Глава 1. Научно-исследовательская часть
1.1 История развития часов
Часовой механизм один из древнейших аппаратов человеческого быта. На протяжении долгого времени обществом были реализованы различные способы измерения хода времени, а также их дальнейшая модификация. Рассмотрим историю возникновения аппарата по счету времени. Первые примитивные понятия для измерения времени (сутки, утро, день, полдень, вечер, ночь) древним людям подсознательно подсказала регулярная смена времени года, смена дня и ночи, перемещение Солнца и Луны по небесному своду. Примитивными приспособлениями для отсчета времени были ремешок с узелками и дощечка с зарубками. Время шло, и способы измерения времени постепенно совершенствовались. Длительный период люди обходились календарным измерением времени, подсчитывая количество истекших или предстоящих суток. Так, в Шумере была придумана шестидесятеричная система счисления (именно из этой системы были заимствованы современные минуты и секунды), в то время как в Древнем Египте сутки было принято делить на двенадцать часовых периодов, используя крупные обелиски, помогающие следить за перемещением солнца. В Персии, Месопотамии и Древнем Китае особое распространение приобрели водяные часы. Так же история упоминает о японских свечных часах, песочных часах и часах, в которых взамен обелисков использовались деревянные палочки.
Солнечные часы во многих частях мира были совершенно нерентабельны, так как не работали в пасмурную погоду и ночью, кроме они имени сложную настройку: гомон (первая часовая стрелка) не был ориентирован на параллель земной оси, они часто нуждались в настройке при смене времен года. В связи с этим появилась нужда в модификации часовых механизмов. Так, в Древней Греции, примерно в III столетии до нашей эры, был изобретен первый спусковой механизм, который приводился в движение с помощью воды. Данная стихия помогала преобразовывать вращательную энергию в прерывистое движение. А уже в X веке нашей эры китайские мастера изобрели ртутный спусковой механизм, он был небезопасен для здоровья человека, и не позволяло на прекращения распространения принципа работы часового механизма по миру.
Первые механические часы, привычные современному человеку, были изобретены в XVI веке, принципом их работы основывался на пружине, приводящей в действие и весь остальной механизм, позволяя более точно определять и измерять время. Благодаря историческим модификациям часовых механизмов, сформировалась определенная внутренняя составляющая, которая является неизменной и в наши дни:
1. Двигатель (обычно является пружина или гиря)
2. Передаточный механизм зубчатых колес
3. Регулятор, обусловливающий равномерность движения
4. Распределитель или спуск, с одной стороны, передающий от двигателя импульсы регулятору
На данном этапе развития промышленной продукции существует огромное разнообразие часовых механизмов: кварцевые и атомные, которые являются более точными и выполняют функцию синхронизации времени по всему миру, солнечные часы можно проявляют себя в ландшафтном дизайне, песочные нашли место в медицине, при выполнении различного рода физиотерапевтических процедур, а электронные часы можно встретить на рекламном электронном табло, будильниках или в наручных часах.
1.2 Анализ проектной ситуации (описание методов проектирования, обзор материалов)
1.2.1 Методы проектирования
«Метод (от греч. methodos – путь, способ исследования, обучения, изложения) – совокупность приемов и операций познания и практического преобразования действительности; способ достижения определенных результатов в познании и практике» [1, C.297]/
Любой метод – рассматривается как способ, совокупность приемов, целесообразных действий, направленных на оптимизацию процесса для достижения выведенной цели. Человек находится внутри конфликтного процесса, при помощи которого он постепенно формирует специфические дизайнерские методы. [2]. В наши дни стало утверждением, что «метод и методика в дизайне – являются порядком достижения проектной цели, выступают как решения поставленной перед дизайнером функционально-пространственной, технологической и художественной задач, последовательность приемов и операций, необходимых для получения искомого результата; система мер по оптимальной организации проектной (дизайнерской) деятельности. Это означает, что метод и методика дизайнера должны содержать элементы, синтезирующие возможности и инженерно-технического, и художественного творчества, что предопределяет специфику его подготовки и технологии профессиональной работы» [3, C. 190]. Именно использование определенного метода дает представление о профессиональном уровне дизайнера.
Методы, отраженные в дизайнерской деятельности, определяют насущную ситуацию. В настоящее время существует множество методов и способов проектирования в дизайне, и каждый из них помогает сконструировать последовательную структуру для определения концепции и дальнейшего создания проекта. В данной работе был использован метод художественного формообразования.
Формообразование (formgeschtaltung (-gebung) – нем.) – процесс создания формы, рассматриваемый в деятельности таких специалистов как: художник, архитектор, дизайнер, архитектор-дизайнер. Процесс рассматривается как совокупность ценностных установок культуры с требованиями эстетической выразительности проектируемого объекта, его функции, конструкции и используемые материалы. [2]
Как художественная, так и дизайнерская деятельность нацелены на создание продукта, имеющего специфическую ценность, которую невозможно выразить через стоимость и затраты на изготовление. «Представление о специфической ценности дизайн-продукта сформировалось в искусстве, где художественное формообразование является целостным процессом создания автономного от промышленного производства продукта. Такой специфической ценностью является эстетическая выразительность любого объекта, как художественного, так и дизайнерского формообразования». [2]
Художественные методы формообразования основаны на индивидуальном творческом процессе и художественных принципах проектирования, выработанных в рамках искусства. Методы художественного формообразования в силу своей специфики являются средством фиксации представления о «необходимом эстетически выразительном» продукте. [4, С.142] Художественные методы не имеют жестко фиксированного характера, плохо поддаются анализу и структурированию. Качество продукта при использовании этих методов напрямую зависит от уровня художественной подготовки дизайнера.
Именно поэтому данный метод подходит для разработки курсовой работы, так как он помогает студенту нарабатывать необходимые навыки и знания для дальнейшей профессиональной работы, но он также отлично подходит для создания любого промышленного объекта независимо от его назначения и формы. Основным плюсом метода художественного формообразования можно является сочетания любых форм и образов, модификация и синтез существующего, а также конструирование совершенно неизведанных ранее форм и образов. Например, при разработке дизайна промышленного изделия возможна стилизация под бионический объект или приведения внешнего вида изделия к определенному стилю, сочетание различных стилей или же их минимализация в рамках промышленного дизайна.
1.2.2 Обзор материалов
Основные свойства материала во многом влияют на применение материала, срок службы, поведение при транспортировании и хранении. Объективные особенности, доставшиеся им от природы и проявляющиеся при эксплуатации, называются основными свойствами материалов и изделий. Они делятся на химические, физические и биологические. Иногда свойства материалов зависят от того, какую из сторон материала они характеризуют. При этом они подразделяются на функциональные, эргономические, эстетические, и гигиенические. Технологические свойства, характеризуют поведение материала при его обработке. В данном подразделе будет отражено разнообразие существующих в наше время материалов, пригодных для изготовления часов и любых других промышленных изделий.
Пластик
Один из самых популярных материалов среди современных производителей. Из пластика производиться большое количество промышленных изделий. Например, пакеты, посуда, мебель, канцелярские принадлежности, украшения, различные виды упаковки и другие.
Виды пластика:
1. PET или PETE (код PETE, иногда PET и цифра 1.) — полиэтилентерефталат (ПЭТ или ПЭТФ). Выделяют в жидкость тяжелые металлы и вещества, которые в свою очередь влияют на гормональный баланс человека. ПЭТ — наиболее популярный в применении тип пластмассы. Предназначен для одноразового использования. Имеет мягкую, эластичную структуру, стойкую к раздиранию. Маслянистую и гладкую матовую поверхность. Бесцветный, прозрачный материал.
2. HDPE — полиэтилен высокой плотности низкого давления (ПНД). Не выделяет практически никаких вредных вещества. Тип пластика, характеризующийся жесткостью, который используется для хранения игрушек, молока, моющих средств и при производстве некоторого типов пластиковых пакетов. Большинство спортивных и туристических многоразовых бутылок изготавливаются именно из этого типа пластика. Имеет более жесткую структуру чем ПЭТ, стойкую к раздиранию. Слегка маслянистую, гладкую и слабо шуршащую матовую поверхность. Бесцветный, полупрозрачный материал.
3. PVC — поливинилхлорид (ПВХ). Объекты, изготовленные из данного материала, характеризуются по меньшей мере как два опасных химиката, которые оказывают негативное влияние на гормональный баланс человека. Данный вид пластика мягкий и гибкий пластик, обычно используется для хранения детских игрушек и растительного масла. ПВХ также применяют для изготовления пластиковых труб, деталей для сантехники и блистерных упаковок для бесчисленного множества потребительских товаров. Также применяется для обшивки компьютерных кабелей. PVC невосприимчив к прямым солнечным лучам и погодням условиям, поэтому из него часто делают оконные рамы и садовые шланги. Имеет жестковатую, стойкую к раздиранию структуру. Сухую, гладкую поверхность со средним уровнем блеска. Бесцветный, прозрачный материал.
4. LDPE — полиэтилен низкой плотности высокого давления (ПВД). Этот пластик используется и при производстве бутылок, и при производстве пластиковых пакетов. Имеет мягкую, эластичную структуру, стойкую к раздиранию. Маслянистую и гладкую матовую поверхность. Бесцветный, прозрачный материал.
5. PP - полипропилен (ПП). Используется в качестве упаковки для сиропов и йогурта. Полипропилен ценится за его термоустойчивость. Когда он нагревается, то не плавится. Имеет жестковатую, стойкую к раздиранию стурктуру. Сухую, гладкую поверхность со средним уровнем блеска. Бесцветный, прозрачный или полупрозрачный материал.
6. PS - полистирол (ПС). Часто используется при производстве кофейных стаканчиков и контейнеров для быстрого питания. Полистирол — это недорогой, легкий и достаточно прочный вид пластика. Имеет жесткую, стойкую к раздиранию структуру. Сухую, гладкую поверхность. Бесцветный, прозрачный материал.
7. Органи?ческое стекло? (оргстекло?), или полиметилметакрилат (ПММА) — акриловая смола, синтетический виниловый полимер метилметакрилата, термопластичный прозрачный пластик. Органическое стекло полностью состоит из термопластичной смолы. Химический состав стандартного оргстекла у всех производителей одинаков. Другое дело, когда необходимо получить материал с разными специфическими свойствами: ударопрочными (антивандальными), светорассеивающими, светопропускающими, шумозащитными, УФ-защитными, теплостойкими и другими, тогда в процессе получения листового материала может быть изменена его структура или в него могут быть добавлены соответствующие компоненты, обеспечивающие комплекс необходимых характеристик.
8. OTHER или О - прочие. К этой группе относится любой другой пластик, который не может быть включен в предыдущие группы.
Существует множество способов обработки пластика: литьё/литье под давлением, экструзия, прессование, виброформирование, вспенивание, отливка, сварка, вакуумная формовка и механическая обработка. Выбор способа обработки зависит от необходимого результата, который разрабатывается в процессе дизайн-проектирования.
Древесина
Один из самых экологически чистых материалов. При изготовлении изделий из древесины могут использоваться как стволы дерева, шпон дерева, опилки и древесные срезы.
Существуют три вида переработки древесины: механическая переработка, химико-механическая переработка и химическая переработка. При механической переработке работают с цельными пародами дерева, зачастую имеющую высокую материальную ценность и эстетическую составляющую. Используются методы пиления, строгания, фрезерования, лущения, сверления, точения на токарном станке, резьбы, раскалывания и измельчения. Оставшийся материал после механической обработки может использоваться для изготовления продукции путем химико-механической и химической переработки.
Химико-механическая переработка древесины включает в себя последующую обработку материала после механической обработки. Благодаря этой переработке получают фанеру, столярные, древесностружечные и цементно-стружечные плиты, арболит и фибролит. Так же этот способ используют для получения полуфабрикатов в целлюлозно-бумажной промышленности.
Химическая переработка древесины осуществляется термическим разложением, воздействием на неё щелочей, кислот и кислотных солей сернистой кислоты. Благодаря этому способу получают канифоль, которую используют при производстве высококачественной бумаги, лаков, линолеума, резины, электротехнический изделий. Так же ей заменяют жир в мыловарении.
Виды древесных материалов:
1. Доска — пиломатериал, ширина которого превышает его толщину более чем в два раза. Доски могут быть обрезные и необрезные
2. Брусья — пиломатериал, ширина и толщина которого белее 100 мм. Брусья могут быть двухкантные и четырехкантные.
3. Брусок — пиломатериал, опиленный с четырех сторон, толщиной не более 100 мм и шириной не более двух толщин. ГОСТ 8486—66 (хвойные), ГОСТ 2695—71 (лиственные)
4. Шпон строганый (ГОСТ 2977—77) — это лист толщиной 0,6—1,0 мм из древесины твердолиственных и ценных пород, получаемый строганием бруса на фанерострогальном станке.
5. Шпон лущеный (ГОСТ 99—75) — лист древесины толщиной 0,55—1,5 мм, получаемый строганием фанерных чураков поперек волокон на лущильных станках. Шпон лущеный изготовляют из березы, ольхи, сосны, лиственницы и других видов древесины.
6. Фанера бакелизированная (ГОСТ 11539—73) изготавливается из лущеного шпона, пропитанного спирторастворимыми смолами, листы которого склеивают синтетическими смолами. Столярная плита (ГОСТ 13715—68) — склеенный из реек щит, облицованный с обеих сторон двумя слоями шпона, толщина плит от 16 до 50 мм.
7. Фанерные плиты толщиной от 15 до 45 мм получают путем склеивания листов шпона фенолоформальдегидными или мочевиноформальдегидными клеями.
8. Древесноволокнистые плиты (ГОСТ 4598—74) — однородный равнопрочный материал из древесных волокон, спрессованных под большим давлением при высокой температуре плит пресса. Плиты подразделяют на сверхтвердые, твердые, полутвердые и изоляционные.
9. Древесностружечные плиты (ГОСТ 10632—77) изготовляют методом горячего прессования путем смешивания измельченной древесины со связующим материалом, плиты получают методом плоского прессования, могут быть необлицованными и облицованными шпоном или текстурной бумагой.
Стекло
Один из самых древнейших материалов. Из него изготавливаются многие вещи, входящие в постоянный обиход: посуда, линзы в очках, окна, зеркала и многое другое.
Существуют множество вид стекол, отличающихся друг от друга составом химических элементов и назначением: оконное, тарное, посудное, хрусталь, химико-лабораторное, оптическое, оптическое, электроколбочное, электровакуумное, медицинское, термостойкое, термометрическое, защитное, радиационно-стойкое и стеклянное волокно. В зависимости от вида стекла выбирается определенный способ обработки: выдувание, резка, шлифовка, травление в плавиковой кислоте, гравировка и огранка, закалка, фьюзинг и лампворк, пайка с металлом, так же возможна окраска стекла в процессе производства самого материала.