Творческий проект Зырянова Никиты /9 класс/ Пирография. Приборы для выжигания.

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
« Кадетская школа № 4 г. Горно - Алтайска»


пирографияприборы для выжигания по дереву
выполнил Зырянов Никита
руководитель проекта Красиков Евгений Васильевич
г. Горно-Алтайск -2016-
содержание
I. Введение-3
обоснование /оборудование кабинета технического труда/
-гипотеза
-проблема
-объект исследования
-предмет исследования /выжигание по дереву/
актуальность /идея проекта/
-цель проекта
-задачи
-методы
-практическая значимость
II. Исследовательская часть проекта-10
история пирографии-виды обработки древесины выжиганием
трансформаторы
-назначение, устройство, работа
-технические характеристики прибора
-каким должен быть прибор /устройство, оптимальный вариант/
III. Технологическая часть проекта-20
варианты и обоснование выбора
-экономическая, экологическая оценка
-инструменты и материалы /схема решения/
-подготовка к работе /устройство прибора/
технология изготовления
-электрическая схема прибора
-правила работы на станке
-экономический расчёт
-экологическое обоснование
-профессиональный пирограф /интернет/
IV. Заключение-29
самоанализ
-вывод
-реклама выжигания
-источники информации
V. Рецензия на работу-32
обоснование /оборудование кабинета технического труда/
В кабинете технического труда в школе большое внимание уделяется самодельному оборудованию, различным приспособлениям, станкам, инструментам.
Проекты реализованные в кабинете технического труда:
Слесарные верстаки и модернизация столярных верстаков
Стеллажи для хранения инструментов и материала
Выставочные полки
Оформление кабинета
Карнизы для штор
Столы для станков
Усовершенствованные станки
Ваймы для склеивания больших заготовок
Инструменты для работы
Бучнев Иван -
реанимация станков в кабинете технического труда /2010/

Бучнев Иван -
станок "ТВО-3М" /2011/



Шестаков Александр -
защитные экраны на слесарный верстак /2012/



Баталов Данила -
прибор для выжигания /2013/



Шестаков Александр - модернизация столярных верстаков /2013/


Чуканов Иван -
инструменты для резьбы по дереву /2014/


Шестаков Александр - лобзик из швейной машины /2015/



гипотеза
-создание выжигателя поможет активизировать работу по художественной обработке материала


проблема
-на фоне широкого выбора инструментов, которые представляет отечественная и зарубежная промышленность создать свой, отличный от других прибор для выжигания по дереву


объект исследования
-технология обработки древесины выжиганием


предмет исследования
-приборы для выжигания


актуальность /идея проекта/
На базе кабинета технического труда, в клубе «Умелец» я работал над проектами по созданию для детского сада №6 г. Горно-Алтайска зимнего детского городка.
В клубе «Умелец» мы занимаемся резьбой по дереву, решением технических задач, оформлением школы к различным праздникам, смотрам художественной самодеятельности.
Я увлекаюсь выжиганием, в литературе встречал много материала по изготовлению самодельных выжигателей, изготовленных нашей и зарубежной промышленностью. Так родилась идея собственными силами сделать прибор, и совместить два вида выжигания в одном.


Цель
-разработать творческий проект и изготовить аппарат для выжигания отличный от промышленных аналогов


Задачи
-собрать информационный материал;
-составить рабочий план по изготовлению прибора;
-собрать необходимый материал для изготовления прибора;
-изготовить прибор для выжигания;
-оформить проект по изготовлению прибора для выжигания;
-повысить свои знания, умения, навыки в технологической области

методы
-анализ источников информации;
-беседы со специалистами;
-изучение технологии обработки
древесины выжиганием


практическая значимость
-привлечение внимания к творчеству;
-создание собственной конструкции;
-опыт работы в образовательной области "Технология"


история пирографии Среди многих художественных ремесел, связанных с обработкой древесины, особое место занимает декоративное выжигание. Одно из популярных ремесел, глубоко связанное с традициями русского народного творчества, выжигание развивалось параллельно с резьбой, точением, мозаикой и живописными работами по дереву, нередко дополняя эти виды искусства или выступая самостоятельно.
Выжигание по дереву - очень красивый и древний вид декоративно-прикладного искусства. В древности люди накаляли металлические стержни или клейма и ими выжигали узоры, надписи и орнаменты на предметах интерьера.
Выжигание по дереву - это целая философия! Мастер-пирограф с помощью стихии огня и дерева выражает состояние своей души, свои мысли и чувства и воплощает их в материальном мире в виде произведений своего искусства.
Выжигание по дереву, или пирография /рисование огнём/ - это очень интересное творчество. Оно приносит радость всем. Очень многие настолько увлекаются этим искусством, что становятся профессиональными пирографами. Работа с выжигательным прибором, проработка точных линий развивает тонкую моторику руки и усидчивость, что особенно важно для развития.
Выжигание осуществляется не только по дереву, а вообще по любому материалу, изменяющему внешний вид под воздействием температуры - ткани, коже, бумаге, картону и др.
С помощью выжигания по дереву можно создать не только замечательную картину, но и украсить любой деревянный предмет - шкатулку, рамку для фотографий, разделочную доску и даже предметы мебели - табуретку, полку, стол.


виды обработки древесины выжиганием
Художественное выжигание – наиболее доступный и интересный вид декоративного творчества и один из видов отделки изделий из древесины. Выжигание применяют для отделки предметов различного назначения, при изготовлении сувениров, мебели и поделок из древесины.
Выжигание по исполнению очень похоже на рисование, только вместо карандаша используется ручка с электрическим пером.
В домашних условиях выжигание выполняется с помощью специального прибора – электровыжигателя.
Материал для выжигания – древесина, лучше мелкопористая, имеющая однородное строение. Она должна быть сухой, без сучков и других пороков. Перед выжиганием заготовку необходимо обработать столярными инструментами, зачистить наждачной бумагой.
Некоторые правила выжигания:
Подготовить заготовку
Нарисовать основные контуры рисунка
Ручку держать так же как карандаш
На отходах древесины сделать несколько контрольных штрихов
Сидеть прямо, не виснуть над пером
Чаще проветривать помещение
Не нажимать сильно на ручку, лучше недожечь чем пережечь.
Поверхность изделия, выполненную в технике выжигания можно раскрасить, покрыть лаком.
Основные приёмы выжигания:
lefttopВыжигание точками. Форма, глубина, размер могут быть различными.

Штриховка вдоль волокон. Непрерывные штрихи. Прерывистые. Ширина, длина, глубина могут быть различными.

Штриховка поперёк волокон. В исполнении сложнее, чем вдоль из за особенностей строения древесины.

Перекрёстная штриховка.

Волнистые линии.

Выжигание контуром иглы. Часто применяют для выжигания кромок, торцов.

Простой объект, с применением многих элементов.

Переход от тёмного фона к светлому точками.

Переход от тёмного фона к светлому с помощью штрихов.
Приступая к работе необходимо четко представлять характер композиции, будет ли это контурное или силуэтное изображение, на ровной доске или в объемном изделии. В зависимости от этого определяется и способ выжигания, плоский или углубленный, подбираются нужные штифты. Штифт нагревают до темно-красного цвета. Во время работы рука, держащая штифт, должна твердо опираться на стол.
Прежде чем браться за сложные орнаменты, нужно вначале овладеть общими приемами выжигания. Проделайте несколько подготовительных упражнений. Например, на небольшие дощечки нанесите несколько прямых и кривых линий различной ширины и глубины, потом займитесь штриховкой, нанося штрихи в разных направлениях, различной ширины и тона.
Плоское выжигание
Плоское выжигание характерно тем, что изображение и фон находятся на одном уровне, а выразительность рисунка достигается разнообразием контурных линий и затенений в виде штрихов, точек и тому подобного.
Двигая штифт медленнее или быстрее, получают различные по ширине и глубине линии. Меняя накал штифта, придавая ему различный наклон, можно добиться глубоко насыщенных линий и едва заметных штрихов, при этом меняется и интенсивность окраски линии от темно-коричневого до светлых желтовато-коричневых тонов. Нельзя продвигать штифт с особым усилием или неуверенно замедлять его ход по рисунку. Если края выжженных канавок обуглены, то, видимо, движение штифта было слишком медленное или штифт не в меру перегрет. Необходимо уменьшить питающее напряжение. Охладить наконечник штифта можно прикоснувшись им к мраморной плитке или подержав штифт некоторое время в вертикальном положении. Выжигание ведут сразу в разных частях рисунка. Временно оставляют какой-то участок, переходят к другому, а затем вновь возвращаются к первому. Это необходимо для того, чтобы не получились промежуточные прожиги, возникающие от сильного нагрева близлежащих частей дерева. Поэтому не стоит сразу выжигать несколько почти соприкасающихся линий или штрихов, прежде чем нажечь новый штрих, нужно дать остыть соседнему. Выжигая кривые линии или точки, штифт держат перпендикулярно к поверхности доски, а при выжигании прямых линий - наклонно, как карандаш при рисовании. Если необходимо нажечь сравнительно большой участок, сначала выжигают контур, а затем внутри него жгут широкой стороной штифта. При обработке фона можно пользоваться различными приемами: нанести вертикальные широкие линии и штрихи, точки различной величины или использую фигурные наконечники, покрыть поверхность квадратами, треугольниками и другими фигурами.
Глубокое выжигание
При глубоком выжигании, применяя ножевидный штифт, получается изображение, несколько отличающееся от плоского. Если в первом случае изображение и фон находятся в одной плоскости, то при глубоком выжигании рисунок остается на уровне плоскости доски, а фон углубляется. Работу выполняют следующим образом: вначале вокруг изображения выбирают две канавки, одна будет соприкасаться с фоном, другая - с рисунком, таким образом получится узкая кайма, облегающая границу рисунка. Далее приступают к углублению фона. Для этого пользуются широким ножевидным штифтом. Прикладывая его плашмя, выжигают, как бы срезая, кусочки древесины, стараясь, чтобы поверхность фона была гладкой, после чего подрезается оставшаяся кайма, и рисунок начинает выступать над поверхностью фона. Выбрав фон, переходят к окончательной отделке, пользуясь при этом небольшими ножевидными и обычными штифтами. Закончив обжиг рисунка, можно вновь вернуться к фону, придав ему желаемую фактуру.
Отделка произведения
Закончив выжигание рисунка, поверхность кое где чистят мельчайшей наждачной бумагой. Рисунки, нанесенные способом глубокого выжигания, предварительно обрабатывают стальной щеткой, чтобы удалить толстый обуглившийся слой в глубоких местах. Зачистку шкуркой и щеткой надо производить тщательно, но осторожно, чтобы не повредить мелких штрихов и линий и не скруглить грани выступов. Выжженный рисунок можно расписать акварельными или масляными красками. Роспись, как своеобразный декоративный прием, дополняет выжженное изделие, делает его ярким и нарядным. Для росписи по дереву потребуются высокого качества акварельные или масляные краски и достаточный набор мягких круглых и плоских кистей. Лучшей отделкой выжженных, а затем раскрашенных работ нужно признать вощение. Восковая отделка придает рисунку матовый шелковистый блеск и сохраняет натуральный цвет дерева, вощение совершенно не затрагивает красочный слой, положенный цвет сохраняет свой тон и насыщенность. Более простая отделка производится различными лаками.


трансформаторы /назначение, устройство, работа/
Трансформатор (от лат. transformo — преобразовывать) — это статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки на каком-либо  HYPERLINK "https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B4" \o "Магнитопровод" магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений), без изменения частоты.
Трансформатор осуществляет преобразование переменного напряжения в самых различных областях применения — электроэнергетике, электронике и радиотехнике.
Конструктивно трансформатор может состоять из одной (автотрансформатор) или нескольких изолированных проволочных, либо ленточных обмоток (катушек), охватываемых общим магнитным потоком, намотанных, как правило, на  HYPERLINK "https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B4" \o "Магнитопровод" магнитопровод (сердечник) из  HYPERLINK "https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B5%D1%80%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B5%D1%82%D0%B8%D0%B7%D0%BC" \o "Ферромагнетизм" ферромагнитного HYPERLINK "https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D1%8D%D1%80%D1%86%D0%B8%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%B8%D0%BB%D0%B0" \o "Коэрцитивная сила"магнито - мягкого материала.




виды трансформаторов -силовой трансформатор
-автотрансформатор
-трансформатор тока
-трансформатор напряжения
-импульсный трансформатор
-разделительный трансформатор
-согласующий трансформатор
-пик-трансформатор
-сдвоенный дроссель
-трансфлюксор-вращающийся трансформатор
основные части конструкции трансформатора -магнитопровод-обмотки
-каркас для обмоток
-изоляция
-система охлаждения
-элементы для монтажа
схематическое устройство:
1-первичная обмотка
2-вторичная обмотка


обозначение на схемах


каким должен быть прибор /устройство, оптимальныйвариант/
Основным элементом прибора для выжигания служит трансформатор. Первые трансформаторы были изготовлены русскими учёными Яблочковым П.Н. и Усыгиным Е.Ф. С изобретением трансформаторов стало возможным передавать электрическую энергию на большие расстояния по проводам меньшего сечения. Трансформаторы нашли широкое применение в технике, в повседневной жизни, там где требуется преобразование тока низкого напряжения в ток высокого напряжения или наоборот.
В случае с прибором для выжигания используется понижающий трансформатор на 12V и менее . Трансформатор представляет собой пакет /сердечник/, собранный из тонких стальных листов /трансформаторная сталь/, на которых намотаны две или несколько обмоток. В одну из них, называемую первичной, поступает ток, подлежащий преобразованию. Ток создаёт в сердечнике переменное магнитное поле, которое индуктирует электрический ток во вторичной обмотке. Напряжение в обмотках зависит от соотношения числа витков обмоток. Во сколько раз число витков вторичной обмотки меньше числа витков первичной, во столько же раз напряжение тока в них будет ниже первичного.


На фотографии представлен самый распространённый на сегодня прибор для выжигания «Узор» выпускаемый нашей промышленностью стоимостью 700-800 рублей.
Прибор для выжигания должен быть:
-безопасным в обслуживании;
-удобным в работе;
-по возможности компактным;
-выполнять разные виды выжигания
варианты и обоснование выбора
экономическая, экологическая оценка прибора
Затраты на изготовление прибора должны быть оправданы и окупаемы за короткий промежуток времени. Промышленность выпускает выжигатели с большой разницей цен. В интернете магазины предлагают ручные приборы от 700 рублей до 20 000. Профессиональные автоматические, лазерные пирографы доходят до цены автомобиля.
Мой прибор для выжигания в основном должен состоять из доступных материалов, которые можно найти в кабинете технического труда школы.
Изготовление прибора для выжигания снимает проблему утилизации отработанных материалов. При соблюдении правил работы и использования технологической /транспортной, транспортирующей, информационной, бытовой/ машины риски для здоровья человека и окружающей среды сводятся к минимуму.
инструменты и материалы/схема решения/
ручки выключатели провода реостаты

трансформатор


корпус древесина оргстекло измерительные приборы мелочи
подготовка к работе /устройство прибора/
Не случайно понижающий трансформатор занимает центральное место на схеме. Не имея его, сложно реализовать идею изготовления прибора. Всё остальное нагружается уже на трансформатор, и по мере продвижения работы видится результат и интерес усиливается.


Во первых- необходимо собрать детали имеющие прямое отношение к выжигателю – трансформаторы, реостаты, провода, выключатели, приборы и так далее. В процессе работы что-то не пригодится, что-то уйдёт на второй план, но чем больше выбор, тем лучше. В своей работе я использую трансформатор от проектора "лектор 600".
Во вторых – продумать те части прибора, которые придётся изготовить самому.
В третьих – немаловажен корпус изделия, в нём крепятся все основные части, он придаёт эстетический вид и несёт в себе основную идею воплощения прибора для выжигания, отличную от других аналогов.
технология изготовления прибора
Корпус
Передняя и задняя стенки одинаковы, изготовлены из оргстекла. Боковые, верх и дно – древесина /кедр/. Соединение – саморезы /20/. Цвет – жёлтый, кромки чёрные, по аналогии со станками «Корвет».
Обработка – электрический лобзик, рубанок, наждачная бумага, сверлильный станок.


Стенки – передняя, задняя. Толщина оргстекла 5мм. Размеры.


Дно корпуса. Толщина 20мм. Размеры.
Обработка – ножовка, нож, шлифовальный станок, наждачная бумага.



Верхняя крышка корпуса. Толщина 20 мм. Размеры.


Боковые стенки /2 штуки/. Толщина 20мм. Размеры.


Ручки
Для выжигания - испорченная ручка щётки-смётки, кусочек оргстекла, два медных контакта от вилки /220V/, два зажима для электрических проводов. Обязательно медные, сталь нагревается быстрее. Болтики. Перо для выжигания - нихром.
Для прожигания - ручка изготовлена из оргстекла с применением пластины из древесины с встроенным внутри выключателем. В качестве груза – строительный отвес. Нить для прожигания – нихром.
Нихром – сплав, имеющий в своём составе никель, хром с добавлением марганца, кремния, железа, алюминия. Разработан в США в 1905 году. Его отличают высокая жаростойкость /температура плавления 1200̊-1500̊С/, повышенная жаропрочность, пластичность. Применяется в нагревательных элементах, реостатах.












Сборка корпуса
Сборка корпуса и крепление основных элементов на саморезах /20/.












Прибор для выжигания в сборке без электрической цепи.


Для выжигателя взят учебный реостат, используемый на практических занятиях, на уроках физики.
Реостат регулирует и ограничивает силу тока в цепи.
При помощи подвижного контакта можно уменьшить или увеличить длину включенного в цепь участка проволоки, изменяя сопротивление, а значит силу тока в цепи.




электрическая схема прибора



1


2

1. Электрическая схема прибора для прожигания древесины 2. Электрическая схема прибора для выжигания древесины
безопасность работы
Прибор для выжигания – электрический. Необходимо знать элементарные правила работы с бытовыми электрическими приборами.
Основные правила работы с выжигателем:
подготовить рабочее место и прибор для выжигания к работе;
при включении прибора в сеть убедится, что все тумблеры находятся в положении «выключено»;
не работать одновременно двумя видами выжигателя;
не оставлять прибор включенным;
беречь руки и одежду от прикосновения нагревающихся элементов;
работа с реостатом опасна, регулировать накал только ползунком;
не выпускать из рук рабочий инструмент при включенном выжигателе;
не жечь посторонние предметы;
из-за сильного нагревания работа выжигателем кратковременна;
постоянное проветривание помещения.



оценка прибора для выжигания
Экономическая оценка прибора:
наименование стоимость
обрезки оргстекла /стенки/ - 2шт. обрезки пиломатериала /стенки, дно, крышка/ - 4шт. саморезы/20/ - 22 шт. 11-00
шурупы/15/ - 12 шт. 2 - 40
заглушки мебельные – 4шт. ножки мебельные – 4 шт. ручка мебельная 12 -00
тумблер общий 70 - 00
тумблер выжигания 75 - 00
тумблер прожигания 75 - 00
контрольная лампа – 12V/ 5V 80 -00
трансформатор понижающий -12V/ 5V реостат ручка щетки-смётки нихром провода -3 метра краска жёлтая краска чёрная наждачная бумага кисти пластмассовая часть дюбеля – 3 шт. 175 -40
Экологическая безопасность
Экологическая безопасность прибора для выжигания состоит из правил работы, из материалов и правильной сборки.
При соблюдении всех правил работы с помощью прибора для выжигания он безопасен для здоровья и окружающей среды.
Материалы, использованные в работе также не представляют опасности.
Для сборки электрической схемы применялись материалы выдерживающие электрическую нагрузку.
Пользоваться выжигателем только после изучения правил работы.
Пирограф (станция для выжигания) STAYER, 45228, серия PROFI, 2 жала, температурный режим 450-750ºС, 40 Вт

Производитель: STAYERАртикул: 45228Наличие: В наличии
Цена: 2337.90 руб. 
Пирограф (станция для выжигания) STAYER, арт. 45228, серия PROFI, предназначен для художественного выжигания рисунков и узоров на деревянных поверхностях.  HYPERLINK "http://instrumenton.ru/%D0%9F%D0%B0%D1%8F%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D1%80%D1%83%D0%B4%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5/%D0%9F%D1%80%D0%B8%D0%B1%D0%BE%D1%80%D1%8B_%D0%B4%D0%BB%D1%8F_%D0%B2%D1%8B%D0%B6%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F_%D0%BF%D0%B0%D0%B9%D0%BA%D0%B8" Пирограф торговой марки STAYER оснащен функцией плавной регулировки температуры нагрева жала и термостойкой рукояткой-паяльником с неподвижным упором для безопасной работы.• Плавная регулировка температуры нагрева жала обеспечивает качественную работу• Легкая и эргономичная двухкомпонентная термостойкая рукоятка-паяльник с неподвижным упором для безопасной работы• Световой индикатор режима работы станции• Переключатель на лицевой панели для быстрого включения/отключения• 2 жала для нанесения изображений на деревянную поверхность в комплекте• Напряжение питания: 220 В/50 Гц• Номинальная потребляемая мощность: 40 Вт• Температура нагрева жала: 450-750ºС• Количество жал в комплекте: 2Комплектация:• Прибор для выжигания электрический, 1 шт.• Термостойкая рукоятка-паяльник, 1 шт.• Жала, 2 шт.• Руководство пользователя
самоанализ
вывод
Это не первая моя работа по творческому проекту. Прибор для выжигания сделан для кабинета технического труда, может применяться на уроках технологии, на занятиях клуба "Умелец".

Отличия прибора для выжигания:
- меньше по размерам;
-легче;
-имеются отдельные выходы для выжигания - 5V, для прожигания
материала по контуру - 12V;
-корпусы всех элементов прозрачные
-ручка для прожигания имеет удобный тумблер выключения;
-удобное крепление жала на ручке для выжигания
-практика работы показала хорошие результаты


реклама
Оклад для часов, выполненный с помощью прибора для выжигания




источники информации
литература
Альбом «Учись выжигать» 1962
Альбом «25 самоделок» 1968
Техническое творчество. Пособие для руководителей технических кружков. Издательство ЦК ВЛКСМ «Молодая гвардия». 1956
Поляков В.А. Электротехника Учебное пособие для учащихся 9 и 10 классов. Москва «Просвещение». 1982
Поляков В.А. Практикум по электротехнике. Учебное пособие для учащихся 9 и 10 классов. Москва «Просвещение». 1977
Глозман Е.С., Глозман А.Е., Ставрова О.Б., Хотунцев Ю.Л. Технология. Учебник для общеобразовательных учреждений. Издательство «Мнемозина» 2012



Рецензия на работу Зырянова Никиты
«Пирография. Приборы для выжигания по дереву»