Перспективы совершенствования методов раскроя материалов

Механический раскрой волокнистых материалов может осуществляться универсальным или специальным инструментом.

 

Раскрой универсальным инструментом, например ленточным ножом, позволяет выкраивать детали любого вида, фасона и размера без переналадки машины и в этом заключается существенное преимущество указанного метода. Однако в данном случае линейные размеры деталей значительно отклоняются от номинальных, поэтому повышается расход материала и снижается производительность труда.

 

Раскрой специальным инструментом, например резаками, позволяет автоматизировать процесс, однако резко снижает универсальность машины вследствие установки ограниченного числа резаков на ее ударнике.

 

Указанные обстоятельства вызывают необходимость разработки принципиально новых методов раскроя материалов на детали обуви, использующих достоинства как универсального, так и специального режущего инструмента.

 

В настоящее время разрабатываются методы раскроя материалов лучом лазера, струей жидкости, микроплазменной струей и др. Установки для новых методов раскроя материалов на детали обуви должны иметь программное устройство, которое управляет режущим инструментом.

 

При раскрое лучом лазера материал поглощает тепловую энергию, под действием которой он термически разрушается. Наиболее пригоден для раскроя материалов лазер на углекислом газе мощностью 100 — 200 Вт. Излучение концентрируется в пучок и фокусируется на материал точкой диаметром менее 0,6 мм. Под действием такого излучения материал разрушается.

 

Экономическая эффективность использования луча лазера зависит от числа одновременно разрезаемых слоев, мощности лазера и скорости резания. Максимальное число разрезаемых слоев зависит преимущественно от свойств материала. При использовании луча лазера наблюдается изменение цвета краев деталей даже при раскрое материала в один слой. С увеличением скорости резания цвет краев деталей изменяется в меньшей степени. Скорость резания устанавливается с учетом обеспечения минимального изменения цвета краев деталей и технических возможностей механизма управления лазером. Рекомендуется скорость резания 10 — 60 м/мин. Ширина линии разреза материала при оптимальных скорости резания и мощности лазера составляет 0,25 — 0,60 мм с изменением цвета краев деталей не более чем на 0,3 мм. Луч лазера может быть использован для раскроя кожи, меха, тканей, мягких искусственных кож. Раскрой многослойных настилов синтетических материалов и материалов, содержащих синтетические волокна, возможен при наличии устройства для подачи струи охлажденного воздуха в зону резания, чтобы избежать оплавления и спекания краев деталей.

 

Струя жидкости для раскроя материала представляет собой смесь воды с полимером с длинной молекулярной цепью. Под давлением 70 — 350 МПа струя жидкости подается через насадку сопла диаметром 0,075 — 0,3 мм со скоростью, превышающей скорость звука. Форма насадки и состав жидкости подбираются такими, чтобы струя была плотной. Струей жидкости можно раскраивать материалы в несколько слоев при минимальной ширине линии разреза 0,08 — 0,3 мм. Скорость резания составляет 7 — 24 м/мин. Под раскройным столом помещается резервуар для сбора жидкости. Струя жидкости может быть использована для раскроя кожи, каучука, резины, картона, ткани, мягких искусственных кож.

 

В процессе раскроя микроплазменной струей участок материала в месте разрезания нагревается и в результате механического действия струи, истекающей из плазмотрона под давлением 0,07 — 0,25 МПа, материал разрушается. Таким образом, при раскрое материалов микроплазменной струей механизм разрушения термомеханический. Наряду с термическим воздействием значительную роль играет давление струи. Время воздействия микроплазменной струи на участок ткани составляет менее 0,01 с.

 

Эксперименты, проводимые на установке УПР-Б для газоэлектрического резания металлов, показали, что микроплазменной струей можно раскраивать хлопчатобумажные ткани используя в качестве плазмообразующих газов аргон или аргоноазотную смесь, которые не вызывают воспламенения ткани Срез краев деталей получается чистым. Раскрой тканей из вискозного и синтетического волокон микроплазменной струей невозможен, так как края деталей оплавляются и отвердевают, срез получается нечистым.

 

Схема установки для автоматического раскроя материалов микроплазменной струей, истекающей из плазмотрона, показана на рисунке. Тележка 1, имеющая консоль 2, перемещается по направляющим вдоль оси X, а плазмотрон 3 — по направляющим консоли вдоль оси Y, в результате плазмотрон может описывать любую траекторию, выкраивая деталь из материала 4.

 

Производительность установки для автоматического раскроя материалов микроплазменной струей зависит от скорости резания, числа разрезаемых слоев и периметра выкраиваемых деталей. С увеличением числа разрезаемых слоев скорость резания уменьшается, что связано с техническими требованиями к качеству линии разреза. При увеличении периметра деталей производительность установки повышается. Раскрой микроплазменной струей экономически целесообразен в первую очередь для раскроя хлопчатобумажных тканей на крупные детали.

 

Новые методы раскроя материалов на детали обуви позволяют автоматизировать процесс раскроя и обеспечить экономию материала в связи с уменьшением межшаблонных мостиков.