Введение к работе
Актуальность работы. В последние годы резко возросло применение натуральной древесины в отделке жилых, административных и культурно-бытовых зданий, изготовлении мебели, предметов интерьера и сувениров. Поворот к естественному теплому материалу, каким является древесина, вызван как эстетическими, так и экологическими потребностями, желанием человека жить в условиях близких к природе. Недаром в наши дни считаются наиболее комфортными дома, в отделке которых использована древесина.
К ценным качествам древесины относятся достаточно высокая механическая прочность при небольшой плотности, низкая теплопроводность, легкость обработки, стойкость к воздействию кислот и солей. Древесина обладает уникальными эстетическими свойствами - благородным цветом, красивой текстурой (рисунком, видимым на срезе и обусловленным внутренним строением древесины), разнообразной фактурой.
Основная часть художественно-промышленных изделий из древесины подвергается окрашиванию. Эстетические свойства древесины и лакокрасочных покрытий успешно используются дизайнерами в качестве средств декорирования, придающих изделиям художественную выразительность.
Изучению цвета древесины и её текстуры, цвета и блеска лакокрасочных покрытий посвящено большое количество работ. Боровиковым A.M., Уголевым Б.Н., Рыкуниным С.Н. и другими учеными рассмотрены как органолептические (качественные), так и инструментальные (количественные) характеристики цвета и блеска древесины. Исследованию декоративных свойств лакокрасочных покрытий древесины посвящены работы Буглая Б.М., Рыбина Б.М. Жукова Е.В., Онегина В.И. и многих других ученых. Фактура древесины изучена в меньшей степени ввиду того, что до недавнего времени фактура являлась маловариативным средством декорирования. В художественно-промышленных изделиях из древесины использовалась фактура преимущественно одного типа - ровная гладкая (рисунок 1), получаемая традиционными операциями резания -строганием, точением, шлифованием и др.
Ситуация изменилась с развитием технологий имитационного старения древесины -браширования и воздушно-абразивной обработки, придающих фактуре объемность, оригинальную рельефную пластику, соответствующим внутреннему строению древесины. В результате существенно возросли возможности декорирования изделий из древесины, совершенствования их дизайна, повышения художественной выразительности. Древесина с фактурой, имитирующей состаренную, начинает все шире применяться в обустройстве интерьеров, производстве мебели, вывесок, сувениров, орнаментальных накладок и
других изделий. Начаты исследования по изучению влияния породы древесины, способов и режимов имитационного старения на эстетические свойства фактуры древесины (Лукьянова Н.Г., Поярков А.В., Сергеева В.В. и др.). Показано, что наибольший эстетический эффект достигается на древесине хвойных пород, в первую очередь на сосне.
В работах Айрапетова Д.П., Байера В.Е., Шахкельдян Б. Н., Загаринской Л.А., Черных М.М., Сергеевой В.В. и др. эстетические свойства фактуры материалов классифицируются по нескольким признакам, наиболее важным из которых применительно к древесине, имитирующей искусственно состаренную, является степень рельефности. Основываясь на органолептическом (визуальном и тактильном) восприятии фактуры* выделяют две ее группы по степени рельефности - ровную и рельефную, подразделяя каждую группу на гладкую и шероховатую (см. рисунок 1). Отметим, что количественная взаимосвязь между степенью рельефности фактуры и высотой её неровностей до настоящего времени не установлена, не определены границы между группами фактуры. Это затрудняет взаимопонимание между потребителем, дизайнером и производителем изделий, усложняет воплощение идей дизайнера в материале, оптимизацию композиционного решения объектов дизайна. Выявление отмеченной взаимосвязи актуально и вошло в задачи диссертационной работы.
ч »— ~^-*~*— А^ЛЛ/-ЛААЛА>^-\ААЛ/-
а) б)
в) г)
Рисунок 1. Схематичные профили фактур (а - ровной гладкой, б - ровной шероховатой, в -рельефной гладкой, г - рельефной шероховатой) и рельеф, выполненный на изделии (д)
Эстетическая выразительность изделий из древесины, имитирующей состаренную, закладывается как при имитационном старении, так и при последующем окрашивании. Причем то или иное покрытие может в разной степени усилить, либо даже ослабить эстетические свойства фактуры, приобретаемые при имитационном старении.
*Считаем, что фактура отличается от рельефа меньшими размерами неровностей и значительно большим их количеством на единице площади поверхности изделия; фактура характеризует состояние поверхности, а рельеф - является частным случаем объема.
Не решенной до настоящего времени актуальной проблемой, стоящей как перед дизайнерами, так и перед производством, и существенно сдерживающей широкое внедрение в практику древесины, имитирующей состаренную, является отсутствие научных рекомендаций по выбору рационального сочетания технологии имитационного старения, рельефности фактуры и эстетических свойств лакокрасочных покрытий, определяющих уровень проявления итогового эстетического эффекта.
Цель работы. Совершенствование дизайна изделий из древесины, имитирующей состаренную, за счет рационального сочетания эстетических свойств фактуры и лакокрасочных покрытий.
Поставленная цель определила задачи исследования:
Разработать классификацию изделий из древесины, основанную на свойствах её фактуры, и обосновать область возможного применения древесины, имитирующей состаренную.
Выполнить анализ средств декорирования, используемых в дизайне изделий из древесины, и определить средства декорирования изделий из древесины, имитирующей состаренную.
Установить взаимосвязь между органолептическим восприятием рельефности фактуры древесины и высотой неровностей.
Для древесины сосны определить сочетания эстетических свойств лакокрасочных покрытий и рельефности фактуры, придающие древесине наиболее высокие эстетические свойства после имитационного старения и последующего окрашивания.
Научная новизна.
Разработана классификация изделий эстетического, утилитарно-эстетического и утилитарного назначения из древесины, основанная на свойствах фактуры, методах фактурирования и наличии окрашивания.
Показано, что древесина, имитирующая состаренную, в сравнении с полученной обработкой резанием на станках, обладает более высокими эстетическими свойствами, а изделия, выполненные из неё, улучшенным дизайном за счет придания фактуре рельефности, соответствующей внутреннему строению древесины.
Обоснована возможность использования стандартного параметра шероховатости древесины Rmmax для выявления взаимосвязи между органолептическим восприятием рельефности фактуры древесины и высотой неровностей.
Установлены значения параметра шероховатости RmmAX, разграничивающие группы фактур древесины с различной рельефностью. Для исследованных пород древесины, способов ощущения, видов срезов и освещения при наблюдении с расстояния 0,5 м
среднее арифметическое значение RmmeiX, отделяющее ровные гладкие фактуры от шероховатых, составляет 60 мкм, а отделяющие ровные шероховатые от рельефных - 280 мкм; при наблюдении с расстояния 2 м составляет, соответственно, 110 и 400 мкм. А при тактильном восприятии граничные значения Rmmax составляют 40 и 310 мкм. 5. Показано, что различные сочетания цвета и блеска лакокрасочных покрытий в разной мере усиливают эстетические свойства древесины, имитирующей состаренную. Ранжированием установлено, что в наибольшей мере эстетические свойства усиливают черный цвет в сочетании с глянцевым блеском, а в наименьшей - белый цвет в сочетании с матовым блеском.
Практическая полезность.
Установленные значения RmmAX, разграничивающие группы фактур древесины с различной рельефностью позволяют дизайнеру назначать при проектировании, а технологу обеспечивать при производстве ту высоту неровностей, которая создает заданное органолептическое восприятие фактуры, соответствующее замыслу дизайнера.
Выполненное ранжирование сочетаний цвета и блеска лакокрасочных покрытий древесины, имитирующей состаренную, позволяет обосновать выбор эстетических свойств покрытий, рельефности фактуры и способов фактурирования при проектировании изделий и разработке технологических процессов их изготовления.
Предложенная методика определения границ между группами фактур древесины может быть использована для других материалов
Апробация материалов. Результаты исследования докладывались на IV Международной научно-технической конференции «Информационные технологии в инновационных проектах» (Ижевск, 2003), на научно-техническом форуме с международным участием (Ижевск, 2004), на X и XII Всероссийских научно-практических конференциях по направлению 261001 «Технология художественной обработки материалов» (Москва, 2007; Ростов-на-Дону, 2009), на IV Международной конференции «Технические университеты: интеграция с европейскими и мировыми системами образования» (Ижевск, 2010), научных семинарах кафедры «Технология промышленной и художественной обработки материалов» ИжГТУ (2007-2010), научном семинаре кафедры «Компьютерный дизайн» МГУПИ (2010). Результаты исследования внедрены в учебный процесс подготовки специалистов по технологии художественной обработки материалов.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 статей, в том числе две статьи в журналах, рекомендуемых ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и библиографии (75 наименований). Объем работы составляет 130 страниц машинописного текста, включая 65 иллюстраций и 19 таблиц.
