КЛР дизайн (по отраслям)
учебно-методический материал (11 класс) на тему

СПб ГБПОУ «Колледж отраслевых технологий «Краснодеревец»

КОМПЛЕКТ ЛАБОРАТОРНЫХ  РАБОТ

по учебной дисциплине  

по специальности: 54.02.01         «Дизайн (по отраслям)»

Санкт-Петербург

2016

Комплект  лабораторных  работ учебной дисциплины   материаловедение

разработан на основе Федерального государственного образовательного стандарта по профессии СПО

по специальности: 54.02.01         «Дизайн (по отраслям)»

Организация –разработчик: СПб ГБОУ «Колледж отраслевых технологий «Краснодеревец»

Разработчик: преподаватель Завьялова О.И.

Пояснительная записка

Настоящий сборник лабораторных  работ предназначен в качестве методического пособия при проведении лабораторных  работ по программе дисциплины:

по специальности: 54.02.01         «Дизайн (по отраслям)»

Критерии оценивания лабораторных  работ:

Оценка «5» ставится в том случае, если обучающийся:

а) выполнил работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности;

б) самостоятельно и рационально выбрал и подготовил для опыта необходимое оборудование, все опыты провел в условиях и режимах, обеспечивающих получение результатов и выводов с наибольшей точностью;

в) в представленном отчете правильно и аккуратно выполнил все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления и сделал выводы;

г) соблюдал требования безопасности труда.

Оценка «4» ставится в том случае, если выполнены требования к оценке «5», но:

а)  было допущено два-три недочета, или не более одной негрубой ошибки и одного недочета.

Оценка «3» ставится, если работа выполнена не полностью, но объем выполненной части таков, что позволяет получить правильные результаты и выводы, или если в ходе проведения опыта и измерений были допущены следующие ошибки:

а) опыт проводился в нерациональных условиях, что привело к получению результатов с большей погрешностью,

б), или в отчете были допущены в общей сложности не более двух ошибок (в записях единиц, измерениях, в вычислениях, таблицах, схемах, анализе и т. д.), не принципиального для данной работы характера, но повлиявших на результат выполнения,

в) или не выполнен совсем или выполнен неверно анализ погрешностей

г) или работа выполнена не полностью, однако объем выполненной части таков, что позволяет получить правильные результаты и выводы по основным, принципиально важным задачам работы.

Оценка «2» ставится в том случае, если:

а) работа выполнена не полностью, и объем выполненной части работы не позволяет сделать правильных выводов,

б) или  измерения, вычисления, наблюдения производились неправильно,

в) или в ходе работы и в отчете обнаружились в совокупности все недостатки, отмеченные в требованиях к, оценке «3».

Оценка «1» ставится в тех случаях, когда обучающийся совсем не выполнил работу или не соблюдал требований безопасности труда

Перечень работ

Итого: 10 часов

Правила выполнения лабораторных работ

Студент  должен выполнить лабораторную работу в соответствии с полученным заданием.

Каждый обучающийся после выполнения работы должен представить отчет о проделанной работе с анализом полученных результатов и выводом по работе.

Отчет о проделанной работе следует выполнять в тетрадях для  лабораторных  работ.

Содержание отчета указано в описании   работы.

Таблицы и рисунки следует выполнять с помощью чертежных инструментов (линейки, циркуля и т. д.) карандашом с соблюдением ЕСКД.

Расчет следует проводить с точностью до двух значащих цифр.

Вспомогательные расчеты можно выполнить на отдельных листах, а при необходимости на листах отчета.

Если обучающийся не выполнил лабораторную работу или часть работы, то он может выполнить работу или оставшуюся часть во внеурочное время, согласованное с преподавателем.

10.        Оценку по лабораторной  работе обучающийся студент получает, с учетом срока выполнения работы, если:

• работа выполнена правильно и в полном объеме;
• сделан анализ проделанной работы и вывод по результатам работы;
• обучающийся студент может пояснить выполнение любого этапа работы;
• отчет выполнен в соответствии с требованиями к выполнению работы.

Зачет по лабораторным работам обучающийся студент получает при условии выполнения всех предусмотренных программой работ, после сдачи отчетов по работам при получении удовлетворительных оценок.

Лабораторная работа № 1

«Изучение макроскопического строения древесины на образцах хвойных и лиственных пород»

Содержание работы:

Работа рассчитана на 2 часа и включает изучение с помощью лупы строение древесины на основных разрезах ствола (поперечном, радиальном, тангенциальном) одной хвойной, и двух лиственных пород (кольце- и рассеянно-сосудистой).

Студент изучает строение каждой породы на трех разрезах и делает зарисовки в журнале лабораторных работ

Цель работы:

1. изучить макроскопическое строение  древесины хвойных  и лиственных пород
2. научиться быстро и точно распознавать хвойные и лиственные породы

Материальное оснащение:

• складная лупа ЛШ-7
• металлическая линейка
• небольшая кисть, стаканчик с водой
• образцы древесины хвойных  и лиственных пород

Общие сведения:

Важнейшие признаки макроструктуры, облегчающие распознавание породы древесины: цвет, степень видимости годичных слоев и их очертание, различие между ранней и поздней древесиной, видимость сердцевинных лучей, сосудов, смоляных ходов и пр.

Так как строение древесины по разным структурным направлениям не одинаково ее изучают на трех основных разрезах.

1.Поперечный – разрез, проходящий перпендикулярно оси ствола, образующий торцовую плоскость.

2. Радиальный – разрез, проходящий вдоль оси ствола и направления волокон через сердцевину.

3.Тангенциальный – продольный разрез, проходящий на том или ином расстоянии от сердцевины, т.е. по хорде окружности

Рис.1

Годичные слои представляют собой ежегодный прирост древесины.

На поперечном разрезе можно видеть концентрические слои, расположенные вокруг сердцевины.

На радиальном разрезе имеют вид продольных полос; на тангенциальном разрезе – извилистые линии.

Рис.2 поперечный   радиальный    тангенциальный

Каждый годичный слой состоит из двух частей – ранней и поздней древесины.

Ранняя древесина светлая и мягкая, образуется в начале лета и служит для проведения воды вверх.

Поздняя древесина темная и твердая, откладывается к концу лета, выполняет механическую функцию, придает прочность древесины.

Сердцевинные лучи есть у всех пород, но видны лишь у некоторых

 Сердцевидные лучи различаются по ширине на узкие и плохо различимые (у липы, клена, ильма, вяза) и широкие, хорошо заметные в поперечном разрезе. При этом широкие лучи могут быть как настоящие широкие (у дуба, бука) так и ложно широкие – когда пучки узких лучей сближены (у ольхи, граба, орешника).  На поперечном разрезе имеют вид светлых штрихов направленных от сердцевины к коре.

Рис.3      поперечный    тангенциальный   радиальный

Сердцевидные лучи на радиальном разрезе представляют собой полоски или поперечные ленты. Они могут быть как светлее, так и темнее окружающей древесины. Сердцевидные лучи на тангенциальном разрезе напоминают темные штрихи с острыми концами или чечевицеобразные полоски, проходящие вдоль волокон.

Сосуды.

На поперечном разрезе лиственных пород видны отверстия в виде трубок, каналов для проведения воды.

По величине они могут быть крупные и мелкие.

Если крупные сосуды расположены в ранней древесине годичного слоя и на поперечном разрезе образуют сплошное кольцо из сосудов такие породы называются кольцесосудистые: дуб, ясень, вяз, ильм, каштан.

Мелкие сосуды у этих пород расположены в поздней древесине. Они заметны, так как имеют светлую окраску.

Когда мелкие и крупные сосуды равномерно распределены по всей ширине годичного слоя, то такие породы называются рассеянно-сосудистые:

- с твердой древесиной – орех, клен, граб, бук, груша;

- с мягкой древесиной – яблоня, тополь, ива, береза, осина, липа, ольха.

Типы группировок сосудов

а, б, в – кольцесосудистые породы с радиальной, тангенциальной и рассеянной группировкой соответственно, г – рассеянно-сосудистая порода

 Рис.4

Смоляные ходы - характерная особенность хвойных пород.

Это тонкие, узкие каналы, заполненные смолой. Различают вертикальные и горизонтальные смоляные ходы.

На поперечном разрезе вертикальные смоляные ходы видны в виде светлых точек, расположенных в поздней древесине годичного слоя.

На продольных разрезах видны в виде темных штрихов, направленных вдоль оси ствола.

Количество и размер смоляных ходов зависит от породы древесины.

Например, у сосны – крупные и многочисленные, у лиственницы – мелкие и малочисленные.

Смоляные ходы не оказывают существенного влияния на свойства древесины. Имеют значение при подсочке, когда из растущего дерева получают смолу-живицу.

Ход работы

1. Изучить важнейшие признаки макроструктуры
2. Осмотреть (через лупу) основные разрезы образцов, подлежащих изучению. Записать в табл.1 названия пород и степень видимости годичных слоев.  

Таблица №1

3. Сравнить поперечные разрезы древесины различных образцов, записать в таблицу очертания годичных слоев на разрезах.
4. Сравнить радиальные и тангенциальные разрезы древесины различных образцов, выполнить соответствующие записи в таблице.
5. Рассмотреть в лупу отдельный годичный слой, определить цвет частей годичного слоя и характер перехода ранней древесины в позднюю.
6. Зарисовать в журнале работ вид годичных слоев на основных разрезах ствола одной породы из предложенных образцов.
7. Изучить по схеме на основных разрезах ствола расположение сердцевинных лучей Схема расположения сердцевинных лучей на разрезах:               

 Рис.5I – поперечном, II   - радиальном,  III  - тангенциальном;

1-вторичный луч,

2- первичный луч, 3 – сердцевина, 4 – узкие лучи,

5 – широкие лучи

8. Начертить схему в журнале лабораторных работ.
9. Рассмотреть лучи на всех основных разрезах образцов, предложенных для изучения.
10. Измерить линейкой на поперечном разрезе ширину лучей, на тангенциальном – высоту, используя древесину дуба, бука. Обратить внимание на их цвет и блеск.
11. Осмотреть через лупу и измерить лучи древесины других пород, предложенных для изучения.
12. Заполнить таблицу №2 по форме:  

Таблица №2        

13. Оформить отчет

1.Написать название лабораторной работы, её цель, материальное оснащение

2. Записать ход работы

• заполнить таблицы

3. Написать вывод по лабораторной работе.

14. Контрольные вопросы

• Важнейшие признаки макроструктуры, облегчающие распознавание породы древесины?
• Вид годичных слоев на основных разрезах ствола?
• У каких пород годичные слои ярко выражены? Из каких частей они состоят?
• Вид сердцевинных лучей на основных разрезах ствола?
• Назначение сердцевинных лучей в растущем дереве?
• Что называется ложноширокими сердцевинными лучами, у каких пород они есть?

15. Литература

Степанов Б.А. Материаловедение для профессий, связанных с обработкой дерева: Учеб. для нач. проф. образования: Учеб. пособие для сред. проф. образования/Борис Абрамович Степанов,- 2-е изд., стер.- М.: Издательский центр «Академия», 2013, 368с

Лабораторная работа № 2

 «Определение хвойных пород по макроскопическим  признакам»

Цель работы:

1.изучить макроскопические признаки древесины хвойных пород

2.научиться быстро и точно распознавать эти породы

Материальное оснащение:

• складная лупа ЛШ-7
• металлическая линейка
• небольшая кисть, стаканчик с водой
• таблица макроскопических признаков
• образцы древесины хвойных пород

Общие сведения.

У древесины хвойных пород хорошо видны на всех разрезах годичные слои. Поздняя древесина резко отличается от ранней. Многочисленные сердцевинные лучи очень узки и не видны невооруженным глазом. Сосудов у древесины нет. Лиственница, сосна, кедр, тис, можжевельник имеют ядро, а ель и пихта – спелую древесину. В поздней части годичных слоев древесина сосны, лиственницы, кедра и ели содержит смоляные ходы, наполненные смолой. В древесине пихты, тиса, можжевельника и кипариса смоляных ходов нет. Многие хвойные породы пахнут скипидаром, т.е. имеют запах сосновой смолы.

Ход работы.

1.Изучить по таблице макроскопические признаки древесины хвойных пород, запомнить наиболее характерные из них.

2.Отобрать из комплекта образцов, предложенных для изучения, любой и внимательно осмотреть его, начиная с поперечного разреза. После этого осмотреть продольные разрезы образца. плохо различимых признаков следует пользоваться лупой.

• В случае необходимости загрязнившиеся места очистить чертежной резинкой. В нужном месте, чтобы лучше выявить особенности строения древесины, поверхность образца смочить водой, пользуясь мягкой кистью.
• Сопоставить характеристику выявленных особенностей с данными таблицы макроскопических признаков породы.

3.Определить таким же образом породу древесины остальных образцов.

4.Записать результаты изучения и наблюдения хвойных пород в таблицу:

Записать макроскопические признаки в такой последовательности:

• наличие и цвет ядра
• размеры и цвет заболони, переход от заболони к ядру
• видимость и очертание годичных слоев, цвет ранней и поздней древесины
• смоляные ходы
• блеск, текстура, запах

5.Оформить отчет

1.Написать название лабораторной  работы, её цель, материальное оснащение

2. Записать ход работы

• заполнить таблицу

3. Написать вывод по лабораторной  работе.

6.Контрольные вопросы

• Какие хвойные породы имеют ядро?
• У каких хвойных пород нет смоляных ходов?
• Какой запах имеют хвойные породы?
• Видимость годичных слоев на главных разрезах ствола?

7.Литература

1.Степанов Б.А. Материаловедение для профессий, связанных с обработкой дерева: Учеб. для проф. образования: Учеб. пособие для сред. проф. образования/Борис Абрамович Степанов,- 2-е изд., стер.- М.: Издательский центр «Академия», 2013, 368с.

Лабораторная работа № 3

«Определение лиственных кольцесосудистых пород по внешним признакам»

Цель работы:

1.1.изучить макроскопические признаки древесины лиственных кольцесосудистых пород

1.2. научиться быстро и точно распознавать эти породы

Материальное оснащение:

• складная лупа ЛШ-7
• металлическая линейка
• небольшая кисть, стаканчик с водой
• таблица макроскопических признаков
• образцы древесины лиственных кольцесосудистых пород

Общие сведения.

Лиственные породы отличаются разнообразием признаков. Для их древесины характерно наличие хорошо заметных сосудов. У кольцесосудистых пород крупные сосуды расположены в ранней древесине годичного слоя сплошным кольцом. Лиственные кольцесосудистые породы относятся к ядровым. Древесина у них твердая и тяжелая, блестит и имеет на разрезах красивую текстуру. Годичные слои видны на всех разрезах. Сердцевинные лучи бывают широкие и узкие. Смоляных ходов в древесине лиственных пород нет.

Ход работы.

1. Изучить по таблице макроскопические признаки древесины лиственных кольцесосудистых пород, запомнить наиболее характерные из них.
2. Отобрать из комплекта образцов, предложенных для изучения, любой и внимательно осмотреть его, начиная с поперечного разреза. После этого осмотреть продольные разрезы образца. При осмотре плохо различимых признаков следует пользоваться лупой.

• В случае необходимости загрязнившиеся места очистить чертежной резинкой. В нужном месте, чтобы лучше выявить особенности строения древесины, поверхность образца смочить водой, пользуясь мягкой кистью.
• Сопоставить характеристику выявленных особенностей с данными таблицы макроскопических признаков породы.
• Научиться распознавать более типичные из кольцесосудистых пород: дуб, ясень, вяз

3. Определить таким же образом породу древесины остальных образцов.
4. Записать результаты изучения и наблюдения  лиственных кольцесосудистых пород в таблицу:

Записать макроскопические признаки в такой последовательности:

• цвет и размеры ядра
• размеры и цвет заболони, переход от заболони к ядру
• видимость и очертание годичных слоев, переход ранней древесины в позднюю древесину
• расположение сосудов в ранней части годичного слоя, группировка мелких сосудов в поздней части годичного слоя на поперечном разрезе
• видимость сердцевинных лучей
• блеск, текстура, запах

5. Оформить отчет

1.Написать название лабораторной работы, её цель, материальное оснащение

2. Записать ход работы

• заполнить таблицу

3. Написать вывод по лабораторной работе.

6. Контрольные вопросы

• Отличительные макроскопические признаки лиственных кольцесосудистых пород?
• У какой породы сердцевинные лучи широкие, хорошо видны на всех разрезах?
• Видимость годичных слоев на главных разрезах?

7. Литература

1.Степанов Б.А. Материаловедение для профессий, связанных с обработкой дерева: Учеб. для проф. образования: Учеб. пособие для сред. проф. образования/Борис Абрамович Степанов,- 2-е изд., стер.- М.: Издательский центр «Академия», 2013, 368с.

Лабораторная работа  №4

«Определение лиственных рассеянно-сосудистых пород по внешним признакам»

Цель работы:

1.1.изучить макроскопические признаки древесины лиственных рассеянно-сосудистых пород

1.2. научиться быстро и точно распознавать эти породы

Материальное оснащение:

• складная лупа ЛШ-7
• металлическая линейка
• небольшая кисть, стаканчик с водой
• таблица макроскопических признаков
• образцы древесины лиственных рассеянно-сосудистых пород

Общие сведения.

Для древесины лиственных рассеянно-сосудистых пород характерно наличие крупных и мелких сосудов, равномерно расположенных по всей ширине годичного слоя. Годичные слои в древесине различаются, как правило, слабо. Сердцевинные лучи видны лишь у некоторых пород. Древесину  рассеянно-сосудистых пород делят на мягкую (липа, ольха, осина, ива, береза) и  твердую (бук, клен, груша, орех, граб, платан).

Ход работы.

1. Изучить по таблице макроскопические признаки древесины лиственных рассеянно-сосудистых пород, запомнить наиболее характерные из них.
2. Отобрать из комплекта образцов, предложенных для изучения, любой и внимательно осмотреть его, начиная с поперечного разреза. После этого осмотреть продольные разрезы образца. При осмотре плохо различимых признаков следует пользоваться лупой.

• В случае необходимости загрязнившиеся места очистить чертежной резинкой. В нужном месте, чтобы лучше выявить особенности строения древесины, поверхность образца смочить водой, пользуясь мягкой кистью.
• Сопоставить характеристику выявленных особенностей с данными таблицы макроскопических признаков породы.

3. Научиться распознавать более типичные из лиственных рассеянно-сосудистых пород: березу, бук, клен,  граб, орех.
4. Определить таким же образом породу древесины остальных образцов.
5. Записать результаты изучения и наблюдения лиственных рассеянно-сосудистых пород в таблицу:

Записать макроскопические признаки в такой последовательности:

• цвет древесины (спелодревесной или заболонной)
• размеры и цвет заболони, видимость и очертание годичных слоев
• величина и расположение сосудов
• видимость сердцевинных лучей
• блеск, текстура, запах

6. Оформить отчет

1.Написать название лабораторной работы, её цель, материальное оснащение

2. Записать ход работы

• заполнить таблицу

4. Написать вывод по лабораторной  работе.

7. Контрольные вопросы

• Какие рассеянно-сосудистые породы с мягкой древесиной?
• Твердые рассеянно-сосудистые породы?
• Расположение крупных и мелких сосудов по ширине годичного слоя?
• У какой породы ярко выражены сердцевинные лучи?

8. Литература

1.Степанов Б.А. Материаловедение для профессий, связанных с обработкой дерева: Учеб. для проф. образования: Учеб. пособие для сред. проф. образования/Борис Абрамович Степанов,- 2-е изд., стер.- М.: Издательский центр «Академия», 2013, 368с.

Лабораторная работа №5

«Описание внешнего вида и свойств композиционных древесных материалов»

Цель работы:

 1.1.Определить виды композиционных древесных материалов на образцах

1.2.Описать внешние признаки представленных образцов

Материальное оснащение:

• Плакаты, характеристики материалов в учебнике
• Образцы композиционных древесных материалов

Краткая теория.

• Древесно-стружечные плиты (ГОСТ 10632-89) – получают путем горячего прессования измельченной древесины со связующими веществами (клеем или смолами).

ДСП выпускают в листах стандартных размеров с заранее заданной плотностью, прочностью и внешним видом. Они могут быть облицованы шпоном, окрашены. В мебельном производстве применяют ДСП толщиной 16мм для изготовления корпусной мебели.

Виды ДСП:

• Ламинированная ДСП – шлифованная ДСП, облицованная пленкой на основе текстурной бумаги, пропитанной синтетическими смолами.
• Кашированная ДСП – шлифованная ДСП, облицованная эластичной рулонной пленкой с лаковым покрытием. Менее устойчива к истиранию, царапинам, и воздействию высоких температур.
• Ориентированно-стружечная плита (ОСП)- новый универсальный материал, который назвали «американской фанерой». Это древесная плита из крупноразмерной ориентированной стружки. Обладает высокой прочностью. Выпускают размером 2440*1220мм. Основными толщинами являются 10, 12, 16 и 18мм.

• Древесноволокнистые плиты (ГОСТ 4598-86) – сырьем для получения ДВП является древесная щепа, которая подвергается гидротермической и химической обработке, затем прессуется со специальными составами.

В мебельном производстве применяют твердые ДВП толщиной до 5мм в качестве задних стенок шкафов, доньев ящиков,..

• МДФ – новый материал, изготовленный по более совершенной технологии, чем ДВП. МДФ – экологически чистый материал (не содержит формальдегид). Плотность и прочность у МДФ гораздо выше, чем у ДСП, следовательно, больше и масса.  Применяют для фасадных поверхностей, столешниц, мебельных профилей.
• Фанера – слоистый листовой материал, состоящий, как правило, из нечетного числа слоев строганного шпона. Фанеру изготавливают из древесины лиственных и хвойных пород. По числу слоев шпона различают трех- пяти- и многослойную фанеру. Каждый лист шпона в фанере располагается взаимно-перпендикулярно друг к другу.

Ход работы:

1.Определить виды композиционных древесных материалов предложенных образцов

2.Сравнить полученные данные с материалами учебника

3.Заполнить таблицу:                                                                                 табл.1

6.Оформить отчет, написать вывод              

 7.Ответить на вопросы:

• Виды ДСП, характеристика?
• Перечислите специальные виды фанеры
• Минимальное число шпона в фанере?
• Что представляет собой МДФ, ХДФ?

Литература

• Степанов Б.А. Материаловедение для профессий, связанных с обработкой дерева: Учеб. для проф. образования: Учеб. пособие для сред. проф. образования/Борис Абрамович Степанов,- 2-е изд., стер.- М.: Издательский центр «Академия», 2003, 328с.