Поверхность изделия представляет собой предметный знак, несущий определенную информацию о существенных свойствах изделия. В процессе труда эта информация используется человеком для оценки условий и результатов труда, выработки решений, выдачи команд и выполнения управляющих действий.
Оценка качества внешнего вида изделия тесно связана с проблемой значимости его элементов. Значимость элементов определяется тем объемом информации, который они несут. При всех других равных свойствах тот из элементов будет нести больший объем информации, удельная площадь которого в поле зрения больше.
Поверхность изделия может обладать частными эстетическими свойствами, входя органично в общий комплекс эстетических свойств изделия. Поверхность изделия способна обладать определенной выразительностью (например, выражать свойства материала изделия, способа изготовления и т. п.).
Цвет поверхности изделия может служить информационным средством о назначении изделия (выразительность назначения). Зарубежные фирмы применяют для окраски электросварочных аппаратов зелено-голубой цвет (похожий на цвет электрической искры).
Поверхность изделия может быть оригинальной, гармоничной, соответствовать стилю изделия и среды.
Обеспечение эстетических свойств поверхности изделия зависит от композиции элементов поверхности и от художественно-технических средств: материала, способа и средств технологии.
Поверхность изделия характеризуется тремя группами физических свойств: пространственными, световыми и цветовыми. Восприятие элементов поверхности зависит от их различимости, обусловливаемой удаленностью изделия от наблюдателя, ракурсом и углом зрения, разрешающей способностью нормального глаза. Кроме того, на различимость элементов поверхности изделия влияют: а) соотношение элементов и фона по цвету, яркости, насыщенности, фактуре поверхности, форме (в плоскости наблюдаемой детали); б) загроможденность пространства от наблюдателя до изделия; в) психофизиологические особенности наблюдателя, отклонение характеристик глаза от нормы, увлеченность работой, настроение и т. п.
Пространственные признаки внешнего вида изделий характеризуются понятиями макрогеометрии и микрогеометрии, разделение которых, конечно, весьма условно. К макрогеометрии относятсяпонятия, определяющие геометрическую форму детали, а к микрогеометрии - степень шероховатости и гладкости ее поверхности. Промежуточным понятием между ними является волнистость. Микрогеометрическая качественность поверхности изделия воспринимается по взаиморасположению стыковых поверхностей относительно сборочных баз.
Восприятие внешнего вида изделия охватывает довольно небольшое число взаимно сопрягаемых деталей: корпусные детали, кожухи и др. Точность изготовления машины по ее внешнему виду человеческим глазом определяется главным образом при помощи двух типов сравнительных оценок:
1) сравнение однородных элементов (элементы системы
управления, крепежа и т. д.); здесь в первую очередь оценивается однородность их конструктивного исполнения;
2) сравнение неоднородных элементов; сравнение по контурам узлов и деталей, а также по линиям и плоскостям совпадения; несовпадение сопрягаемых деталей у многих ЭС является основным источником визуальной информации о неточности изготовления изделия; удовлетворение эстетических требований человека к внешнему виду машины достигается повышением точности сопрягаемых деталей и применением различных художественных приемов (например, путем значительного увеличения зазора и превращения его в средство композиции).
Различные отклонения геометрической формы наружных поверхностей изделий являются в конечном итоге результатом суммарного воздействия изготовления, сборки и эксплуатации. На характер коробления наружных поверхностей и другие искажения конфигурации и размеров деталей влияют температурные изменения, коррозия, усталость, изнашивание, ползучесть, деформации при недостаточной жесткости (систематические динамические нагрузки) и др.
Рассматривая поверхность изделия, человек видит, прежде всего, чередование светлых и темных пятен в зависимости от направления падения и отражения света. Именно неравномерность светового отражения обращает внимание на те или иные неровности на поверхности и служит основой для оценки качества изготовления поверхности изделия. По количеству, яркости, размеру занимаемой удельной площади и характеру распределения бликов можно получить достаточно четкое представление о поверхности изделия как одном из визуальных элементов комфортной зоны оператора. Система бликов на перегибах поверхностей изделия создает его световой каркас, с помощью которого представляется логичным оценивать качественность поверхности, судить о неровностях и неправильностях поверхностей. Зрительное восприятие системы бликов изделия представляет простой органолептический метод выявления неправильностей наружных поверхностей изделий, рассматриваемых в том числе как элемент дискомфорта рабочей зоны.
Улучшение качества поверхности изделий достигается путем отделочных операций, предусматриваемых еще в художественно-конструкторском проекте. Отделка включает средства отделки - отделочные материалы и способы отделки - технологические средства и приемы.
Отделка должна удовлетворять следующим основным требованиям: служить хорошим защитным покрытием и улучшать внешний вид изделия.
Все разрушения и дефекты поверхности изделий можно разделить на две большие группы: а) разрушения и дефекты, характерные для поверхностей, не имеющих защитных покрытий (металлические поверхности после различных видов механической обработки); б) разрушения и дефекты, характерные для поверхностей, имеющих защитные покрытия (для наружных поверхностей ЭТИ это по большей части лакокрасочные покрытия).
Область отделочных материалов и способов отделки в настоящее время настолько обширна, что, на первый взгляд, может удовлетворить всем требованиям художника-конструктора и к цвету, и к фактуре и т. п. Но при проектировании конкретных изделий выбор неизбежно сужается, и в конце концов предпочтение отдается определенным видам отделки.
При выборе отделки необходимо учитывать как чисто производственные факторы (экономические возможности и преимущества используемых материалов и технологии), так и потребительские факторы.
Отделка может производиться посредством: нанесения декоративно-отделочного материала на поверхность основного металла; изменения поверхности (полированием, различными видами химической и механической обработки и т. п.); применения различных материалов (пластмасс, дерева, кожи и т. п.), в том числе использования всевозможных текстурных вариаций материалов (например, при применении лакокрасочных материалов - использование глянцевых и матовых покрытий и т. п.).
Основным видом защитно-декоративного покрытия является окраска. Качество окраски определяется: подготовкой поверхности перед окраской (грунтованием, шпаклеванием для отдельных лакокрасочных покрытий), шлифованием, выбором лакокрасочных мате риалов, технологией нанесения краски. Значительную роль в создании покрытий играет их правильный выбор. Покрытия полуглянцевые и матовые рекомендуются и применяются чаще, чем глянцевые (особенно при зрительной работе с пультами и аппаратами).
При оценке качества отделки поверхности изделия определяющими факторами становятся условия наблюдения: расстояние и угол наблюдения, значимость поверхности, совершенство отделки и т. п.
Одной из основных задач художественно-конструкторской разработки изделий является задача обеспечения технологичности изделия, о которой необходимо заботиться с самого начала работы над проектом. Необходимо найти наиболее целесообразные методы нанесения лакокрасочных материалов и добиться, чтобы при разработке было учтено их соответствие выбранным технологическим процессам. Если изделие штучное и изготовляется небольшими сериями, то чаще всего окраска производится распылением. В крупносерийном производстве целесообразно использовать какой-либо из механизированных или автоматизированных способов (окраска в электрическом поле, окунание, окраска обливом).
Кроме того, необходимо обеспечить правильную последовательность монтажа и окраски. Монтаж и демонтаж изделий могут нарушить ранее сделанное покрытие, а последующее исправление неизбежно приведет к повышению себестоимости изделия.
Выбор отделки изделий является одним из важных этапов проектирования ЭС, от которого зависит конечный результат работы.
Конструкция, способы компоновки и сборки элементов, окончательный вид изделия во многом зависят от вида выбранной отделки. Продуманная схема ее является надежной гарантией технологичности изготовления изделия. За все это основную ответственность несет художник-конструктор.
