Plansza interaktywna Plansza interaktywna zatytułowana Techniki obróbki materiałów przedstawia informacje na temat technik obróbki z podziałem na: techniki obróbki materiałów drzewnych, techniki obróbki metali oraz techniki obróbki tworzyw sztucznych. W obrębie każdej z tych kategorii znajdują się kolejne rodzaje obróbek. Każda z wymienionych technik została opatrzona przyciskiem interaktywnym. Po jego kliknięciu wyświetla się ramka z tekstem oraz – w niektórych przypadkach – ze zdjęciami lub grafikami.
1. Techniki obróbki materiałów drzewnych Tekst. Obróbka materiałów drzewnych zależy od twardości, struktury i wilgotności drewna.
2. obróbka ręczna Tekst Skrawanie polega na nadaniu elementom drewnianym odpowiednich kształtów i wymiarów. Obróbka ręczna skrawaniem następuje w wyniku ruchu narzędzia lub obrabianego materiału drzewnego. Podczas obróbki drewna istotna jest znajomość jego właściwości technologicznych, takich jak twardość, wilgotność, struktura. Istotne jest również, w którym kierunku drewno będzie poddawane obróbce – wzdłuż włókien, w poprzek czy prostopadle Rodzaje obróbki skrawaniem: łupanie, piłowanie, struganie, wiercenie, dłutowanie. Łupanie (ciosanie) wykonuje się przy użyciu topora lub siekiery. Pod opisem znajduje się zdjęcie tego narzędzia. Ostrze wbite jest w drewniany pień. Piłowanie wykonuje się za pomocą piły – wieloostrzowego narzędzia, którym można rozrzynać materiał drzewny (wzdłuż włókien), przerzynać (w poprzek włókien) lub wyrzynać(pod kątem włókien). Pod tekstem znajduje się zdjęcie przedstawiające piłę ręczną. Struganie to obróbka drewna, w wyniku której obrabiany materiał przybiera ściśle określony kształt i wymiar, a jego powierzchnia zostaje wyrównana i wygładzona. Do obróbki tej używa się struga, narzędzia wyposażonego w nóż. Do strugania wykorzystuje się również takie narzędzia jak: zdzierak, równiak, gładzik, spust i ośnik. Pod tekstem umieszczono cztery zdjęcia. Pierwsze ukazuje trzy narzędzia: zdzierak, równiak i gładzik. Są to narzędzia wyposażone w regulowane ostrze osadzone w drewnianym korpusie oraz rączkę. Drugie zdjęcie przedstawia spust. Narzędzie to jest bardzo podobne do ukazanych na poprzednim zdjęciu, jednak jest zdecydowanie większe. Na trzecim zdjęciu ukazano ośnik, czyli narzędzie z długim ostrzem zakończonym dwoma uchwytami. Czwarte zdjęcie przedstawia strug – narzędzie wyposażone w regulowane ostrze. Dłutowanie to rodzaj obróbki służącej do wykonania w drewnie otworów o różnym kształcie, gniazd i bruzd, stosowanych m.in. w połączeniach ciesielskich. Ten rodzaj obróbki wymaga użycia dłuta. Pod tekstem znajduje się zdjęcie dłuta, narzędzia o podłużnym kształcie z drewnianym uchwytem i wąskim ostrzem. Wiercenie polega na wykonaniu w drewnie okrągłych otworów za pomocą świdrów i wierteł. Pod tekstem znajdują się dwa zdjęcia. Pierwsze przedstawia wiertarkę ręczną. Jest to narzędzie, którego kształt przypomina literę U, z jednej strony zakończone wiertłem, a z drugiej uchwytem, w środku znajduje się rękojeść. Drugie zdjęcie ukazuje świder, który ma postać podłużnego pręta zakończonego z jednej strony spiralnym ostrzem.
3. obróbka mechaniczna Tekst Ma na celu podzielenie drewna i nadanie odpowiednich wymiarów, a także ukształtowanie jego powierzchni. Do wykonywania mechanicznej obróbki drewna wykorzystuje się urządzenia i narzędzia wyposażone w silnik elektryczny. Piłowanie maszynowe to obróbka, której zadaniem jest rozcięcie materiału drzewnego na mniejsze elementy, nadanie mu prostego kształtu oraz oddzielenie zbędnych elementów. Ten rodzaj obróbki wykonuje się piłą, która wycina w drewnie szczelinę, zwaną rzazem. W zależności od kierunku działania piły względem przebiegu włókien w materiale drzewnym wyróżniamy piłowanie wzdłużne, poprzeczne i skośne. Struganie drewna polega na zrywaniu z jego powierzchni bardzo cienkich warstw w celu uzyskania płaskich powierzchni bazowych. Do tej obróbki wykorzystuje się strugarki wyposażone w wirujące noże, czyli strugarki wyrówniarki, strugarki grubościowe, strugarki czterostronne. Frezowanie to bardzo wszechstronny rodzaj obróbki, w jego wyniku drewno zyskuje wymagany kształt. Urządzenie, które służy do tej obróbki to frezarka. Dzięki niej materiał można wyrównać i wyprofilować jego powierzchnię, można wykonać rowki, czopy, wczepy, wgłębienia. a także wyprofilować elementy krzywoliniowe. Wiercenie to wykonywanie otworów i gniazd w elementach z drewna. Maszynami służącymi do tego rodzaju obróbki są wiertarki: • jednowrzecionowe, • jednowrzecionowe pionowe, • wiertarko-frezarki, • wiertarki wielowrzecionowe. Toczenie to rodzaj obróbki wykonywanej podczas produkcji mebli i galanterii drzewnej. W wyniku toczenia uzyskuje się elementy o kolistym przekroju poprzecznym, a do jego wykonywania używa się tokarek i obtaczarek wyposażonych w noże. Szlifowanie to obróbka, której zadaniem jest wygładzenie powierzchni drewna, a także oczyszczenie z plam i zabrudzeń. Tego rodzaju maszynową obróbkę wykonuje się szlifierkami: taśmowymi, tarczowymi, wałkowymi, walcowymi, bębnowymi, szczotkowymi i kombinowanymi.
4. obróbka hydrotermiczna Polega na poddawaniu materiału drzewnego działaniu ciepła i pary wodnej, powoduje odkształcenie włókien drewna. Do procesów hydrotermicznych należy warzenie i parzenie drewna; dzięki tej obróbce materiał jest bardziej giętki oraz podatny na skrawanie. Drewno zmienia również barwę i właściwości chemiczne – zostają wyługowane garbniki oraz żywice. Podczas procesów hydrotermicznej obróbki drewna należy kontrolować wilgotność drewna, ciśnienie pary technologicznej oraz temperaturę pary i wody. Warzenie drewna odbywa się w specjalnych basenach warzelnianych, w których temperatura wody wynosi około 40-80°C. Drewno zostaje całkowicie zanurzone w wodzie. Parzenie również może odbywać się w basenach, komorach lub metalowych zbiornikach ciśnieniowych – autoklawach. Proces ten polega na działaniu na drewno parą wodną pod ciśnieniem 2,0 at. Para wodna doprowadzana jest specjalnymi przewodami, urządzenie do parzenia powinno być wyposażone w reduktor ciśnienia pary, zawór bezpieczeństwa, zawór odcinający dopływ pary i zawór do odpowietrzenia, a także przewód, którym odprowadza się skropliny, i termometr. Pod tekstem znajduje się zdjęcie ukazujące fragment drewna poddawanego parzeniu.
5. obróbka chemiczna Polega na wyodrębnieniu z materiału drzewnego takich składników jak np.: celuloza, terpentyna lub kalafonia. Celuloza jest podstawowym surowcem przemysłu papierniczego, węgiel drzewny w uszlachetnionej postaci węgla aktywnego wykorzystywany jest w przemyśle chemicznym, farmaceutycznym i spożywczym, zaś w produkcji tworzyw sztucznych, farb, lakierów itp. stosuje się kalafonię i terpentynę.
6. obróbka fizykochemiczna Połączeniem obróbki chemicznej i mechanicznej jest obróbka fizykochemiczna. W jej wyniku otrzymywane są materiały drewnopochodne, czyli wszelkiego rodzaju sklejki, płyty wiórowe, płyty pilśniowe, drewno modyfikowane itp.
Techniki obróbki metali 7. obróbka skrawaniem Rodzaj obróbki ubytkowej, w wyniku której ścina się drobne fragmenty materiału w postaci wiórów. Obróbka skrawaniem może być wykonywana ręcznie lub mechanicznie – przy użyciu obrabiarki. Obróbka CNC daje możliwość szybkiego i precyzyjnego kształtowania elementów wykonywanych z metali. Toczenie to taki rodzaj obróbki skrawaniem, który prowadzi do obrobienia powierzchni zewnętrznych i wewnętrznych materiałów o kształcie brył obrotowych. Maszynami, które służą do wykonywania tego rodzaju obróbki są tokarki. Pod tekstem umieszczono grafikę obrazującą obróbkę przez toczenie. Frezowanie umożliwia uzyskanie dowolnych kształtów obrabianego materiału. Frezarki, czyli maszyny przeznaczone do wykonywania tego rodzaju obróbki wyposażone są w ostrza skrawające w pożądany sposób powierzchnię materiału. Poniżej grafika ilustrująca frezowanie. Szlifowanie jest rodzajem obróbki wykończeniowej wykonywanym przy użyciu narzędzi ściernych. W wyniku szlifowania obrabiany materiał przyjmuje odpowiedni kształt, wymiar, a także powierzchnię. Maszynami wykonującymi ten rodzaj obróbki są szlifierki, a narzędziami skrawającymi – ściernice wykonane z korundu, diamentu, węglika krzemu lub węglika boru. Poniżej grafika przedstawiająca szlifowanie na szlifierce. Cięcie to obróbka polegająca na rozdzieleniu materiału. Podstawową odmianą tej obróbki jest przecinanie przy użyciu pił tarczowych lub taśmowych, którymi przecina się m.in. bloki, rury, pręty. Grafika ukazuje cięcie blachy przy użyciu nożyc. Gwintowanie to rodzaj obróbki, w wyniku którego zostają ukształtowane gwinty. Do jej wykonania służą frezarki, tokarki, wiertarki lub szlifierki do gwintów. Rysunek przedstawia gwintowanie. Piłowanie pozwala nadać obrabianym elementom ostateczny kształt i wygładzić ich powierzchnię. Do wykonania tego rodzaju obróbki stosuje się pilniki. Grafika ukazuje piłowanie za pomocą pilnika. Obrabiany materiał został umieszczony w imadle, a jego górna powierzchnia jest obrabiana pilnikiem. Wiercenie to kształtowanie otworów w obrabianym materiale przy użyciu wiertarek, frezarek lub tokarek. Grafika przedstawia wiercenie otworu w metalowej płytce przy użyciu wiertarki.
8. obróbka plastyczna Wykonywana jest w celu nadania ostatecznego kształtu elementom poddawanym obróbce. Często wpływa na strukturę materiału i jego właściwości mechaniczne. Obróbkę plastyczną można wykonywać na zimno lub na gorąco. Przeciąganie (ciągnienie) prowadzi do zmiany kształtu lub pola przekroju elementu poddawanego obróbce. Przeciągacz to narzędzie wyposażone w wiele ostrzy, które służy do wykonywania tego rodzaju obróbki. Poniżej grafika obrazująca ten rodzaj obróbki. Metalowy pręt jest przeciągany przez otwór przeciągacza. Walcowanie to obróbka polegająca na formowaniu metalu przy użyciu obracających się walcy, rolek lub tarcz będących elementami walcarek. Pod tekstem grafika ilustrująca walcowanie. Metalowy przedmiot jest poddawany działaniu walców od góry i od dołu. Tłoczenie jest obróbką złożoną z wielu procesów, które kształtują i łączą materiały o niewielkiej grubości, jak blachy lub płyty. Do obróbki tego rodzaju stosuje się specjalistyczne prasy mechaniczne lub hydrauliczne. Poniżej grafika ukazująca tłoczenie. Metalowa płytka jest poddawana działaniu stempli o kwadratowym przekroju. W obrabianym materiale pozostają tłoczenia w kształcie stempli. Gięcie prowadzi do trwałej zmiany krzywizny obrabianego materiału z zachowaniem jego wymiarów poprzecznych. Obróbkę wykonuje się m.in. na prasach krawędziowych, najczęściej sterowanych numerycznie (CNC). Pod tekstem grafika obrazująca proces gięcia. W imadle unieruchomiono metalowy element, który jest wyginany przy uzyciu młotka.
9. obróbka cieplna Sprzyja polepszeniu właściwości mechanicznych obrabianego materiału; nadaje ostateczny kształt półproduktom. Hartowanie wykonuje się poprzez nagrzanie stali do wysokiej temperatury, a w dalszej kolejności szybkie ochłodzenie jej w wodzie lub oleju. Materiał poddany hartowaniu zyskuje wytrzymałość i staje się twardszy. Odpuszczanie to obróbka wykonywana na stali hartowanej. Materiał nagrzewa się i utrzymuje przez określony czas w wyższej temperaturze, a następnie się go schładza. Dzięki odpuszczaniu zahartowana stal jest mniej podatna na samoistne pęknięcia. Nawęglanie to proces nasycania węglem wierzchniej warstwy stali; prowadzi do powstania twardej i odpornej na uszkodzenia powierzchni. Azotowanie to rodzaj obróbki polegający na działaniu azotem na powierzchniową warstwę elementu ze stali. Dzięki temu procesowi powierzchnia staje się odporna na ścieranie i twarda. Wyżarzanie jest procesem, w którym stalowy element zostaje nagrzany i utrzymany w podwyższonej temperaturze, a w dalszym kroku poddany powolnemu chłodzeniu. W wyniku wyżarzania zmniejsza się twardość stali i eliminuje naprężenia wewnętrzne, dzięki czemu zwiększa się plastyczność materiału. Poniżej zdjęcie ukazujące wyżarzanie. Metalowy pręt jest rozgrzany do czerwoności.
10. Techniki obróbki tworzyw sztucznych Tekst Tworzywa sztuczne mają bardzo szeroki zakres zastosowań w różnych gałęziach przemysłu. W wyniku obróbki tworzyw sztucznych powstają konkretne elementy będące częściami maszyn, opakowań lub narzędzi. Metody przetwarzania tworzyw sztucznych zależą od oczekiwanego efektu końcowego, rodzaju materiału oraz przewidywanych właściwości. Metody obróbki tworzyw sztucznych mogą mieć formę konwencjonalną lub CNC (ang. computerized numerical control), czyli skomputeryzowanej kontroli urządzeń numerycznych. Obróbka konwencjonalna wykorzystuje urządzenia sterowane ręcznie i zazwyczaj służy do obróbki niewielkich partii materiału, natomiast obróbka CNC stosowana jest do masowej produkcji elementów z tworzyw sztucznych, a obrabiarki sterowane komputerowo pozwalają na wysoką precyzję.
11. wytłaczanie Tekst Jest to proces, w którym wykorzystuje się materiał w postaci granulatu. Jest on podawany do specjalnego ogrzewanego cylindra, gdzie ulega uplastycznieniu, a następnie dyszą kierowany jest do formy. Pod wpływem ciśnienia materiał przechodzi w stan stały, dzięki czemu powstaje gotowy element. Zdjęcie przedstawia mężczyznę, który wsypuje do podajnika obrabiarki granulat.
12. wtryskiwanie Tekst W procesie wtryskiwania uplastycznione tworzywo sztuczne jest wtryskiwane pod ciśnieniem do przygotowanych form. Po zastygnięciu materiału powstaje tzw. wypraska.
13. prasowanie Tekst Polega na cyklicznym wprowadzaniu tworzywa sztucznego do zamkniętego gniazda formującego. Materiał zostaje uplastyczniony, stopiony, a następnie utwardzony i zestalony.
14. walcowanie i kalandrowanie Tekst Procesom tym poddawane jest wstępnie uplastycznione tworzywo sztuczne, które kształtowane jest przez obracające się walce. Dzięki tej obróbce powstają pasma tworzywa o regulowanej grubości.
15. odlewanie Tekst Obróbka polegająca na wypełnianiu formy odlewniczej – otwartej lub zamkniętej – tworzywem sztucznym w stanie ciekłym. W formach otwartych powstają najczęściej elementy zespołów elektronicznych. Poniżej zdjęcie ilustrujące odlewanie. Ciekły materiał zostaje umieszczony w niewielkich formach.