7 клас 27.11.2025 Властивості деревини. Вибір матеріалу для виготовлення виробу.
7 клас 27.11.2025
ТЕМА: Властивості деревини. Вибір матеріалу для виготовлення виробу.
I. Актуалізація опорних знань учнів.
- Які
властивості деревини ви знаєте?
- Чи
однакові властивості деревини вздовж і впоперек волокон?
II. Вивчення нового навчального матеріалу.
Деревина з давніх часів була
улюбленим і цінним матеріалом. Порода деревини - це біологічний вид дерева.
Кожна порода має набір своїх унікальних властивостей.
Деревина, як конструкційний
матеріал характеризується низкою властивостей.
Основні властивості деревини
Розрізняють механічні, технологічні та фізичні властивості деревини.
Для виготовлення будь-якого виробу
з деревини чи іншого матеріалу потрібно знати властивості цього матеріалу. На
підприємствах, які займаються виготовленням виробів, існують лабораторії, де
досліджують властивості матеріалів. Дослідження виконують працівники
лабораторії - лаборанти.
Усі конструкційні матеріали мають
певні властивості, які потрібно враховувати під час виготовлення виробів. До
них належать уже відомі такі властивості, як колір, запах і текстура деревини. Крім цього, потрібно також знати,
чи легко обробляється певний вид деревини та матеріали з неї, який інструмент
для цього потрібно використати, чи будуть утримуватися в деревині цвяхи,
шурупи, інші деталі кріплення, як впливатимуть на неї вологість, зміна
температури навколишнього середовища. Потрібно також передбачити, який вид
деревини чи матеріалів з неї необхідно використовувати, виготовляючи вироби, що
будуть експлуатуватися під впливом зовнішнього середовища, при великих
навантаженнях тощо.
Будь-яке порушення цілісності
деревини, правильності її будови, пошкодження, а також зміни її зовнішнього
вигляду називають вадами. Вади
впливають на механічні та технологічні властивості, декоративність деревини.
Так, наприклад, нахил волокон, підвищуючи міцність деревини при розколюванні,
ускладнює її механічну обробку.
До механічних властивостей належать: міцність, твердість, жорсткість, ударна
в’язкість.
Міцність - здатність деревини чинити опір руйнівній
дії сили, яка діє на деревину (мал. 1). Міцність деревини поперек волокон в
30-50 разів менша від міцності вздовж волокон (залежно від породи). Крім того,
міцність деревини зменшується зі зростанням вологості.
Мал. 1. Визначення міцності деревини
Що міцніша деревина, то більші
навантаження вона витримує.
Твердість - здатність деревини чинити опір
проникненню в неї тіла певної форми. Від твердості деревини залежить, важко чи
легко можна її обробити різальним інструментом. Що твердіша деревина, то важче
її обробляти.
Найбільш поширеним тестом для
визначення твердості деревини є визначення твердості методом Янка (шкала Янка)
(мал. 2). Цей метод заснований на вдавлюванні кульки в деревину. Вимірюється
сила в кг/см2.
Мал. 2. Визначення твердості за Янком: а - схема (1 - експериментальний зразок; 2 - металева кулька; 3 - шток): б - загальний вигляд
Твердість - показник терміну служби верхнього шару деревини. Що вища
твердість, то повільніше йде знос. Цю властивість можна перевірити на зразках твердих
та м’яких порід деревини, якщо забити цвях або металеву кульку в експериментальні
бруски дуба та сосни (мал. 3) або перепиляти поперек волокон кілька
підготовлених зразків (ялина, береза, дуб, бук).
Мал. 3. Демонстрація твердості
Ударна в’язкість - здатність деревини поглинати енергію без
руйнування. Особливо добре можна відчути ефект поглинання енергії, ударивши
молотком з дерев’яною ручкою або, для порівняння, дерев’яним та металевим
прутом.
До технологічних властивостей належать: розколюваність, здатність
утримувати металеві кріплення, здатність до гнуття.
Розколюваність - це здатність деревини розщеплюватися
вздовж волокон. Вона має практичне значення, оскільки деякі вироби та заготовки
(клепка, сірники) виготовляють розколюванням.
Здатність деревини утримувати металеві кріплення - важлива її властивість. Під час
вбивання в деревину певного тіла волокна частково перерізаються чи розсуваються
і, таким чином, спричиняють на бічну поверхню цвяха тиск, який називають тертям, що утримує цвях у деревині.
Опір деревини витягуванню шурупів приблизно у 2 рази більший, ніж опір
витягуванню цвяхів.
Здатність деревини до гнуття використовується під час виготовлення
багатьох виробів (меблів, сувенірів) (мал. 4). Краще процесу вигинання
піддаються дуб, ясен, бук, береза. У хвойних порід здатність до гнуття
невисока. У вологої деревини ця здатність вища, ніж у сухої. Тому для згинання
деревину пропарюють.
Мал. 4. Гнуття деревини: а - шаблон; б - зразки виробів
До фізичних властивостей належать: зовнішній вигляд, запах, вологість і
пов’язані з нею зміни (всихання, розбухання, розтріскування, короблення),
щільність.
Зовнішній вигляд деревини визначається її кольором, блиском та
текстурою. У молодих дерев деревина звичайно світліша, ніж у старих. Стійкий
колір мають дуб, груша, біла акація, каштан.
Запаху деревині надають смоли, ефірні олії,
дубильні та інші речовини, що є в ній. Характерний запах скипидару є у хвойних
порід: сосни та ялини. Дуб має запах дубильних речовин.
Пояснення поняття вологості деревини розпочинають з аналізу властивостей
свіжозрубаної деревини. Вона важка й сира, оскільки в ній міститься багато
вологи. Ця волога була необхідна для життя і росту дерева, але коли вона
залишиться в зрубаній деревині, яку використовують як конструкційний матеріал,
ця деревина швидко загниє. Тому її потрібно висушувати.
Якщо взяти шматок вологої
деревини, зважити його, а потім помістити в сушильну камеру, то волога
випарується. Зваживши суху деревину, можна встановити, що вона легша, а різниця
має вологої і сухої деревини покаже, скільки було вологи.
Для виготовлення виробів краще
використовувати деревину з вологістю 8-12 %. Вологість вимірюють спеціальними
приладами - вологомірами. Сучасні вологоміри є зручними в користуванні (мал. 5).
Мал. 5. Вимірювання вологості вологоміром
Деревина реагує на зміни вологості
в повітрі. Тому вона може всихатися (зменшуватися в розмірах), викривлятися та
тріскатися. Як наслідок, можуть випадати вставки та погіршуватися зовнішній
вигляд виробу. За підвищеної вологості повітря деревина вбирає вологу і розбухає
(збільшується в розмірах).
Дефекти - це вади деревини механічного походження, які виникають у
ній у процесі заготовки, транспортування, сортування, штабелювання, а також
механічної обробки. До дефектів належать: чужорідні елементи, обвугленість, дефекти
обробки різанням, деформації тощо.
Вадами деревини називають особливості і
відхилення від норми, які суттєво впливають на якість деревини і обмежують
способи її застосування й використання. Серйозність вади деревини оцінюється
залежно від її виду, розміру та призначення дерев’яного виробу. Ряд вад може
якісно знижувати гідності матеріалу, але іноді, навпаки, значно покращувати їх.
Наприклад, неоднорідність будови деревини може бути гідністю з декоративної
точки зору, адже вона буде ознакою натуральності деревини, підкреслюючи її
природну текстуру.
До вад належать: сучки, тріщини,
вади форми стовбура і будови деревини, ураження грибками, червоточини тощо
(мал. 6).
Мал. 6. Основні вади деревини
Сучки заважають виконувати обробку
заготовок, затуплюють інструменти. Навколо сучків волокна деревини мають
невелику завилькуватість, тому часто в цих місцях трапляються сколи деревини.
Сучки бувають сухі та живі (здорові). Заготовки із сухими сучками небезпечно
обробляти на верстатах.
Гниль та червоточина зменшують міцність деревини
та псують зовнішній вигляд виробів. Деревину з тріщинами дуже небезпечно обробляти
на верстатах та ручним електрифікованим інструментом.
Вибираючи вид деревини та її
якість для виготовлення виробу, варто враховувати її призначення. А також
спосіб її подальшої обробки: чи буде покриватися зверху лаком, фарбою або ж
використовуватися як чистова. Учням доцільно пояснити, що в матеріалу є
лицьовий (видимий під час експлуатації) і нелицьовий боки. До лицьового боку
висуваються великі вимоги з точки зору якості та декоративної цінності. Тому
матеріал умовно класифікують.
Сорт «Екстра» (мал. 7, а) є
найвищим сортом матеріалу, що виробляється з відбірної дошки. Це рівна поверхня
без сучків і дефектів. Вироби цього сорту ідеально підходять для покриття
прозорими складами, за яких зберігається видима структура деревини.
Мал. 7. Класифікація матеріалів: а - «Екстра»; б - «Прима»; в - «<А»; г - «<В»
Сорт «Прима» (мал.7, б) схожий на
сорт «Екстра», але з невеликими допущеннями. Основна відмінність у кількості
видимих сучків на лицьовому боці матеріалу, що робить більш вираженим
натуральний малюнок дерева. Сорт «Прима» також підходить для покриття прозорими
складами і дозволяє зберегти видимою структуру деревини.
Сорт «А» (мал. 7, в), на відміну
від сорту «Прима», має набагато більше сучків. Так само допускається наявність
темних сучків і більша кількість дефектів. Підходить для фарбування, адже
дефектів усе одно не буде видно.
Матеріал сорту «В» (мал. 7, г)
може мати більшу кількість темних сучків і дефектів, на відміну від сорту «А».
Вироби з нього практичні, але недостатньо привабливі. Добре підходять для
облаштування підсобних і технічних приміщень.
Крім цього, вибираючи заготовки
для виготовлення виробів, потрібно стежити, щоб вони не містили сколів або
розтріскування волокон, тріщин у місцях сучків чи нерівних країв, оскільки такі
недоліки призводять до збільшення часу на обробку заготовок та отримання
значної кількості відходів під час їх виготовлення. Коли ж усе-таки виявлено
незначні вади, їх можна усунути технологічно, якщо це не позначиться на якості
виробу (мал. 8, 9).
Мал. 8. Усунення тріщин на заготовці: а - деревина з тріщиною; б - вставляння клинів; в - обробка поверхні
Мал.9. Усунення сучків: а - заготовка із сучками; б - розмітка матеріалу; в - висвердлювання сучка; г, д - вкладання пробки; е - обробка поверхні
III. Підсумок уроку
Які є вади деревини?
IV. Домашнє завдання
Коментарі
Дописати коментар