбор полотен зависит от толщины листа, калибра вырезаемых. Успешность работы также зависит от опыта работника.

Для вырезания шаблона по кругу понадобится циркулярная пила. Она легко распилит толстый лист материала, проведя разрез быстро и точно.

Качество заточки инструментов должно быть на уровне, чтобы пилить материал без зазубрин и дефектов. Так как шаблон для изделия используется фигурный, нужно оборудование, которое позволит сделать даже небольшую плоскую игрушку.

Кроме инструментов нужна подставка, на которой будет происходить распил. Это может быть специальный или обычный стол с фиксаторами для материала, струбцинами.

Разновидности фанеры

Фанеру подразделяют в зависимости от внешнего вида шпона, количества дефектов, суков, на 5 сортов. Категории обозначаются латинскими буквами и цифрами. К элитному сорту, имеющему маркировку E, предъявляют наибольшее количество требований. 1 сорт обозначают буквой B. Дальше маркировка обозначается как BB (2), CP (3), C(4). Для каждого сорта в стандарте оговорено предельное значение возможных дефектов.

По степени обработки материал бывает шлифованным или необработанным. Первый вариант предполагает изменения с одной, обеих сторон. Еще один вариант обработки — ламинирование.

Зная назначение поделки, выбирают уровень влагостойкости. Марка ФСВ подходит для использования на открытом воздухе, ФК – для размещения в помещении с низким уровнем влажности. При несоблюдении требований изделие выгорает, набухает от воды.

Фанеру изготавливают из лиственных и хвойных видов шпона. К первым относят березу, бук, клен, осину и тополь. Ко второй категории относят ель, кедр, лиственницу, пихту и сосну. Лист материала может быть изготовлен из древесины одного типа или комбинироваться из лиственной и хвойной породы.

Если предполагается, что поделка будет иметь естественный цвет, то лучше выбирать березовую основу. Когда поверхность планируют окрашивать — используют фанеру из сосны. Для поделки применяют акриловую или масляную краску.

Порядок работы

Изготовление поделки из фанеры состоит из нескольких последовательных этапов:

Планирование внешнего вида и размеров изделия.
Создание чертежа.
Перенос рисунка на заготовку.
Распил изделия по чертежу.
Сборка готовой конструкции.

Выбирая фанеру для изготовления поделки, нужно обращать внимание на качество полотна. На нем не должно быть трещин, сколов, нахлестов или сучков, дефектов кромки.

Каждый этап работы имеет свои особенности, не учитывая которые можно не получить ожидаемый результат. Вначале мастер должен разработать замысел поделки, определить ее размеры, из каких составных частей она будет состоять. Важно продумать, каким образом будут соединяться детали.

Это возможно несколькими способами. Наиболее простой – при помощи клея. Также соединение частей возможно посредством системы гребень-паз или путем сочленения зубчатых элементов.

Подготовка трафарета

Когда художественная задумка готова, нужно воплотить ее на бумаге, сделав проект. Можно сделать произвольный рисунок или использовать изображение из любого источника. Чтобы нарисовать чертеж, требуются художественные навыки.

Можно воплотить задумку при помощи компьютера, тогда потребуется графический редактор. Самостоятельное изготовление трафарета требует навыков работы. Начинающим мастерам рекомендуется использовать готовые рисунки. Есть специализированные ресурсы, которые предлагают готовые эскизы, распределенные по категориям для простоты поиска.

Чертежи должны быть выполнены в реальном размере, чтобы готовый объект был точным. Если требуется сделать рисунок других параметров, то пропорционально изменяют соотношение сторон.

Перенос изображения на поверхность фанеры

Перед тем, как переносить рисунок на будущую поделку, нужно зачистить фанеру при помощи грубой терки и отполировать ее. Затем шаблон переводят на деревянную поверхность при помощи карандаша и линейки. Простые формы наносят на фанерный лист при помощи шила, расставляя точки в нужных местах. Затем между ними при помощи мягкого карандаша проводят линии. В одном месте оставляют отверстие, чтобы поместить в него пилку лобзика.

Технология процесса пиления

Крупные детали получают при помощи электролобзика, мелкие – с использованием ручного инструмента. После того, как материал будет обрезан электролобзиком, нужно обработать поверхность при помощи наждачной крупнозернистой бумаги, затем зашлифовать мелкозернистой.

Дефекты в работе

Начинающие мастера часто сталкиваются с проблемами в работе, которые вызваны несоблюдением технологии процесса. К таким проблемам относят:

кривой шов;
поверхность плохо покрывается краской или лаком;
при вырезке отверстий лист материала трескается.

Кривой шов получается, если неправильно держать лобзик. Во время работы пилку нужно располагать строго перпендикулярно полотну. На листе должно быть проделано несколько отверстий, чтобы можно было вращать заготовку в разные стороны. Так проще обработать чертеж по кривой линии.

Чтобы на поделку ровно ложилась краска, поверхность должна быть хорошо зашлифована и отполирована. Качество должно быть таким, чтобы рука скользила по фанере и нигде не цеплялась. Проблема с окрашиванием бывает, если выбрать лист низкого качества. Имея много неровностей, зазоров и наплывов, он окрашивается неравномерно.

Чтобы во время работы не треснул лист фанеры, нужно делать отверстия по линиям чертежа по ходу лобзика заблаговременно. Так легче инструментом вырезать желаемый узор по образцу.

Фанера – композитный материал, сочетающий преимущества дерева и низкую стоимость. Он легко обрабатывается, окрашивается. Из листа можно получить простые и сложные изделия, которые могут найти применение в доме. Изготовить поделки можно в домашних условиях, имея под рукой несколько инструментов.

В статье представлено современное состояние технологий производства изделий из композиционных материалов, включая сведения о применяемых технологиях, программном обеспечении, оборудовании для создания матриц, оборудовании для создания композиционных изделий, оборудование контроля геометрии изделия и неразрушающего контроля.

2. Конструкция и прочность корпусов судов и кораблей из стеклопластика. Иностранное судостроение в 1965 – 1973 гг. // Судостроение, 1973.

3. Фролов С.Е. Методы создания новых макронеоднородных композиционных материалов и технологические решения при изготовлении из них корпусных конструкций // Судостроение № 3 2003, с. 55-59.

7. Лукьянов Н.П. Опыт применения композиционных материалов для постройки кораблей ПМО // Судостроение. № 3. 2007. С. 19-26.

Композиционный материал представляет собой материал, структура которого состоит из нескольких компонентов различных по своим физико-механическим свойствам: металлические или неметаллические матрицы с заданным распределением в них упрочнителей, их сочетание придает композиционному материалу новые свойства. По характеру структуры композиционные материалы подразделяются на волокнистые, упрочненные непрерывными волокнами и нитевидными кристаллами, дисперстноупрочненнные материалы, полученные путем введения в матрицу дисперсных частиц упрочнителей, слоистые материалы, созданные путем прессования или прокатки разнородных материалов [1].

Однако до последнего времени на предприятиях использовалась в основном ручная выкладка деталей из композитов, а серийность выпускаемой продукции не требовала глубокой автоматизации процессов. Сегодня с развитием конкуренции на рынке не обойтись без современных средств проектирования и подготовки производства, а также без эффективного оборудования для работы с композитами.

Технологии создания изделий из композиционных материалов

пропитка армирующих волокон матричным материалом;
формирование в пресс-форме лент упрочнителя и матрицы, получаемых намоткой;
холодное прессование компонентов с последующим спеканием;
электрохимическое нанесение покрытий на волокна с последующим прессованием;
осаждение матрицы плазменным напылением на упрочнитель с последующим обжатием;
пакетная диффузионная сварка монослойных лент компонентов;
совместная прокатка армирующих элементов с матрицей и др.

Кроме того широкое распространение получила технология изготовления деталей с использованием препрегов (полуфабрикатов, представляющих собой материал основы, пропитанный связующим составом).

Задачей конструирования изделия из композиционных материалов является правильный подбор композиции, обеспечивающий сочетание свойств, необходимых в конкретном эксплуатационном случае. При конструировании армированных полимерных композиционных материалов широко используется компьютерная обработка данных, для чего разработано большое количество разнообразных программных продуктов. Их использование позволяет повышать качество продукции, сокращать длительность разработки и организации производства конструкций, комплексно, качественно и быстро решать задачи их рационального проектирования. Учет неравномерности нагрузок позволяет проектировать корпусную конструкцию из армированного композита с дифференцированной толщиной, которая может изменяться в десятки раз.

Практически все специализированное программное обеспечение различных компаний, имеет возможность интеграции с системами СAD высокого уровня – Creo Elements/Pro, Siemens NX, CATIA. В целом, работа выглядит следующим образом: выбирается материал слоев, определяются общие параметры пакета слоев, определяется метод формирования слоев, послойный метод применяется для производства несложных деталей, для сложных изделий применяются методы зонного или структурного проектирования. В процессе выкладки слоев задается их последовательность. В зависимости от метода производства изделия (ручная выкладка, формование, выкладка ленты, выкладка волокна) осуществляется послойный анализ материала на возможные деформации. Состав слоев приводится в соответствие с шириной используемого материала.

После завершения формирования слоев пользователь получает данные об изделии, позволяющие использовать их для различных целей, например:

вывести в виде конструкторской документации;
использовать в виде исходных данных для раскроя материала;
исходные данные для лазерного проектора для обозначения контуров мест укладки выкроек.

Переход на современные технологии проектирования и подготовки производства изделий позволяет:

сократить расход композитных материалов за счет использования точных разверток и раскройных станков;
увеличить скорость и повысить качество ручной выкладки материала за счет использования точных заготовок и лазерных проекций мест их выкладки;
добиться высокого уровня повторяемости изделий;
сокращение влияния человеческого фактора на качество производимых изделий;
снижение требований к квалификации персонала, занятого укладкой.

Оборудование для создания матриц

Изготовление мастер-модели из дерева процесс трудоемкий и длительный, для уменьшения времени изготовления матрицы и повышения точности используются: трех/пятиосевые фрезерные станки с ЧПУ, контрольно-измерительные машины или 3Д сканеры.

Портальный пятиосевой фрезерный станок, (рис 1), доступен лишь крупным производителям. Небольшие компании используют фрезерные роботоризированные комплексы на линейных блоках (linear robot unit) (рис. 2), либо изготавливают мастер-модели из склеенной заготовки. В этом случае за основу заготовки берется жесткий пустотелый каркас, который обклеивается снаружи и затем целиком обрабатывается. Компании, не имеющие возможность обработать изделие целиком, идут по другому пути: Сначала в CAD-системе при помощи плоскостей строится упрощенная 3D-модель изделия, на основе упрощенной модели проектируется жесткий силовой каркас из фанеры. Затем вся внешняя поверхность представляется в CAD-системе как облицовка внутреннего каркаса. Размеры облицовки подбираются таким образом, чтобы ее можно было отфрезеровать на имеющемся фрезерном станке с ЧПУ (рис 3). Затем точно собранный каркас обклеивается модельной облицовкой. При таком методе точность мастер-модели ниже и требуется ручная доводка стыков облицовки, но это позволяет создавать изделия, размеры которых значительно превышают возможности имеющихся станков с ЧПУ.

Рис. 1. Пятикоординатный фрезерный станок MR 125, способен обрабатывать детали размером 15x5 м и высотой до 2,5 м

Рис. 2. Фрезерный роботоризированный комплекс Kuka

Оборудование для создания композитов

Рис. 4 Станок для автоматизированной намотки-выкладки углестеклонаполнителей Viper 1200 FPS фирмы MAG Cincinnati

Рис. 5. Система лазерного позиционирования (зеленый контур)

Оборудование для контроля геометрии и внутренней структуры изделия

Также у стеклопластиковых материалов есть ряд проблемных направления. Один из основных – это контроль качества готового изделия (отсутствие воздушных полостей) и коррозия в процессе эксплуатации. Для неразрушающего контроля судовых корпусов из композитов достаточно широко применяют рентген, но стремятся к его сокращению по ряду соображений. В последнее время стали появляться публикации описывающие выявление расслоений инфракрасной термографией (тепловизорами). При этом, что тепловизионный, что рентгеновский методы НК обнаруживая расслоения, не позволяют измерять их размеры и определять глубину залегания дефектов, для того чтобы оценивать их влияние на изменение характеристик прочности.

Читайте также: