Технологія виготовлення виробів інтер’єрного призначення

Конструкційні матеріали та їх властивості

Конструкційні матеріали, що використовують для виготовлення виробів інтер’єрного призначення та їх вплив на форму предметів. Властивості матеріалів, що використовуються для виготовлення предметів інтер’єру. Сучасні конструкційні матеріали, їх властивості, переваги та недоліки. Економне використання матеріалів.

Більшу частину свого життя людина проводить у приміщеннях: житлових чи виробничих. Мабуть, саме цим пояснюється наша цікавість до дизайну й якості предметів інтер`єрного призначення: меблів, санітарно-технічного обладнання, приладів для освітлення помешкання, аксесуарів, предметів декору, кімнатних квітів тощо.

Надійність і форма таких виробів та їх технічна й економічна ефективність значною мірою залежать від матеріалів, з яких їх виготовлено. Сучасне виробництво має в своєму розпорядженні широкий вибір матеріалів. Метал, скло, бетон, натуральне дерево, пластик, папір є серед них традиційними. Ці матеріали ми можемо побачити в кожній звичайній оселі, а їх використання визначається характером конструкції предметів, призначенням та умовами експлуатації.

В об’єктах елементарної конструкції матеріал використовується в моноліті, наприклад, у пластиковому посуді або металевих інструментах. Тобто, у найпростіших конструкціях форма об’єктів в основному залежить від самого матеріалу. Так, меблі, у яких використовується метал як основний конструкційний матеріал, відрізняються більш вільною формою та можливістю її трансформації. Але, у більшості випадків, матеріал впливає на форму не безпосередньо, а через конструкцію.

Вплив нових матеріалів на форму здійснюється не автоматично, іноді деякий час зберігається традиційний зовнішній вигляд виробів. А перетворення можливі тільки завдяки творчому підходу дизайнерів до процесу проектування. Однією з основних вимог при цьому є те, що виріб має бути максимально економічним не тільки в процесі виробництва, а й під час його експлуатації.

Для того, щоб застосування матеріалів для виготовлення предметів інтер’єру було доцільним, необхідно враховувати їх властивості з усіма перевагами і недоліками.

Найбільш важливими для матеріалів, що застосовуються для виготовлення виробів інтер’єру, є не тільки архітектурно-художні(естетичні) властивості, до яких належать блиск, текстура, фактура, колір, а й фізичні та механічні, що характеризують стан матеріалів, вплив на них води, температури, механічні впливи та, деякою мірою, хімічні.

До механічних властивостей матеріалів зазвичай відносять міцність, пружність, пластичність, крихкість, опір удару, твердість, стиранність, зносостійкість тощо.

Міцність – це здатність матеріалу чинити опір руйнуванню у процесі дії зовнішніх сил, що викликають у ньому внутрішні напруження. Міцність матеріалу характеризується межею міцності при стисканні, вигинанні чи розтягуванні. Достатньо міцними можна вважати метали, скло, бетон, чого не можна сказати, наприклад, про папір.

Пружність – це властивість матеріалу деформуватися під навантаженням і набувати після зняття навантаження первинної форми і розміру. Найбільша напруга, за якій матеріал ще має пружність, називається межею пружності. До пружних матеріалів відносять деякі види пластику, сталь, деревину. Для природних і штучних кам’яних матеріалів (бетону), скла, паперу, металів пружна деформація незначна.

Пластичність – це властивість матеріалу змінювати під навантаженням форму та розміри без розривів і тріщин і зберігати їх після зняття навантаження. Ця властивість протилежна пружності. До пластичних матеріалів відносять, наприклад, бетон до його затвердіння.

Крихкість – це властивість матеріалу миттєво руйнуватися під дією зовнішніх сил без помітної пластичної деформації. До крихких матеріалів відносять природний камінь, бетон (у затверділому стані), скло, чавун тощо. Один і той самий матеріал залежно від вихідних умов: температури, середовища, швидкості деформування – може знаходитися в крихкому чи пластичному стані. Наприклад, багато металів та інших матеріалів за нормальної температури – пластичні, а за низької – крихкі.

Опір удару – це властивість матеріалу чинити опір руйнуванню під дією ударних навантажень. До таких матеріалів можна віднести бетон, метали. На відміну від них скло має досить незначний опір удару.

Твердість – це здатність матеріалу чинити опір проникненню в нього іншого, більш твердого тіла. Ця властивість матеріалу важлива, наприклад, при облаштуванні підлоги, або для виготовлення частин предметів, що виконують захисну функцію.

Стиранність – це властивість матеріалу чинити опір впливу зношення через стирання. Ця властивість важлива для матеріалів, якими покривають підлогу, сходи (дерево, кахель для підлоги, сходові щаблі тощо). Стиранність матеріалів, зазвичай, визначають у лабораторіях.

Зносостійкість – це руйнування матеріалу при одночасній дії стирання й удару. Подібний вплив на матеріал відбувається у процесі експлуатації підлог промислових будівель тощо.

Фізичні властивості характеризують фізичний стан матеріалу, його здатність реагувати на вплив навколишнього середовища (високих і низьких температур, води тощо). До фізичних властивостей матеріалів, які є важливими для предметів інтер’єру, належать пористість, водопоглинання, водостійкість, водонепроникність, теплоємність, теплопровідність, теплостійкість тощо.

Пористість – це один із важливих показників структури матеріалів, вона показує ступінь заповнення об’єму матеріалу порами. З показником пористості тісно пов’язані інші властивості матеріалів (водопоглинання, морозостійкість, водонепроникність тощо). При цьому значення має не тільки величина загальної пористості, але й форма та розмір самих пустот. Наприклад, морозостійкість бетону при збільшенні об'єму відкритих пор зменшується, а при збільшенні закритих, навпаки, зростає.

Водопоглинання – це здатність матеріалів поглинати й утримувати воду. Водопоглинання показує ступінь заповнення об’єму матеріалу водою. Зміна водопоглинання може вказувати на зміну й інших властивостей матеріалів, наприклад, міцності, морозостійкості, хімічної стійкості. До матеріалів, які здатні поглинати воду, можна віднести бетон, папір, дерево.

Здатність матеріалів зберігати міцність при насиченні водою називається водостійкістю. Одним із таких матеріалів є бетон.

Водонепроникністю називають здатність матеріалів не пропускати воду під тиском. Практично водонепроникними вважаються метали, скло, пластик. Високу водонепроникність також має кераміка.

Здатність матеріалу поглинати теплоту при нагріванні називають теплоємністю. Достатньо високу теплоємність має цегла та бетон, з яких виготовляють такі елементи інтер’єру як печі, каміни тощо.

Матеріали здатні як поглинати, так і передавати теплоту. Теплопровідність – це важливий критерій теплоізоляційних властивостей матеріалів. Певною мірою теплопровідність характерна навіть для звичайного паперу.

Теплостійкість – це властивість матеріалу зберігати експлуатаційні характеристики (наприклад, міцність, пластичність) при механічному і хімічному впливі в умовах високої температури. Високу теплостійкість мають, наприклад, метали, з яких виготовляють кухонні плити, кераміка та інші матеріали форм для випікання або глечиків та горщиків, які досить часто виконують не тільки функціональне призначення, а й декоративне.

Хімічні властивості матеріалів характеризуються їх здатністю взаємодіяти з іншими речовинами та чинити опір дії хімічно або біологічно агресивним середовищам. Хімічні властивості матеріалів щодо предметів інтер’єру розглядаються не так широко, як механічні або фізичні. Але на деяких із них усе ж варто зупинитись.

Хімічна стійкість – це здатність матеріалів протистояти руйнівній дії лугів, кислот, розчинених у воді солей і газів.

Корозійна стійкість – це властивість матеріалів чинити опір агресивному впливу середовища. До агресивних середовищ відносять воду, гази, розчини кислот і лугів, органічні розчинники.

Хімічна та корозійна стійкість має бути у матеріалів, із яких виготовляють вироби інтер’єрного призначення для кухонь, ванних кімнат та туалетів (метали, скло, пластик тощо). Скажімо, мийку для кухні виготовляють із металу, що відповідає вказаним властивостям, або використовують спеціальне покриття, яке витримує вплив засобів чищення з умістом кислот, гарячу воду тощо. Властивості різних матеріалів зазвичай розглядаються комплексно. До комплексних властивостей, що характеризують стійкість матеріалів до сукупної дії ряду факторів, відносяться: довговічність, надійність, сумісність, старіння та ерозійностійкість.

У нашому стрімкому світі з кожним роком з`являється все більше нових сучасних матеріалів, які відповідають указаним властивостям. До таких можна віднести високоміцні бетони, бетонополімери, фібробетони, декоративні бетони, сплави різних металів, термопластичні полімерні матеріали (полістирол, поліаміди, фторопласти, реактопласти), триплекси (різновид скла), склопластик тощо. Застосування цих матеріалів різнобічне, воно залежить від їхніх властивостей. Так, полімерні смоли використовують для покриття плит з деревинних матеріалів (ламінування), з яких виготовляють корпусні меблі. Напилення, які відбивають, поглинають, розсіюють світло, виконують за допомогою металізованих покриттів на скло, що застосовується в обладнанні фото- та кіностудій. Із скла з односторонньою видимістю виготовляють перегородки у спеціальних приміщеннях, наприклад, ванних кімнатах.

Ці матеріали мають свої переваги. Зазвичай, вони більш міцні та довговічні, мають меншу вагу та можуть бути тоншими за традиційні матеріали для забезпечення необхідної надійності предметів інтер’єру. Сучасні матеріали одночасно виконують декілька функцій: захист конструкції від негативного впливу навколишнього середовища, організація комфортного та безпечного тактильного контакту з людиною, до того ж, вони надають виробу високих естетичних якостей.

Виготовлення сучасних матеріалів зазвичай є складним, трудомістким процесом, який під силу не кожному виробникові, тому, в переважній більшості, має більшу вартість. Крім того, деякі з сучасних матеріалів не є екологічно чистими та за певних умов виділяють у навколишнє середовище шкідливі речовини, що позбавляє можливості їх використання у дитячих кімнатах або спальнях. Тож до підбору матеріалів для виготовлення предметів інтер’єру треба ставитись обережно й зважено.

Без сумніву, як традиційні, так і нові, сучасні матеріали необхідно використовувати економно. Серед джерел та шляхів економії найбільшу увагу можна приділитикомплексній переробці сировини і використаннювторинних матеріальних ресурсів і відходів виробництва та споживання.

Комплексна переробка сировини – це процес промислової переробки результатом якого є добування з вихідної сировини всіх корисних її компонентів та їх повне використання, включаючи і технологічні відходи.

Вторинні матеріальні ресурси – це залишки сировини, відходи виробництва і споживання, які можуть бути використані у виробництві.

Відходи виробництва – залишки сировини і матеріалів, які втратили первісну споживчу вартість (обривки, стружка тощо).

Відходи споживання: виробничого – брухт, гума, тара, побутового – ношені речі, одяг, макулатура.