Учебно-исследовательская работа "Декоративная вешалка – трансформер для школьников"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

 Школа №98 городского округа город Уфа

Республики Башкортостан

Естественно - научный цикл

 учебно-исследовательская работа

Декоративная вешалка – трансформер для школьников

Выполнил: ученик МБОУ Школы №98 Будаев Кирилл Руководитель: учитель технологии Мустафин Наиль Фанилович

Уфа 2019

Оглавление

Введение	3
1.     Разновидности вешалок, материалы и формы изготовления.	4
2.     Способы и инструменты обработки фанеры	6
3.     Практическая часть	9
Вывод	10
Список литературы	11

Введение

Во время пребывания в школе -  принято носить, так называемую повседневную одежду для учеников, а  именно школьную форму. Официальными документами в каждой школе определен комплект вещей, в которых необходимо приходить на занятия. Уроки закончились, портфель брошен у порога, а  на ближайший стул форма. С портфелем ничего не случится, но форма обязательно помнется или может запачкаться.  Это и является актуальностью нашей работы.

Цель: сконструировать и собрать напольную вешалку-трансформер для школьного костюма, которая поможет не помять школьный костюм, будет компактно организовывать пространство школьника.

Для выполнения поставленной цели и решения проблемы мы поставили следующие задачи:

1)    Проанализировать материалы для проведения исследования, выбрать оптимальный размер и форму заготовок;

2)    Сконструировать и соорудить модель универсальной вешалки для вещей;

3)    На основе модели устранить возможные неудобства и собрать вешалку в полном размере;

4)    Сделать выводы по проделанной работе и выбрать направления дальнейших исследований и  предложений по возможному практическому использованию исследования.

1.      Вешалки, материалы и формы изготовления.

Если рассуждать о типах вешалок, то необходимо сразу оговориться – как таковой общепринятой классификации не существует. Тем не менее, все вешалки различаются по типу на две большие группы – это модели, предназначенные для хранения вещей в гардеробе и шкафу, и вешалки для хранения вещей за пределами шкафа.

К первой группе относятся модели со стандартным «внешним видом» - они представляют собой обычные плечики с крючком. Так как они имеют стандартную форму, все они могут с легкостью умещаются в шкафу. Крючок фиксируется на перекладине, а одежда располагается на плечиках или на перекладине поменьше, где, как правило, располагаются юбки или брюки.

В зависимости от материала, из которого изготовлены вешалки, различают деревянные, металлические, тканевые и пластиковые. Деревянные вешалки имеют несколько преимуществ по сравнению с остальными: красивый внешний вид, экологичность, прочность, эргономичные формы. 

Именно для того чтобы все виды одежды выглядели одинаково опрятно и выглажено, необходимо приобрести несколько видов плечиков и вешалок. 

Напольные вешалки по конструктивным признакам можно разделить на несколько категорий:

·                     для верхней одежды; (эти стоячие вешалки чаще всего можно увидеть возле дверей)

·                     стойки для навешивания плечиков;

·                     костюмные, для рубашек, брюк;

·                     вешалки-стулья.

Некоторые виды напольных вешалок размещают в определенных помещениях. Например, вешалки для верхней одежды ставят в прихожей возле двери. Это удобно: сразу можно избавиться от одежды. Напольная вешалка-стойка под плечики более универсальна. Такие изделия можно ставить в коридоре, в гардеробной, даже в детской или спальне. На них размещается большое количество одежды и ими можно заменить платяной шкаф.

Стоячие вешалки под костюмы, рубашки и брюки чаще всего «прописаны» в спальнях или детских (если ребенок — школьник). Именно там обычно одеваемся перед выходом из дома. Там же ставят и вешалки-стулья. Это, собственно, один из вариантов костюмных вешалок. Просто ножки и упоры приняли форму сиденья.

Напольная вешалка чаще всего изготавливается из металла или древесины. Оба этих материала прочны, пластичны, долговечны и относительно недороги. Некоторые детали — заглушки, части крючков — могут быть сделаны из пластика.

·        Металлические

Самый большой выбор напольных вешалок из металла. Обычно их делают из тонкостенных труб круглого или квадратного сечения. Металл применяют чаще всего черный, покрытый защитным покрытием. Это может быть краска (чаще всего — порошковое напыление), никелирование, хромирование. В последние годы появилось новое защитное покрытие — пленка из пластика (ПВС). Это тоже неплохой вариант, так как пленка непроницаема для влаги, воздуха. За такими изделиями легко ухаживать, так как поверхность гладкая, без пор.

·        Деревянные

Деревянные вешалки могут быть выточены из массива, а могут быть сборными. Первый вариант значительно дороже. Сборные раза в 2-3 дешевле, но не слишком отличаются внешне. Наличие стыков в изделиях нормального качества малозаметны, так что при ограниченном бюджете вполне можно приобретать изделия эконом класса.

Деревянные напольные вешалки хорошо отшлифованы, покрыты защитным покрытием. Обычно используют лак или масло. Лак создает на поверхности защитную пленку так что ухаживать за подобными изделиями просто. Масла для дерева защитной пленки не создают, но защищают не хуже. При обработке маслом хорошо видна структура древесины — все волокна, рисунок.

После ремонта у нас осталась половина листа фанеры (762мм на 762мм). Фане́ра (древе́сно-сло́истая плита́) (др.-греч. φανερός — явный) — многослойный строительный материал, изготавливаемый путём склеивания специально подготовленного шпона. Количество слоёв шпона обычно нечётное, от 3 и более. Для повышения прочности фанеры слои шпона накладываются так, чтобы волокна древесины были строго перпендикулярны предыдущему листу. Так как наш выбор пал на напольную вешалку из дерева – мы и остановились на данном материале.

2.     Способы и инструменты для обработки фанеры

Фанера обрабатывается разными способами. Для этого применяют деревообрабатывающие инструменты: ручные и электрические. Материал сделан таким образом, что клей в плите из фанеры заставляет режущие инструменты быстро изнашиваться. Потому все используемые инструменты нужно приобретать из твердых сплавов. Фанеру можно разрезать лазерными лучами или гидравлическими системами под давлением в 3500 бар. Но это уже самые что ни на есть современные технологии.

Распиловка фанеры

Распиловка лучше всего получается, если вы применяете для ее ленточную, дисковую пилу или электролобзик. В том случае, если распиловка выполнена правильно, вы получите чистый срез. Распиловку проводят поперек волокон на лицевой стороне, потом вдоль их. В этом случае расщепления углов не произойдет.

Сверление фанеры

Когда вы сверлите фанеру, используйте острое сверло с передним резаком. Тогда у просверленных отверстий получаются ровные края. Сверлите сначала с лицевой стороны. На оборотной стороне листа не будет расщеплений, если вы примените подкладочный лист.

Монтаж фанеры

Фанера может крепиться к нужной конструкции клеем, гвоздями, скобами, винтами, заклепками или же болтами. Чтобы выбрать нужное приспособление для крепления, придется учесть условия, в которых эта конструкция будет использоваться, кроме того, нужную прочность и, конечно, внешний вид. Прежде, чем монтировать, фанерную плиту нужно подготовить, учитывая будущие условия ее эксплуатации. Необходимо провести и профилактические работы, чтобы в дальнейшем фанерная плита не стала расширяться или сжиматься, когда на нее действует температура или влага. В месте соединений обычно оставляется зазор в 2 мм. Иногда мастера используют эластичный заполнитель между стальной рамой конструкции и краем панели. В конструкциях с подогревом должна быть обеспечена надлежащая вентиляция фанерной плиты.

Виды соединений

Стыки и соединения – важнейшие составляющие фанерных конструкций. Фанерные плиты могут иметь шпунтовое, шиповое соединение, а также и многие другие. Если их выполнить в соответствии с нормами, конструкция стен, пола, а также поддерживающих элементов будет надежной и прочной. Больше всего внимания нужно уделить торцам фанерной плиты как самой чувствительной части, потому обработка стыков должна стоять во главе угла, если фанеру используют на открытом воздухе.

В стенах и потолках практикуются соединения встык, открытое соединение, шпунто-гребневое, а также фальцевое и полосное. Если конструкция используется вне помещений, от внешнего воздействия лучше всего защитят соединения полосами. Алюминиевые вертикальные и горизонтальные профили хорошо защитят края фанерной плиты. В этом случае они отлично борются с ржавчиной, это прекрасный материал для фасадов домов. Но, если архитектурные правила требуют использования вне помещений открытого соединения, края нужно обработать должным образом. 2 мм/м сохраняется под расширение панели. Если практикуется соединение встык, расстояние равняется 3–6 мм. Шпунто-гребневое соединение используется для полов и панелей, идущих под крыши. Шпунто-гребневое соединение предотвратит поднятие панелей, при нем не будут повреждаться кровельные материалы, оно выдержит большие нагрузки в сравнении с обычным соединением встык. Панель крепят потайным приколачиванием гвоздями.

Лучше всего несущая способность конструкции обеспечивается в том случае, если применяется ступенчатый профиль или сходный специальный профиль с фланцами, он поддерживает края примыкающих панелей. Такие профили используют в строительстве полов трейлеров и контейнеров для перевозки грузов.

Склеивание фанеры

Необлицованную фанеру склеивают с помощью древесного клея. Его выбирают в зависимости от способа работы, процента влажности в процессе дальнейшей эксплуатации и от прочности. В качестве клеевых материалов применяют ПВА, фенол, полиуретан, эпоксидную смолу и др. ПВА лучше использовать внутри помещений. Он прочно склеивает и обладает хорошей прозрачностью. Фенол и эпоксидный клей также склеивают очень качественно, они могут выдерживать самые неблагоприятные условия среды. Когда фанера соединяется с металлом при помощи клея, лучше всего применять клей эпоксидного типа. Что касается контактных клеящих веществ, то с их помощью соединяются большие поверхности и облицованная фанера. Последнюю обычно используют внутри помещений.

Ламинированную фанеру лучше не клеить вообще. Фанера, имеющая пленочное покрытие, не может склеиваться на длительный срок. Если фанеру с пленочным покрытием крепят клеем, перед этим приклеиваемую поверхность тщательно зачищают до слоя древесины шлифовальной бумагой. Клей лучше использовать эпоксидный. Поверхность нужно сделать чистой и сухой.

Клей наносится равномерно на две склеиваемые поверхности с помощью валика или кисти. Нужная сила давления обеспечат зажимы, винты или гвозди. Интервал, составляемый между гвоздями, составляет 1 гвоздь на 40 см2. Излишки клея лучше сразу убирать, пока они окончательно не застыли. Обязательно ознакомьтесь предварительно с инструкциями, которые предоставляет изготовитель клея.

Шлифовка фанеры

Поверхность фанерного листа шлифуют грубой абразивной бумагой (№ 80–100). Делают это перпендикулярно текстуре древесины. Для идеально ровной обработки шлифуют мелкозернистой бумагой и в продольном направлении текстуры. Это нужно делать, например, для того, чтобы потом поверхность покрыть качественным лаком.

Отделка поверхности фанеры

Отшлифованную ровную поверхность фанеры можно отделывать дальше. Ее кашируют, ламинируют, красят, пропитывают специальной краской или раствором. При выборе последних учитывается возможность образования в дальнейшем трещин на облицовочном шпоне. Фанеру покрывают ламинатом или шпоном, сделанным из ценной древесины. Иногда применяют тонкую пленку. Фанеру можно оклеить обоями. В том случае если до своей обработки фанерные плиты складывались в помещениях с повышенной влажностью, их стоит высушить. Поверхность очищается от пыли, возникшей после предыдущей обработки. Процедура повторяется перед каждой стадией отделки. Наносится обычно 1–2 слоя покрытия. Это зависит от качества, которое вам требуется.

Обработка краев

Чтобы выровнять края фанерной плиты после распиловки, их слегка обстругивают. Лучше всего стругать от углов к середине, избегая расщепления, которое может возникнуть на углах. Края панели шлифуются. Торцы окрашиваются 2–3 раза акриловой краской со спецдобавками.

Лакирование фанеры

Березовая фанера, особенно если ее поверхность лакирована, очень хорошо выглядит внешне. К ней в меньшей степени пристает пыль. Перед лакировкой панель шлифуется с помощью мелкозернистой наждачной бумаги. Конечно, возникает пыль. Ее нужно удалять. Поверхность же покрыть разведенным лаком.

Практическая часть

1.     Выполнение проекта мы начали с наброска основных частей конструции, обсуждения примерных размеров и осмотра продаваемых аналогов. Таким образом выбрали оптимальный вариант и изготовили шаблоны для изготовления макета 1:5.

2.     Детали макета были компактно размещены на тонкой фанере. Все элементы вырезаны лобзиком, просверлены отверстия.

3.     Этап шлифовки и сборки пробного макета.                           Рис.1 Детали

4.     Доработка деталей, проанализированы ошибки и выявлены недочеты макета.

5.     Выполнение чертежа деталей напольной вешалки в натуральную величину. Изготавливаем шаблоны на картоне, переносим контур на фанеру толщиной 10мм.

6.     Выпиливаем элементы лобзиком по контуру, также производим сверление и выпиливание внутренних контуров.

7.     Сверление и растачка пазов под клинья. Подгонка.

8.     Пробная сборка, подгонка клиньев.

9.     Коррекция, устанение недочетов.

10. Зачистка краев, шлифовка. Разборка.

11. Первое покрытие бесцветным лаком. Сушка, шлифовка и вторичная – конечная лакировка. Сборка.

Рис.3 Готовое изделие

Рис.2 Шлифовка деталей

 Рис.4 Подгонка деталей

Вывод

Правильная организация пространства комнаты школьника – залог не только всегда выглаженной формы, прежде всего аккуратность ребенка в целом. Привычка держать свои вещи в порядке, а затем дела и, конечно, мысли.

В ходе исследовательской работы мы проанализировали все необходимые условия изготовления напольной вешалки для школьной формы. На каждом этапе производились нужные корректировки и изменения на основе изготовленной ранее модели. Готовая вешалка является подтверждением успешно выполненной работы. На будущее предложено перенесение шаблонов и контуров всех деталей на электронные сетки, для формирования цельного чертежа и дальнейшей резки с помощью фрезерного станка. Таким образом, края деталей оптимально станут заранее более аккуратными и гладкими, что исключит дополнительное шлифование. Поставленные задачи выполнены, результаты практической работы представлены на рисунке.

Список литературы

1.     Википедия [Электронный источник] https://ru.wikipedia.org/

2.     Идеальный гардероб [Электронный источник] https://ideal-garderob.ru/ideas/tovary_dly_hraneniya/kak_vybrat_veshalku/

3.     Советы по строительству [Электронный источник] http://stroychik.ru/prihozhaya-i-koridor/napolnaya-veshalka

4.     Универсальный портал по строительству и ремонту [Электронный источник] http://kazap.ru/node/6611

5.     Справочник домашнего мастера. Изделия из древесины [Книга]  — П.Д. Бобиков, 2006, Эксмо

6.     Сделай сам. Конструкции из дерева [Книга]   — Внешсигма, 2000

7.     Энциклопедия работ по дереву [Книга]  — Джексон Дэй, 2005, Издательство Астрель