Елементи меблів із полімерних матеріалів

 

         Полімери є ефективними замінниками натуральної деревини та інших традиційних матеріалів. полімерні матеріали дозволяють створювати нові оригінальні форми, використовувати багаті можливості кольору та фактури, підвищувати комфортабельність, міцність і довговічність виробів, знижувати їх матеріалоємність і трудомісткість виготовлення. Використання полімерів стримує їх висока вартість і обмеження ресурсів, тому застосовувати їх треба цілеспрямовано.

     Застосування полімерних матеріалів буде ефективним у таких випадках:

- при виготовленні елементів складної форми, трудомістких в традиційному   виконанні (ящиків, коробок, касет, каркасів, виробів для сидіння);

- в якості замінників дефіцитних натуральних матеріалів (шпону, вати, масиву деревини і т.д.);

- при створенні декоративних елементів з урахуванням великих можливостей формотворення, розмаїття кольору і фактури полімерних матеріалів.

     Раціональне використання полімерних матеріалів потребує врахування ряду принципів конструювання меблів. Конструювання меблів з деревинних матеріалів має довгу історію,  тому конструкторам-дизайнерам добре відомі їх особливості. Досвід конструювання меблів з полімерів не такий великий. Відомі відмінності властивостей полімерів і деревини потребують різного підходу до проектування. Тому ніколи не потрібно копіювати конструкцію аналогу з деревинних матеріалів. конструктору потрібно звільнитися від умовних уявлень і традиційних методів, шукати нові форми, що найбільш яскраво відображають властивості полімерних матеріалів.

     Раціональність використання полімерів обумовлює обґрунтованість застосування того чи іншого полімеру. Різні полімери мають різну вартість і ступінь дефіцитності, що необхідно брати до уваги. Так, наприклад, направляючі та ящиковий профіль не варто виготовляти з дорогого ацетил целюлозного етролу (його застосовують у вітчизняній промисловості), вироби такого призначення раціональніше виготовляти з менш дорогих полівінілхлоридних матеріалів. При створенні конструкції з полімерних матеріалів необхідно пам’ятати про економність, використання уніфікованих елементів. Раціональність конструкції передбачає її нормальне функціонування при мінімальних витратах матеріалу. Цього можна досягти, наприклад, шляхом можливого скорочення площин січення конструктивних елементів.

        Замінниками масиву натуральної деревини в конструкціях меблевих виробів виступають:

- потрійний сополімер стиролу (АБС-пластик) для виготовлення каркасів стільців;

- пінополістирол – для каркасів крісел;

- ударостійкий полістирол – для виготовлення ящиків, опорних елементів;

- полівінілхлорид – для  виготовлення погонажних профілів;

- пенополіуретан жорсткий – для створення елементів декору.

 

   Заміна натурального шпону різноманітними синтетичними облицювальними матеріалами викликана наступними причинами: дефіцитом натурального шпону; утворенням великої кількості відходів і значною трудомісткістю виготовлення облицювання з нього; необхідністю наступної обробки і опорядження поверхні.

  Дуже ефективно використовуються полімери в конструкціях м’яких елементів. Для їх створення використовують пінополіуретан. (ППУ) на основі складних і простих поліефірів, пенорезини, вініпору. Висока міцність і технологічність полімерів дозволяє широко використовувати їх при виготовленні меблевої фурнітури.

 

     ДЕТАЛІ ІЗ СКЛА.

     У меблевих виробах скло використовують для елементів конструкційного і декоративного призначення. Використання скла можна розглядати як резерв економії деревинних матеріалів і як додаткову можливість збагачення декоративності, художньої виразності та функціональності виробів.

     У меблевому виробництві використовують наступні види листового скла:

- термічне полірування – для фасадних поверхнею корпусних меблів (двері різної конструкції, вітрини), для робочих поверхнею столів різного призначення;

- віконне потовщене – для полиць, перегородок, робочих поверхнею столів;

- термічне полірування слабо зафарбоване у масі в сірий, бронзовий і проміжкові тони – для фасадних поверхонь корпусних меблів, робочих поверхонь столів і перегородок з під світкою;

- з візерунком кольорове і безбарвне – для дверей, перегородок;

- контрастно забарвлене прозоре і заглушене – для підставок і перегородок.

 

        Крім листового у виробах меблів використовують трьохшарове скло (триплекс) і загартоване плоске і гнуте скло (випукле, увігнуте). Цей вид скла використовують у виробах з великою площею фасаду, наприклад у шафових стінках, в окремо стоячих виробах підвищеної комфортабельності і в меблях, до яких висувають підвищені вимоги до міцності та надійності в експлуатації.

         Великі можливості у збагаченні меблевих форм залежать від використання декоративного скла. Виділяють два способи отримання декоративного скла:

1) використання спеціальних прийомів скловаріння і формоутворення;

2) нанесення на скло різних малюнків.

       Таке скло з матовими, кольоровими, різнокольоровими і металічними малюнками, різними художніми композиціями використовують як двері корпусних виробів, декоративні перегородки, робочі поверхні столів та інші елементи меблів.

        Під час виготовлення меблів використовують також поєднання різних методів обробки скла, наприклад виготовлення декоративних триплексів, загартованого скла з кольоровим малюнком, нанесеним способом шовкографії. Міцність таких декоративних виробів зі скла в 4-5 разів вища за міцність звичайних виробів, а нанесений на них малюнок є попереджувальним елементом, необхідним для світлопрозорого огородження. Декоративні високої міцності вироби зі скла можуть знайти застосування у виробництві дитячих меблів, меблів для суспільних споруд, для кухонь, прихожих та інших приміщень

 

СКЛАДАЛЬНІ ОДИНИЦІ

Складальна одиниця – це конструктивний елемент, що складається як мінімум із двох деталей.

Щитові складальні одиниці. До них відносять: основу (щит), площина і крайка якої оформлені у відповідності до призначення і вимог до зовнішнього вигляду складальної одиниці. Площини щита можуть бути облицьовані шпоном, плівками, пластиками або оформлені декоративними накладними елементами для покращення зовнішнього вигляду і підвищення міцності. Крайки щитів личкуюють шпоном натуральним, крайковим матеріалом, розкладками із полімерних матеріалів, деревини і металічних профілів.

    Останнім часом у зв’язку з необхідністю надання меблевим виробам більш плавних окреслень крайки щитів виконують у вигляді профілів і облицьовують плівками за методом софтформінгу, при якому профіль фрезерують і облицювальний матеріал прикатують до нього спеціальними роликами. Цікавий метод софтформінгу використовують італійські фірми. Особливість цього варіанту полягає в тому, що крім облицювання м’яко округлених крайок у лицьову площину вміщують одну чи декілька декоративних жилок.

     Рамки і коробки використовуються практично в усіх типах меблів. Найчастіше вони складаються з чотирьох брусків. Якщо необхідно збільшити міцність конструкції, встановлюють  бруски – серединні.   Рамки можна також виготовляти із щитів шляхом вибору середньої частини. При виборі конструкції рамки і коробки потрібно враховувати призначення, передбачувані навантаження, технологічність конструкції, естетичність.

     Бруски рамок і коробок виготовляють із масиву і деревиностружкової плити. Бруски із деревиностружкової плити облицьовують, бруски із масиву можуть бути облицьованими і не облицьованими. Це залежить від призначення і місця конструкції в меблевому виробі. З’єднання брусків із масиву здійснюється за ГОСТ 9330-76, бруски із деревиностружкової плити з’єднують шкантами, металічними кутниками, шурупами, стяжками.

      Внутрішні частини рамок і коробок заповнюють тахлями і заглушками.

   Заглушка – деталь, яка повністю закриває пройму рамки чи коробки і не виходить за лицьову поверхню виробу.

    Тахля – виконуючи ту ж саму конструктивну функцію, виходить на лицьову поверхню виробу.

    Тахля і заглушка робиться із фанери, деревино волокнистої плити, деревиностружкових плит понижених товщин, скла. Тахлі вставляють в пази або чверті брусків рамок. Бруски, що служать для кріплення вставлених в чверть тахоль, називають штапиками. Штапики кріпляться за допомогою цвяхів і клею.

     Конструкція ящиків і напівящиків. Ящик – це коробкова конструкція. Півящик відрізняється від ящика зниженою висотою передньої стінки. Вона становить від 0,3 до 0,6 висоти бокової стінки.

    За основним конструктивним рішенням ящики можна розділити на такі види: столярні, гнутовиклейні, полімерні, з тонких плитних матеріалів, пресовані з подрібненої деревини

    Столярні ящики складаються з окремих стінок (двох бокових, задньої і передньої), з’єднаних між собою одним із ящикових з’єднань за ГОСТ 9330 – 76 або шурупами. Дно ящика входить в шпунти бокових і передніх стінок, до задньої стінки воно кріпиться в накладку цвяхами або скобами.

    Товщина бокових і задньої стінок 8 – 12 мм, передньої 14 – 16 мм. Стінки роблять із фанери, деревини листяних і хвойних порід. Стінки, виконані із масиву, облицьовують шпоном, в такому випадку можна використовувати деревину більш низьких сортів.

     Передня стінка може бути виготовлена із деревиностружкової плити, облицьованої шпоном. Дно роблять із деревино волокнистої плити або фанери товщиною 4 мм. Інколи до передньої стінки прикріплюють накладну стінку (шурупами з клеєм або без нього). Наявність накладної стінки збільшує матеріалоємність ящика, але при цьому технологічність знижується. Це відбувається завдяки уніфікації передньої і задньої стінки, скорочення трудозатрат і матеріалів на опорядження ящика. Крім того, з’являється можливість покращити зовнішній вигляд ящика.

   Столярні ящики міцні, мають хороші естетичні показники, але нетехнологічні через велику матеріалоємність і трудоємність.

      Гнутовиклейні ящики у своїй основі мають гнутовиклейну деталь, яка становить спряження декількох елементів. Найбільш поширений блок з двох бокових і задньої стінки ящиків. Можливі й інші спряження (дві бокові стінки і дно, задня, передня стінки і дно), але вони будуть більш матеріалоємні, так як дно в цих випадках – частина виклейної конструкції. В першому випадку дно можна робити з деревино волокнистої плити. З’єднання деталей ящика – шкантами, шурупами, в пази.

     Для виготовлення гнутовиклейних корпусів ящиків використовується лущений шпон берези або деревино волокниста плита в поєднанні зі шпоном. Через дефіцит берези останнім часом ведуться роботи із застосування шпону осики та вільхи.

     Гнутовиклейні ящики є найбільш поширеною конструкцією. Це пояснюється тим, що вони менш матеріалоємні 9в середньому на 10-15% у порівнянні із столярними), при їх виготовленні можливе комплексне використання сировини (шпону низьких сортів, коротко мірних листів тощо). Можливе виготовлення гнутовиклейних з облагородженою поверхнею. До недоліків гнутовиклейних ящиків відноситься висока трудоємність їх виготовлення за рахунок низької механізації існуючого технологічного процесу і меншу шорсткість у порівнянні зі столярними ящиками. Через невисоку жорсткість конструкції не рекомендується виготовляти гнутовиклейні ящики шириною більше 600 мм і висотою більше 150 мм  

   Полімерні ящики мають високу технологічність. Трудоємність їх виготовлення в десятки разів менша, ніж у столярного ящика. Технологічний процес виготовлення полімерних ящиків має високий ступінь механізації і автоматизації. Вони наділені хорошими експлуатаційними властивостями, миються, мають гладку поверхню, довго витривалі. До недоліків полімерних ящиків слід віднести високу вартість сировини.

    Полімерні ящики бувають литі, формовані та виготовлені з використанням профільно-погонажних елементів. Для виготовлення литих ящиків найбільш доцільно, враховуючи техніко-економічні показники, застосовувати ударостійкий полістирол і поліпропілен. Не виключене використання інших термопластів, наприклад, АБС- пластиків і поліетилену низького тиску. АБС – пластик найбільш підходить для виготовлення габаритних ємностей, що підлягають значним експлуатаційним навантаженням. Поліетилен через низькі показники жорсткості використовують переважно для виготовлення невеликих ємностей. Очікується більш широке використання в ящикових ємностях поліолефінів на основі поліетиленів, сополімерів етилену з пропіленом і поліпропілену, що містить необхідні модифіковані добавки.

    Основні переваги методу – висока продуктивність, висока точність розмірів, чистота готових виробів. Однак, через складність і металоємність прес-форм цей метод потребує великих капіталовкладень. Тому він використовується у масовому серійному виробництві.

     Міцність литих ящиків залежить від товщини стінок. Співвідношення товщини і висоти стінки повинно бути строго визначеним, оскільки це впливає на виникнення внутрішніх напружень, які викликають утворення тріщин, короблення. Розбіжність у товщині стінок не повинна перевищувати 30%.

    Торці стінок виконують у вигляді буртиків, які за товщиною в 1,5 – 2 рази більші за товщину стінок. Бурти служать для укріплення ящика і його установки. Для збільшення міцності і жорсткості ящиків в них також передбачаються ребра жорсткості, які дозволяють знизити внутрішнє напруження у містах спряження. Ребра жорсткості не повинні бути товстішими, ніж стінки, висота їх становить 0,5 – 1,0 ширини. Ящики можуть мати накладну стінку щитової конструкції. В передній стінці пів ящиків роблять виїмку.

        Пластмаси – дефіцитний матеріал, тому проводяться роботи зі створення ящиків, виготовлених способом лиття більш економних конструкцій. Один із варіантів – виготовлення ящиків без передньої стінки (трьохстінні ємності). Другий варіант, запропонований шведською фірмою «Перстон» передбачає виробництво литих ємностей з окремих деталей у вигляді стінок. Обов’язковими елементами є бокові і задні стінки, що з’єднуються між собою за допомогою виступів і пазів, що утворюють замок. Бокові стінки мають п’ять, а задні 20 типорозмірів за довжиною. Таким чином, є можливість виготовляти декілька сотень варіантів ящика.

     Переваги литих ящиків із окремих деталей: скорочення в 2,5 – 3,5 рази витрати пластмаси на один ящик; можливість змінювати розмір і ємність ящика; спрощення конструкції і зниження ваги литтєвої форми від 1,5 т до 250 – 500 кг з відповідним зниженням її вартості.   

      Ящики з тонких плитних матеріалів мають конструкцію на основі принципу збору методом холдинг. Як основний матеріал корпусу ящика використовують деревиностружкову або деревиноволокнисту плити товщиною 8 – 10 мм не облицьовані чи облицьовані плівками на основі просоченого паперу.

За конструкцією корпус ящика може бути замкнутим або трьохстороннім. Передні стінки виготовляють із деревиностружкової плити товщиною 16 мм, дно – із деревино волокнистої плити 4,3 і 2 мм.

   Ящики з тонких плитних матеріалів економні. Вони дозволяють скоротити витрату деревини. процес їх виготовлення може бути повністю механізованим, завдяки чому трудоємність виготовлення цієї конструкції значно нижча, ніж гнутовиклейних а тим більше столярних ящиків. Ящики мають гарний зовнішній вигляд, за естетичними якостями вони можуть конкурувати з іншими видами, мають високі експлуатаційні показники. Враховуючи всі позитивні якості цього конструктивного рішення, його можна назвати найбільш перспективним.

  Пресовані ящики з подрібненої деревини можна виготовляти, використовуючи всі відходи меблевого виробництва, які отримуються при механічній обробці деревини – кускові відходи деревини, тирсу, стружку. Процес виготовлення ящиків цієї конструкції трудомісткий, але дозволяє комплексно використовувати сировину на меблевих виробництвах.

 

 

Лекція №1