Методическое пособие 605

8. Покрытия в художественном конструировании

Лакокрасочные и пластмассовые органические покрытия

Среди полимерных органических покрытий самым распространенными являются лакокрасочные. Выпускаемые отечественной промышленностью лакокрасочные и пластмассовые материалы можно разделить на следующие условные группы:

1. Атмосферостойкие, применяемые для наружных покрытий изделий, которые используются в

воздействию повышенных температур.

5. Электроизоляционные - изделия, подвергающиеся воздействию электрического тока.

Лакокрасочные покрытия могут быть прозрачными и непрозрачными. К прозрачным относятся различные олифы и лаки, а к непрозрачным - краски и эмали, содержащие цветные пигменты. Они придают изделию определенный цвет и эстетическое качество, а так же оказывают существенное влияние на физико-химические свойства покрытия, повышая его прочность и атмосфероустойчивость.

Из перечисленных групп лакокрасочных материалов наиболее широкое применение в машиностроении и строительстве находят первая и вторая, в радиоэлектронике - четвертая и пятая.

Наряду с лакокрасочными материалами успешно применяются органические покрытия из пластмасс, получаемые на основе порошкообразных термопластичных полимеров, имеющих сравнительно небольшой интервал

81

температур с достаточной текучестью и с термостойкостью в этом интервале.

Добавление к полимерным порошкам мелкодисперсных пигментов дает возможность получать цветные покрытия с хорошими декоративными свойствами. Пластмассовые покрытия обладают удовлетворительной стойкостью в атмосфере, но нестойкие в большинстве органических растворителей.

Покрытия из полиэтилена формируются при 200°С, а полипропиленовые и поливинилбутиральные - при 240 - 270°С. Эти покрытия обладают хорошими защитными свойствами в атмосферных условиях, а также в среде органических кислот и минеральных масел.

Гальванические и стеклоэмалевые покрытия. В художественном конструировании применяются различные неорганические покрытия.

Существует много видов гальванических покрытий, которые нашли широкое применение во всех отраслях промышленности и могут быть использованы в качестве металлических изделий от коррозии, так и декоративных средств. Нанесение гальванических покрытий представляет собой электрохимический процесс осаждения металлического слоя на металлоизделие. Для декоративной отделки применяются:

1. Никелирование - нанесение на поверхность металлических изделий никелевых покрытий. Никель является наиболее универсальным из всех металлов благодаря своей технологической стойкости в различных кислых и щелочных растворах и надежному сцеплению с любым металлом. Он защищает изделие от коррозии и одновременно предает ему красивый внешний вид. При непосредственном контакте со сталью однослойное покрытие никеля сравнительно быстро тускнеет и разрушается во влажной атмосфере. Этот существенный недостаток устраняется при двухслойном покрытии. Применяется никелевое покрытие для

82

окончательной отделки изделий.

2.Хромирование нашло широкое применение во всех областях промышленности. Хромируются наружные и внутренние арматуры транспортных средств, также используется для декоративной отделки различных изделий широкого потребления. Наиболее износостойким и твердым покрытием среди металлических считается хромовое. Оно не тускнеет во влажной атмосфере и обладает высокой отражательной способностью. Существуют различные виды хромирования: защитно - декоративное, твердое, равномерное черное, агатовое, холодное и пористое. При защитнодекоративном хромировании для улучшения коррозийной стойкости в качестве подслоя наносят никель или медь.

3.Меднение - электролитическое нанесение поверхностного медного слоя на металлические изделия. Производится для образования промежуточного слоя при никелировании и хромировании, но как средство защиты от коррозии фактически не применяется (применением промежуточного покрытия медью достигается лучшее сцепление основного металла с металлом покрытия и этим самым облегчается его полирование при декоративных покрытиях).

4.Серебрение - гальваническое нанесение серебра на изделие в защитно-декоративных и специальных целях, преимущественно на токопроводящие детали. Чтобы придать изделиям дымчатый или черный цвет применяется оксидирование серебра.

5.Золочение - покрытие изделий тонким слоем золота. Достоинство состоит в том, что покрытие золотом не окисляется и не тускнеет на воздухе. Толщина покрытия колеблется от долей мкм до нескольких мкм.

6.Лужение изделий оловом отличается характерной особенностью - покрытие совершенно безвредно для живых организмов и прежде всего для человека. Это свойство

83

обусловило его широкое применение. Лужение производится двумя способами: гальваническим, контактным и горячим. Гальванический способ наиболее экономичен, обеспечивает малую пористость покрытия. Толщина слоя покрытия в зависимости от назначения изделия колеблется от 2 до 25 мкм.

Декоративно - конструкционные пластмассы. В художественном конструировании изделий промышленного производства, отделке интерьеров помещений различного назначения, строительстве широко применяются следующие основные декоративно - конструкционные пластмассы: полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, полистирол, органическое стекло, винипласт и др.

84

9. Эргономическая оценка уровня качества промышленных изделий

Эргономические требования к промышленному изделию - это требования к размерам, форме, цвета изделия и элементов его конструкции, к взаимному расположению элементов конструкции, которые обуславливаются эргономическими свойствами человека и устанавливаются с целью оптимизации его деятельности. Эргономические требования к изделию должны учитываться в процессе его разработки, конструировании и эксплуатации. Различают следующие эргономические требования: гигиенические, антропометрические, физиологические, психологические, психофизиологические.

Гигиенические требования предполагают соблюдение норм микроклимата и ограничивают воздействие вредных факторов внешней среды.

Антропологические требования определяются антропологическими свойствами человека: размером и формой тела и его частей.

Физиологические требования определяются физиологическими свойствами человека.

Психофизиологические требования, предъявляемые к изделию, "приспосабливают" изделие к особенностям функционирования органов чувств человека.

Номенклатура и порядок эргономических требований устанавливаются с учетом целевой функции промышленного изделия и особенностей его конструкции.

Установление комплекса требований основывается на выявлении структурных связей элементов системы "человек - изделие - среда". При непосредственном контакте человека и изделия в первую очередь устанавливаются антропологические требования, а потом физиологические.

Эргономические требования, предъявляемые к изделию, дают возможность сформулировать термины и определения эргономических показателей качества. В научно - технической

85

литературе встречаются, такие определения эргономического качества изделий, как "возможность приложить максимальные усилия к органам управления, удобство наблюдения за приборами и возможность удобного воздействия на все элементы управления". Далеко не ясно, какой конкретный смысл вкладывается в понятие "удобство наблюдения", в каких случаях будет удобно или неудобно наблюдение и воздействие на элементы управления Для истолкования этих понятий приходиться полагаться на "здравый смысл" или "устоявшуюся практику" употребления этих терминов.

При экспертной оценке качества изделий, а также при опенке изделия потребителем, термин "удобство" рассматривается как субъективный критерий оценки качества изделия с позиции эргономики.

Такая субъективная оценка изделий отражает уровень качества через опыт, привычку и традиции субъекта, производящего оценку, и лишь частично соответствует объективному уровню. Субъективная оценка удобства или комфорта часто значительно расходится с объективной, так как человек может приспособиться к нерациональной с точки зрения эргономики конструкции и будет считать ее удобной. Изменение конструкции пробора, даже если оно и вносит улучшение, на первых порах может вызвать затруднения в работе. Таким образом, термин "удобство конструкции" еще не означает, что она эргономически рациональна. Термин "удобство" нецелесообразно вносить в техническую документацию как показатель качества, так как вследствие большой емкости трудно определить его конкретное содержание.

Понятие "комфорт" также является одним из наиболее употребительных при попытках характеризовать качество конструкции и также не имеет единою определения в научно - технической литературе.

При эргономической оценке качества изделий целесообразно пользоваться конкретными показателями, с

86

помощью которых можно количественно охарактеризовать свойства продукции. Такими показателями являются гигиенические, антропометрические и другие эргономические показатели, используемые для определения соответствия изделия эргономическим требованиям.

Гигиенические показатели качества используются для определения соответствия изделия гигиеническим требованиям. В группу гигиенических показателей входят показатели уровня освещенности, напряженности магнитного и электрического полей, гравитационной перегрузки и т.д.

Вгруппу антропометрических показателей входят показатели соответствия изделия размерам тела человека, его форме и распределению веса.

Вгруппу физиологических и психофизиологических показателей входят показатели соответствия изделия силовым, скоростным и энергетическим возможностям человека, зрительным, слуховым, осязательным, обонятельным и вкусовым психофизиологическим особенностям его организма.

Вгруппу психологических показателей входят показатели соответствия изделия закрепленным и вновь формируемым навыкам человека, возможностям восприятия и переработки человеком информации.

Последовательность построения групп эргономических требований и показателей обуславливается очередностью проявления функциональных особенностей человека.

Начальным этапом любого вида оперативной деятельности человека является принятие рабочей позы при соответствующем контакте его тела с сиденьями, органами управления и т.п. на данном этапе особое значение приобретают антропометрические показатели качества изделия.

Сам процесс производственной деятельности предполагает эффективное функционирование организма оператора на физиологическом и психофизиологическом уровнях, поэтому изделия, с которыми человек имеет дело,

87

должны отвечать физиологическим и психофизиологическим требованиям. И, наконец, г взаимодействие оператора и изделия происходит на психологическом, "информационном" уровне - человек использует свои навыки, ум, интеллект. При постановке психологических требований, предъявляемых к изделию на данном уровне, используются данные не только инженерной психологии, но и общей психологии, психологии труда и т.д.

Промышленные изделия можно классифицировать по признаку наличия "человеческого фактора". Классификация построена следующим образом:

Iкласс. Системы, конструкция и формы которых полностью определяются машинным фактором (транзисторы, радиолампы, корпуса ракет и т.п.). Непосредственный контакт

счеловеком в процессе функционирования практически исключен.

IIкласс. Системы, конструкция и формы которых определяются машинным фактором и анатомическими требованиями (моторы, карбюраторы и т.п.). Учет "человеческого фактора" проявляется в создании систем, удобных для обслуживания.

III класс. Системы, конструкция и формы которых определяются машинным фактором, анатомическими требованиями и частично психофизиологическими требованиями, предъявление которых обусловлено устойчивым во времени воздействием системы на один из участков комфортной зоны работы (радиация, шум и т.д.). К этому классу можно отнести многие устройства и аппараты, применяемые в химической промышленности.

IV класс. Системы, конструкция и формы которых определяются машинным фактором, анатомическими требованиями и частично психофизиологическими требованиями в виде устойчивого во времени воздействия системы на несколько участков комфортной зоны работы, причем в разных соотношениях - как одновременно, гак и

88

разновременно (моторы автомобилей, коробки передач и др.). V класс. Системы, конструкция и формы которых определяются машинным фактором и полным комплексом действующих одновременно анатомических и психофизиологических требований (рубки подводных кораблей, кабина пилота и т.п.). Комфортная зона создастся

искусственно.

VI класс. Системы, конструкция и формы которых определяются машинным фактором, комплексом анатомических и психофизиологических требований, действующих одновременно или разновременно (основная часть оборудования промышленных предприятий) Комфортная зона может защищаться или создаваться искусственно.

VII класс. Системы, конструкция и формы которых определяются машинным фактором, комплексом анатомических и психофизиологических требований (диспетчерский пульт управления, оборудованный звуковой сигнализацией и т.п.). Системы разборны, требуют напряженного, переключаемого внимания.

VIII класс. Системы, конструкция и формы которых определяются машинным фактором, комплексом анатомических и психофизиологических требований. Внимание активное, напряженное, переключаемое.

IX класс. Системы, конструкция и формы которых определяются машинным фактором, комплексом анатомических и психофизиологических требований. Квалификация персонала может быть самой различной, внимание активное, напряженное, переключаемое. Часто в рассмотрение включаются и эстетические требования (бытовая аппаратура, автомобили).

Может быть предложен другой принцип классификации изделий и элементов их конструкции по признаку наличия "человеческого фактора" (рис. 11).

В этой классификации группы технических устройств рассматриваются как комплектующие для более сложных

89

изделий. Если комплектующий элемент характеризуется наличием "человеческого фактора", то конструкции, включающие эти элементы, также могут характеризоваться наличием "человеческого фактора". Классификация строится из трех укрупненных групп промышленных изделий, связанных между собой двумя основными структурными линиями эргономики. Первая линия представляет собой получение, вторая - отработку информации. В данную классификацию не включены обувь, одежда, предметы личной гигиены. Эти изделия имеют постоянный контакт с телом человека поэтому их сравнение с другими затруднительно.

Оценка уровня эргономических показателей качества промышленных изделий происходит путем сравнения характеристик оцениваемого изделия с характеристиками изделия - эталона.

Необходимые характеристики эталона могут быть представлены не только реальным изделием, но и описанием их в технической документации.

Определение необходимого количества и номенклатуры показателей для оценки производится в зависимости от целей оценки, требований потребителя, условий эксплуатации, конструктивных особенностей и т.д. Оценка уровня качества продукции может быть комплексной, дифференциальной и смешанной. Комплексный принцип оценки заключается в определении уровня качества изделия посредством ряда показателей, определяющих важнейшие свойства оцениваемой продукции, прием смешанной оценки уровня качества включает принципы и комплексной, и дифференциальной оценки.

Дифференциальная оценка уровня качества заключается в сопоставлении единичных показателей качества оцениваемой продукции с единичными базовыми показателями. Такая оценка дает возможность ответить на вопросы:

-достигнуты ли все базовые показатели;

-какие показатели наиболее существенно отличаются от

90