Основы технологии добычи и обработки природных каменных материалов

ВВЕДЕНИЕ______________________________________________________________________________________________________________3

Основы технологии добычи и обработки природных

Каменных материалов_________________________________________________________________________________________4

2. Технология производства изделий из металла _______________________________________________ 5

3. Т ехнология производства изделий из полимеров и пластмасс ___________________________________________________________________________________________________________6

Технология производства карбона и использование его

в промышленном дизайне __________________________________________________________________________________7

Технология производства резиновых изделий. Использование резины

в промышленном дизайне __________________________________________________________________________________8

Технология изготовления стеклопластиковых изделий и применение

стеклопластиков в промышленном дизайне_____________________________________________ 9

Заключение _______________________________________________________________________________________________________10

Библиографический список_________________________________________________________________ 11

Приложени е_____________________________________________________________________________________11

ВВЕДЕНИЕ

В системе современных производств роль дизайна, как формообразующего начала, так и роль самого дизайнера, претерпевает значительные изменения. Эти изменения во многом связаны с постоянной модернизацией производственных процессов, нахождения все более совершенных способов воплощения, как функции предмета, так и его формы. Производители уделяют особое внимание не столько внешне-эстетической новизне изделия, сколько новизне конструктивной, новизне инженерного и технологического решения, выразительности нового материала, новой конструкции, новой технологии. В результате в область работы дизайнера попадают все сферы производственной деятельности.

В данной работе мы изучим некоторые виды технологий и оборудования используемых в формообразовании изделий, промышленного дизайна.А именно: Основы технологии добычи и обработки природных каменных материалов,Технология производства изделий из металла,технология производства карбона и использование его

в промышленном дизайне, технология производства резиновых изделий. Использование резины в промышленном дизайне,технология изготовления стеклопластиковых изделий и применение стеклопластиков в промышленном дизайне

Основы технологии добычи и обработки природных каменных материалов

Природные каменные материалы получают путем механической обработки скальных горных пород. При этом разрушается монолитность исходного сырья и частично его структура. В основе классификации природных каменных материалов лежит технология их производства.
Весь комплекс работ по добыче каменных материалов называют горными работами. Разрабатываемые месторождения именуются карьерами, а выработанные пространства, образующиеся в процессе добычи ископаемых – карьерными выработками. Обычно при добыче полезных ископаемых попутно получают определенное количество непригодной для строительства так называемой пустой породы.

При выборе метода разработки учитывают местные условия, вид породы, глубину и характер ее залегания. Разработка горной породы в зависимости от условий залегания может быть открытая или подземная.
Добыча твердых массивных горных пород ведется буровзрывным способом, менее твердые слоистые и трещиноватые породы разрабатываются буроклиновым и удароклиновым способами. Мягкие породы распиливают на блоки правильной геометрической формы специальными камнерезными машинами непосредственно на месте залегания породы. Машины особенно эффективны при подземных выработках слабых и мягких пород, например ракушечника, известковых туфов и т.п. Более твердые породы (мраморы, граниты) распиливают на штучный камень, блоки и плиты пилами со стальными дисками, армированными пластинками твердых сплавов или с абразивными порошками.

При этом образуется большое количество отходов от камнепиления. Утилизация и целесообразное их использование в промышленности и архитектурно-строительной практике – важная народнохозяйственная проблема.
Добычу рыхлых горных пород (песка, гравия) осуществляют открытым способом с помощью экскаваторов или гидромеханическим, при котором вода, подаваемая гидромонитором под большим давлением, разрыхляет грунт. Затем, после размыва, из пульпы выделяют готовую продукцию. Гравий со дна озер и прибрежной части морей добывают плавучими механизмами – драгами и землечерпалками.
Возможность выбора каменной породы и массового ее использования в строительстве зависит от уровня механизации современных процессов добычи и обработки природного камня. Так, механизированная добыча с помощью камнерезных машин возможна преимущественно для пород средней твердости и мягких. Поэтому в архитектуре зданий, возведенных в последние десятилетия, наблюдается преобладание травертинов, туфов, известняков и мраморов. Породы же твердого камня, добыча и обработка которых весьма трудоемка, используются ограниченно.
Природный камень, доставленный с карьеров, подвергается дальнейшей обработке, распиливанию и отделке для получения различных видов поверхности: грубой или сравнительно гладкой, в частности с применением шлифования и полирования. Для обработки используют пневматические инструменты и станки, с помощью которых получают необходимую фактуру: бугристую, рифленую, бороздчатую и др.
Для по лучения щебня, каменной крошки, дробленого песка породы после их добычи подвергают дроблению и измельчению в камнедробилках с последующими операциями по фракционированию, обогащению, промыванию и т.д. Для получения крупно-, средне- и мелкозернистых минеральных материалов используют отходы, получаемые на карьерах или на камнедробильных заводах и установках. Особенно ценными отходами являются побочные продукты при распиловке и разделке при-родного декоративного камня (мрамора, гранита, кварцита). При смешивании с цементом из них вырабатывают крупные блоки, декоративные плиты и пр.
По виду обработки природные каменные материалы делят на следующие основные виды: грубообработанные (бутовый и валунный камень, щебень, гравий и песок); штучный камень и блоки правильной формы (для кладки стен и пр.); плиты с различно обработанной поверхностью (облицовочные для стен, пола и др.); профилированные детали (ступени, подоконники, пояски, наличники, капители колонн и т.п.); изделия для дорожного строительства (бортовой камень, брусчатка, шашка для мощения). По способу изготовления природные каменные материалы и изделия делятся на пиленые (стеновые камни и блоки, облицовочные плиты, плиты для пола и для мощения внутрених двориков) и колотые (бортовые камни, камни тесаные, брусчатка, шашка для мощения). Используя ударную и абразивную обработку, природному камню придают ту или иную фактуру.

Современные способы фактурной обработки естественного декоративно го камня позволяют наиболее полно раскрыть его богатейшие архитектурно-художественные возможности. В зависимости от способа обработки лицевой поверхности каменных материалов их фактуры делят на ударные, абразивные и термообработанные. Ударные фактуры, получаемые обработкой поверхности механизированными, реже ручными, ударными инструментами, различают по характеру обработки и высоте рельефа: скальная (или фактура скалы) – более 50 мм, бугристая – более 5 мм, рифленая и бороздчатая – 1-3 мм, точечная – 0,5-2 мм.
Абразивные (гладкие) фактуры получают механизированным способом – распиловкой, фрезерованием и истиранием поверхности с применением абразивных материалов (шлифованием и полированием). Матовая гладкая поверхность может быть получена обработкой камня ультразвуком в водной среде. Шероховатую термообработанную (огневую) фактуру получают с помощью специальных термоинструментов.

2. Технология производства изделий из металла

Холодное профилирование металла — процесс деформирования листовой или круглой стали на прокатных станах. Из листов0й стали получают гнутые профили с различной конфигура-ией в поперечнике, они экономичнее профилей горячей прокатки о3 счет сокращения толщины профиля до 2 мм.

Волочение заключается в протягивании металлической заготовки через отверстие, сечение которого меньше сечения заготовки. В результате этого металл обжимается, а профиль его строго соответствует форме отверстия. В качестве заготовки используют предварительно прокатанный или прессованный пруток или трубу. Волочение металла производят обычно в холодном состоянии, при этом получают изделия точных профилей с чистой и гладкой поверхностью. Способом волочения изготовляют тонкостенные изделия (трубки), а также круглые, квадратные, шестиугольные прутки небольшой площади сечения (до 10 мм2).

При волочении в металле появляется так называемый наклеп — упрочнение металла в результате пластической деформации. Наклеп повышает твердость стали, но снижает пластичность и вязкость. Явление наклепа вызывает старение стали — структурные изменения, повышающие ее хрупкость. Старение стали особенно опасно в конструкциях, подвергающихся ударной нагрузке (в железнодорожных мостах, рельсах, подкрановых балках). Однако явление наклепа широко используют на практике при механическом упрочнении арматурной стали для повышения предела текучести.

Ковка — процесс деформации металла под действием повторяющихся ударов молота или пресса. Ковка может быть свободная, когда металл при ударе молота имеет возможность свободно растекаться во все стороны, и штампованная, когда металл, растекаясь под ударами молота, заполняет формы штампов, а избыток его вытекает в специальную канавку и отрезается. Штамповка позволяет получить изделия очень точных размеров. В условиях строительства пользуются преимущественно свободной ковкой для изготовления различных деталей (болтов, скоб, анкеров), для пробивки отверстий, рубки и резки металла. Клепка также относится к операциям ковки. В настоящее время ковку производят посредством механических молотов.

Прокат — наиболее распространенный и дешевый способ производства металлических изделий. Сущность проката заключается в обжатии металла между вращающимися валками, при этом заготовка уменьшается в сечении, вытягивается и приобретает форму, соответствующую валкам, если последние це. гладкие. Прокатывают металл в холодном и горячем состоянии" Холодный прокат применяют для металлов, обладающих высо! кой пластичностью (свинец, олово), или для получения тончайших стальных листов (по причине их быстрого остывания) Однако подавляющее большинство стальных изделий прокатывают в горячем состоянии при температуре 900...1250°С. Обжатие стального слитка до требуемой формы и размера производят за несколько последовательных приемов путем пропуска его через ряд валков с уменьшающимся зазором. Способом прокатки получают большинство стальных строительных изделий: балки, рельсы, листовую и прутковую сталь, арматуру трубы.

3. Т ехнология производства изделий из полимеров и пластмасс

Склеивание является одним из способов соединения пластмасс между собой, а также с металлом и другими материалами. Клеевое соединение прочнее, надежнее и экономичнее соединений на заклепках. Органическое стекло также хорошо склеивается 3%-ным раствором полиметилметакрилата в дихлорэта­не, однако склеенная им поверхность становится мато­вой, что является существенным недостатком. Прочность клеевого соединения зависит от правиль­ного подбора клея, качества подготовки склеиваемых поверхностей, толщины клеевой пленки, точности соблю­дения режимов склеивания, конструкции соединения.

Сварка как — метод обработки пластмасс применяет­ся для соединения деталей из термопластов контактным методом с присадочным материалом или без него.

Термопласты, имеющие ограниченную пластичность при нагревании (винипласт, фторопласты и др.) свари­ваются с применением присадочного материала в виде прутков или пасты. Реактопласты (например, стеклопластики) свариваются с присадочным материалом ТВЧ и без него или ультразвуком.

Присадочные материалы в виде прутков, подогретые горячим воздухом, а присадочные пасты в холодном со­стоянии плотно укладываются в паз между соединяемы­ми деталями. После этого детали прижимают друг к другу и прогревают.

Без присадочного материала свариваются термопла­сты, приобретающие высокую пластичность в нагретом состоянии (полиэтилен, полиамиды и др.). В этом слу­чае свариваемые поверхности, тщательно пригнанные, прижимают друг к другу под давлением 0,2—-0,3 МН/м² (2—3 кгс/см²) и прогревают токами высокой частоты, ультразвуком или другим способом. Взаимная диффу­зия макромолекул приводит к соединению свариваемых поверхностей с прочностью, равной прочности основного материала.

Вакуумное и пневматическое формование исполь­зуется для изготовления деталей сложной пространст­венной формы (колпаков и деталей для оптики и свето­техники) из листового термопласта (органического стек­ла) с достаточно высокими оптическими свойствами так как во время формования предварительно подогре­тый материал не скользит по оформляющей поверхности ‘штампа. Роль пуансона или матрицы выполняет упру­гая среда — атмосферное давление или сжатый воздух. Вакуумное и пневматическое формование применяется также при изготовлении крупногабаритных изделий и из некоторых термореактивных пластмасс с высокопрочны­ми наполнителями (стеклянным волокном, стеклянной тканью).

Формование в штампах применяется для изготовле­ния изделий незамкнутого контура (стекла кабин, обте­кателей, козырьков и др.) из листовых термопластов (винипласта, органического стекла, полиэтилена). При формовке детали выдерживают в штампах под опреде­ленным давлением до температуры 40—45°С. Затем от­формованное изделие охлаждается в штампе для фикса­ции полученной им конфигурации. Для получения поверхности лучшего качества применяют штампы, изго­товленные из дерева или песчано-клеевой массы, а ра­бочие поверхности пуансона и матрицы оклеивают зам­шей или байкой.

Формование в прессформах — наиболее широко рас­пространенный способ изготовления изделий из термо­реактивных пластмасс. Прессование производится на гидравлических прессах под давлением 10—25 МН/м² (100—250 кгс/см²). Прессматериал поступает в нагре­тую до 130—200⁰С прессформу. Под действием темпера­туры и давления прессматериал размягчается и заполня­ет всю полость прессформы, которая через некоторое время, достаточное для отверждения материала, рас­крывается, и изделие выталкивается

Литье под давлением — способ формования изделий из термопластов в вязко-текучем состоянии в литьевых машинах. Исходный материал из бункера через дозатор посту­пает определенными порциями в обогреваемый цилиндр машины. Разогретый до вязко-текучего состояния мате­риал подается поршнем или шнеком через сопло цилинд­ра в прессформу, заполняет ее полость и выдерживается в ней в течение некоторого времени (1—2 минуты) для фик­сации формы изделия. Затем прессформа раскрывается и из нее извлекается готовое изделие.

Экструзией (формование выдавливанием) получают изделия из термопластов в виде бесконечных труб, стержней, лент и т. п. на червячных прессах (экструдеpax).

Исходные материалы, загружаемые в пресс через бункер, нагреваются с помощью вмонтированных в пресс водяных, паровых или электрических нагревателей, пе­ремешиваются и нагнетаются шнеком в формообразую­щий мундштук. Выходящее из пресса изделие охлажда­ется воздухом или водой и разрезается на части нужной длины.