Каждому этапу проектирования соответствует свой подход, обусловленный особенностями проекта, совокупностью исходных данных и некоторыми субъективными чертами авторского исполнения.

Макетирование может быть предназначено для самого проектировщика при воплощении идеи в реальную зримую объемную форму.

Процесс проектирования складывается из отдельных взаимосвязанных, выработанных в результате длительного опыта и имеющих свое теоретическое обоснование стадий:

1. Подготовительной (предпроектного исследования);

2. Художественно-конструкторского предложения;

3. Реализации художественно-конструкторской разработки.

Макетирование происходит на стадии художественно-конструкторского проекта. Содержание этой стадии - развитие и углубление утвержденного художественно-конструкторского предложения, конечная цель - исполнение художественно-конструкторского проекта в объеме, предусмотренном в здании.

С давних времен имело широкое применение, оно в отличие от графики незначительно отражало культуру, было мало связано с пластическим искусством и имело лишь практическое значение.

Известны макеты архитектурных сооружений, относящихся к периоду Возрождения, барокко и классицизма. Русские зодчие XVIII - XIX вв. Растрелли, Баженов, Тома де Томон, Монферан практиковали макетирование широко. На макете проверялись основные пропорции, масштаб деталей, возможные зрительные искажения. Нередко макеты делались разъемными и по ним можно было судить не только о внешнем виде сооружения, но и об его интерьере. Архитектура середины прошлого века исключила макетирование не только из проектной практики, но из учебного процесса. Макетирование вновь возродил конструктивизм, связанный в России с деятельностью ВХУТЕМАСа. С тех пор макетирование в архитектуре применяется широко.

Макетирование как метод, связанный с проектированием предмета, в пору ремесленного производства использовалось редко. Но тем не менее прошло с тех пор не мало времени, современная технология и широкое применение ее в области проектирования, позволяют ставить процесс макетирования на главное место в проектировании.

С появлением художественного конструирования макетирование стало неотъемлемым ее компонентом, а макет часто составной частью законченного проекта.

Методика и техника макетирования - инструмент проектно-исследовательской работы художника-конструктора. Чем лучше освоены методика и техника, тем полнее арсенал проектных средств, тем быстрее и лучше можно решать проектно-исследовательские задачи.

Существуют типовые, наиболее распространенные задачи, определяющие стратегию и тактику проектирования независимо от того, отдельное изделие создается или их совокупность.

Таких задач можно выделить пять:

1. Вариантные преобразования.

2. Агрегатирование и унификация.

3. Функциональное проектирование.

4. Модернизация.

5. Прогнозирование.

Задачи на вариантные преобразования, агрегатирование и унификацию предполагают знание некоторых правил проектирования, соблюдение которых способствует достижению требуемого результата.

Задачи функционального проектирования, модернизации и прогнозирования не обусловлены наличием постоянных правил. Эти правила определяются (если они не были известны ранее) или изменяются (если они были известны, но оказались мало подходящими) в ходе проектирования.

Вариантные преобразования в художественном конструировании представляют особую проблему. Традиционно считается, что поиск вариантов - сугубо творческая деятельность, чуть ли не целиком зависящая от склада ума проектировщика.

Цель задач на вариантные проектирования - выяснить, какие формы и по каким причинам может иметь создаваемое изделие, каковы возможные пределы поиска и что нужно сделать, чтобы решение было оптимальным.

Правила вариантных преобразований основаны на том, что изменениям поддаются не все элементы изделия, поэтому необходимо определить, что в изделии должно измениться и в каких пределах. Макетные работы планируют исходя из того, какие элементы макета будут подвижными, а какие - относительно неизменными.

Задачи агрегатирования и унификации предполагают решение структурных проблем. Макетирование должно быть ответом на вопрос: Каким образом должно быть расчленено некоторое множество изделий, чтобы их можно было собрать из одного и того же набора элементов?

1.1 Материалы, используемые в макетировании

Эффективность макетных работ непосредственно зазисит от того, какой номенклатурой основных и вспомогательных материалов распологают художник-конструктор и макетчик, какими процессами обработки они владеют. Основные материалы непосредственно влияют на формирование проектного решения, вспомогательные обеспечивают необходимые конструктивные, технологические и функциональные качества макета (прочность, жесткость, скрепляемость частей, их подвижность и др.), не оказывая заметного влияния на его внешний вид. Классические макетные материалы аморфны. Из этих материалов макетчик, владея достаточным набором методов и средств их обработки, может изготовить макет любых форм и размеров. Такие материалы, как бумага, картон, древесина, оргстекло, пенопласт поставляют в виде заготовок определенных размеров и форм. Задача макетчика - из заготовок имеющейся формы получить макет или деталь нужной формы.

В качестве макетных материалов используют также металлический листовой и профильный прокат, пластмассы, резину, ткани. К макетным материалам относятся отделочные (лаки, краски) и специальные имитационные составы. Вспомогательными материалами являются различные клеи (для скрепления частей макета), жидкости для протирки деталей из оргстекла и полистирола - денатурат и гидролизный спирт, фанера и гвозди (для изготовления болванок, шаблонов), наждачная бумага (для зачистки деталей).

Выбор основного макетного материала зависит от степени условности макета, которая, в свою очередь, определяется этапом художественно-конструкторской разработки и общим содержанием проектной задачи. Если макет сооружают с целью формирования внешнего вида изделия, следует выбрать материал, позволяющий легко и просто воспроизводить пространственные и пластические особенности формы. Желательно, чтобы материал позволял передавать интересующие художника-конструктора свойства в чистом виде, независимо от других, в данный момент несущественных свойств (прочность, твердость, жесткость и др.). Важно, чтобы материал по возможности точно соответствовал предполагаемым особенностям формы, обеспечивал быстрое и легкое ее получение. Это значит, что не следует делать макет из древесины, если нужный эффект может быть получен в пластилине, а к пластилину не следует прибегать, если поставленную задачу можно решить с помощью бумаги.

При выборе основного макетного материала необходимо учитывать следуюшие факторы: имитационные возможности материала (бумага, например, позволяет точно имитировать внешний вид деталей, полученных гибкой из металлического или пластмассового листа, а дерево-нет), технологические качества материала (для получения ровных гладких поверхностей следует использовать материал, обладающий плоскостными качествами в исходном состоянии, такой как оргстекло), доступностъ материала (каждый материал позволяет решать широкий круг проектных задач, поэтому не следует ставить достижение требуемого рсзультата в зависимость от наличия определенных материалов).

При изготовлении макетов материалы используют в определенной последовательности. Поисковые работы целесообразно выполнять с помошью таких доступных и легкообрабатываемых материалов, как бумага и картон. Они позволяют находить соотношение объемов, определять пропорции, варьировать детали и выполнять другие характерные для поискового этапа действия. Далее применяют пластилин и пенопласт, которые позволяют отрабатывать детали, решать пластические задачи. Затем используют гипс, древесину, металл, которые требуют сложных приемов обработки, но дают ценные в художественном отношении результаты. В любом случае следует помнить, что не только свойства объекта определяют выбор макетного материала, но и, наоборот, макетный материал и способ его обработки влияют на свойства будущего объекта, в частности на его возможную конструкцию и материалы, из которых он будет изготовлен.

Бумага и картон - распространенные и доступные макетные материалы, работа с которыми не требует специальных навыков и оборудования. Конструкционные свойства бумаги таковы, что создание макета требует предварительного решения относительно топологии его поверхностей, конструкции и технологии изготовления элементов. Макет сооружают из бумаги, если поверхность изделия можно составить из относителыю несложных плоских и цилиндрических поверхностей, что характерно для большинства изделий машиностроения и приборостроения. Бумажный макет выполняют составным, что позволяет изготовлять и отрабатывать каждый элемент отдельно, использовать различные их сочетания. Таким образом, в процессе работы с бумажным макетом решают не только морфологические, но и конструктивно-технологические задачи.

Значительная жесткость чертежной (ватманской) н акварельной (склеенной из тонких листков) бумаги при поперечном изгибе дает возможность создавать прочные объемные элементы. Бумажные макеты практически не поддаются доработке, поэтому обнаруженные недостаткн можно устранить только изготовив заново этот элемент или весь макет.

Бумажные макеты могут быть трансформирующимися, т.е. возможны взаимные перемещения элементов. Свойства бумаги позволяют выклеивать не только формообразующие элементы, но и такие конструктивные детали, как оси, петли, ребра. Однако силовые детали бумажных макетов чаще изготовляют из древесины, пластмассы, металла.

Масштаб и размеры бумажного макета подбирают так, чтобы между свойствами бумажных деталей и деталей из реального конструкционного материала (листового металла) установилось примерное соответствие. Тогда при изготовлении бумажных деталей можно моделировать разнообразные свойства реальных деталей, в частности способность сохранять форму.

Бумажные макеты обычно используют в качестве рабочих: они не предназначены для широкой демонстрации из-за низких демонстрационных качеств, недолговечности, громоздкости и неудобств транспортирования и хранения. Поэтому макеты фотографируют (на черном или сером фоне с подсветкой), и в дальнейшей работе используют фотографии.

Картон сам по себе редко используют для изготовления макетов, поскольку он недостаточно пластичен и его специфические цветофактурные свойства мешают сосредоточиться на художественных задачах. Обычно картон обклеивают бумагой, тогда полученные листы-планшеты приобретают прочность, пластичность и хорошие декоративные свойства. При изгибе картон ломается, поэтому перед раскроем и гибкой необходимо определить расположение волокон в материале. Для этого кусочек (обычно квадрат) сгибают во взаимно перпендикулярных направлениях: при изгибе поперек волокон картон ломается, при изгибе вдоль волокон - гнется, иногда с разрывом поверхностного слоя. Листы картона кроят так, чтобы линии гиба проходили по возможности вдоль волокон. Кроме того, на выкройках перед гибкой делают ножом надрезы не более чем наполовину толщины материала для предупреждения изломов. Если гибка ведется "в угол", достаточно одного-двух надрезов; если формируется криволинейная поверхность, надрезов может быть несколько. После этого детали сгибают и склеивают. Из-за надрезов детали получают огранку, поэтому для придання округлости их необходимо оклеить бумагой в один-два слоя.

Изготовление бумажных и картонных деталей начинают с раскроя с учетом припусков для склеивания в виде клапанов или язычков. Для формирования углов перед гибкой выкроек из бумаги и тонкого картона делают легкий надрез или проводят линию тупым инструментом с усилием, но без нарушения структуры материала. Материал режут острым ножом или скалъпелем по металлической линейке (линейки из дерева или пластмассы применять нельзя из-за врезания лезвия в мягкий материал линейки). Металлическая линейка в процессе резания может сместиться от установленного положения, поэтому к нижней поверхности линейки приклеивают полоску фрикционного материала.

Объемные элементы небольших размеров склеивают только из бумаги. При этом одну из деталей (базовую) конструируют так, чтобы в свернутом и склеенном виде она состояла из нескольких слоев бумаги. Это гарантирует прочность элемента и хорошее качество его поверхностей. Для макетирования элементов больших размеров можно использовать многослоеную бумагу - два-три листа промазывают столярным клеем, кладут под пресс и сушат. Детали из многослойной бумаги можно подвергать механической обработке ножом или напильником. При необходимости базовые, а также торцовые детали можно изготовлять из картона.

Для получения цилиндрических деталей следует применять круглые оправки, обеспечивающие высокую чистоту поверхности и хорошее качество клеевых швов. Оправки особенно необходимы при изготовлении цилиндров и трубок малых диаметров, когда выполнение надрезов затруднителыю. В качестве оправки можно использовать любое тело круглого сечения. Деталь на оправке формируют путем последовательного нанесения слоев бумаги и клея.

Для изготовления бумажных и картонных макетов применяют разнообразные клеи, в том числе столярный, конторский, казеиновый. Но лучше применять синтетическую эмульсию ПВА, которая хорошо заполняет щели и полости, быстро охватывается,. дает прочный клеевой шов - детали можно соединять встык, без вырезания "язычков". Потеки эмульсии хорошо снимаются ножом, а если и остаются на поверхности, то благодаря белому цвету малозаметны. Отделке бумажные макеты не подвергают из-за коробления при окраске и сушке.

Папье-маше - формовочный макетный материал, позволяющий получать легкие и прочные объемные элементы небольших размеров, имитировать свойства штампованных и литых деталей. В практике художественного конструирования изделий машиностроения папье-маше применяют редко, поскольку специалисты мало знакомы с возможностями этого материала.

Рецептов приготовления папье-маше известно много. Хорошее качество материала и деталей из него дает следующая технология. Измельченную бумагу заливают водой и дают размокнуть в течение суток. Полученную массу кипятят до превращения в вязкую жидкость, которую затем сушат. Сухой остаток растирают, смешивают с жидким столярным клеем. В клей можно добавлять наполнители (гипс, мелкие древесные опилки, крахмал и др.), придающие деталям из папье-маше твердость, шероховатость, мягкость и т.д. Смесь бумажной массы, клея и наполнителей замешивают до тестообразного состояния, раскатывают в листы толщиной не более 3 мм.

Листы накладывают на предварительно смазанную форму из дерева, гипса, пластилина, обжимают рукой, мягким валиком, стекой. Если лист рвется, разрывы заделывают тем же тестом. Когда деталь подсохнет, ее снимают с формы и сушат в теплом месте. Сухую деталь подвергают механической обработке ножом, стамеской, шкуркой. Для выравнивания поверхности и исправления дефектов применяют шпатлевку или грунтовку. Отделку производят эмалевыми (кистью и напылением) и пленочными покрытиями.

Технология приготовления и обработки папье-маше проста, поэтому материал можно использовать в поисковых и доводочных работах в сочетании с другими макетными материалами.