چرا از ماشین های بافندگی تخت برای تولید رویه کفش سه بعدی استفاده می شود؟

تغییر از ساخت و ساز برش و دوخت به رویه کفش کاملاً بافتنی، نحوه مهندسی و تولید کفش‌های معمولی و عملکردی را به طور اساسی تغییر داده است. در مرکز این تغییر، ماشین بافندگی تخت کامپیوتری قرار دارد - فناوری که بسیار فراتر از منشأ خود در تولید پوشاک تکامل یافته است تا به پلت فرم غالب برای تولید رویه کفش های سه بعدی در مقیاس تجاری تبدیل شود. برخلاف ماشین‌های بافندگی دایره‌ای که پارچه‌های لوله‌ای مناسب برای جوراب و لباس‌های بدون درز تولید می‌کنند، ماشین‌های بافندگی تخت روی دو تخت سوزنی متضاد که به شکل V چیده شده‌اند کار می‌کنند و به آن‌ها توانایی کار در چندین جهت، انتقال بخیه‌ها بین تخت‌ها و شکل دادن به پارچه را به صورت سه‌بعدی بدون برش می‌دهند. این قابلیت آنها را برای تولید رویه کفش به عنوان ساختارهای بافتنی یک تکه که با هندسه پیچیده یک پا بدون درز در مکان‌های ساختاری بحرانی مطابقت دارد، مناسب می‌سازد.

مزایای عملی نسبت به ساختار رویه معمولی قابل توجه است: ضایعات مواد به کمتر از 5٪ در مقایسه با 30-40٪ در روش های برش و دوخت کاهش می یابد، نیاز به نیروی کار به طور چشمگیری کمتر است زیرا نیازی به مونتاژ دوخت نیست، و ساختار بافتنی امکان مهندسی عملکرد خاص منطقه را فراهم می کند - قرار دادن مش های باز تنفسی در قسمت جلویی پا، پایه های بازشو و تکیه گاه در قسمت جلویی پا، پایه های باز و تکیه گاه در قسمت پایین پا. در پاشنه در یک پارچه پیوسته واحد. درک نحوه پیکربندی و کارکرد یک ماشین بافندگی تخت به طور خاص برای تولید رویه کفش سه بعدی یک رشته فنی است که برنامه نویسی ماشین، علم نخ و مهندسی کفش را ترکیب می کند.

آشنایی با مشخصات دستگاه مورد نیاز برای رویه کفش

هر دستگاه بافندگی تخت قادر به تولید رویه کفش سه بعدی مناسب نیست. چندین مشخصات ماشین پیش نیازهای حیاتی قبل از اقدام به تولید بالا هستند، و انتخاب پیکربندی ماشین مناسب اولین تصمیمی است که سازنده باید بگیرد.

گیج - تعداد سوزن در هر اینچ در هر بستر سوزن - اساسی ترین مشخصات است. برای رویه کفش، گیج‌های بین 12 تا 15 رایج‌ترین هستند، به‌طوری‌که دستگاه‌های گیج 15 پارچه نرم‌تر و نرم‌تری تولید می‌کنند که برای سبک زندگی و کفش‌های مد مناسب است، و دستگاه‌های گیج 12 برای رویه‌های ورزشی که تعداد نخ و وزن پارچه بالاتر است، مناسب‌تر هستند. گیج‌های ظریف‌تر مانند 18 پارچه‌هایی با وزن جوراب بافی تولید می‌کنند که برای اکثر کاربردهای رویه کفش، بدون نخ‌های تقویت‌کننده قابل توجه، بسیار ظریف هستند. این دستگاه همچنین باید حداقل دو حامل نخ داشته باشد که بتوانند به طور همزمان کار کنند تا امکان پهنه بندی رنگ و ساختار به سبک اینترسیا بدون برش و اتصال مجدد نخ بین بخش ها فراهم شود.

ماشین‌هایی که برای رویه کفش‌های سه‌بعدی در نظر گرفته شده‌اند باید از فناوری سوزن مرکب یا تخت‌های سوزن با قابلیت انتقال دوخت قابل اعتماد پشتیبانی کنند. سوزن‌های مرکب امکان کنترل بهتر دوخت و عملکرد سریع‌تر را فراهم می‌کنند، در حالی که عملکرد انتقال برای ایجاد شکل‌بندی سه‌بعدی ضروری است که رویه بافتنی را از پارچه صاف متمایز می‌کند. سازندگان پیشرو ماشین‌آلات از جمله Shima Seiki، Stoll و Lonati سیستم‌های بافندگی رویه کفش را با هندسه‌های تخصصی سینک و مکانیسم‌های جدا کردنی ارائه می‌کنند که برای کنترل جرم متمرکز رویه کفش در حین بافندگی روی بستر سوزن طراحی شده‌اند.

انتخاب نخ برای مناطق مختلف رویه کفش

ویژگی های عملکردی a رویه کفش بافتنی سه بعدی به همان اندازه با انتخاب نخ و برنامه نویسی ماشین تعیین می شوند. نواحی مختلف رویه الزامات عملکردی متفاوتی دارند و ماشین‌های بافندگی مدرن می‌توانند در اواسط دوره بین حامل‌های نخ جابه‌جا شوند تا نخ‌های مخصوص ناحیه را در یک تکه معرفی کنند. برای هر تکنسینی که روی تولید رویه کفش کار می‌کند، درک ویژگی‌های نخ‌های موجود و نحوه نگاشت آن‌ها به مناطق بالایی، دانش ضروری است.

• پلی استر تک رشته ای و چند رشته ای: نخ های چند رشته ای پلی استر ظریف (معمولا 75D تا 150D) ستون فقرات ساختاری اکثر رویه های بافتنی را تشکیل می دهند. آنها ثبات ابعادی، مقاومت در برابر سایش و هندسه دوخت ثابت را فراهم می کنند. نخ‌های تک رشته‌ای در تعداد ظریف‌تر در مواردی استفاده می‌شوند که ساختار مشبک سفت و باز مورد نیاز است، مانند مناطقی که جریان هوا در آنها اولویت دارد.

• نخ های ترموپلاستیک (مذاب داغ): نخ های TPU یا پلی استر با ذوب کم در مناطقی که به تقویت ساختاری نیاز دارند - قسمت پاشنه پا، ردیف چشمک ها و لبه یقه گره می خورند. هنگامی که رویه تکمیل شده پس از بافندگی از طریق یک تونل حرارتی عبور داده می شود، این نخ ها با نخ های مجاور ترکیب می شوند و مناطق سفت و چسبیده ایجاد می کنند که جایگزین اجزای تقویت کننده سنتی بدون افزودن لایه های چسب یا مواد می شود.
• نخ های الاستومری (اسپندکس/لایکرا): نخ های الاستیک در یقه مچ پا و نواحی پشتی تعبیه می شوند تا کشش و ریکاوری ایجاد کنند که پا را در داخل کفش بدون نیاز به یک جزء الاستیک جداگانه محکم می کند. این نخ‌ها معمولاً منبت کاری می‌شوند (به جای اینکه به صورت حلقه در بیایند) تا بازیابی الاستیک را به حداکثر برسانند.
• PET بازیافتی و الیاف ویژه: الزامات پایداری برندهای اصلی کفش باعث پذیرش نخ های rPET ساخته شده از بطری های پلاستیکی پس از مصرف شده است. اینها عملکردی مشابه با پلی استر خالص در بافندگی دارند، اما به دلیل ضریب اصطکاک کمی بالاتر نخ، نیاز به کالیبراسیون کشش محکم تری دارند. الیاف تخصصی مانند Dyneema یا Vectran به عنوان تقویت کننده در مدل های عملکردی که مقاومت در برابر پارگی بسیار مهم است استفاده می شود.

برنامه نویسی ساختار سه بعدی: تکنیک های شکل دهی و منطقه بندی

قابلیت تعیین کننده یک ماشین بافندگی تخت در تولید رویه کفش، توانایی آن در تولید ساختار سه بعدی از طریق شکل دهی برنامه ریزی شده است - با استفاده از الگوهای فعال سازی سوزن، انتقال دوخت و بافندگی جزئی برای ساخت پارچه ای که مطابق با هندسه یک پا بدون برش یا دوخت باشد. برنامه نویسی این ساختار به نرم افزار اختصاصی CAD نیاز دارد. سیستم SDS-ONE APEX Shima Seiki و Stoll's M1 Plus دو پلت فرم پرکاربرد هستند که هر دو شامل ماژول های طراحی مخصوص رویه کفش هستند که ساختار بافتنی را قبل از تولید هر نمونه فیزیکی به صورت سه بعدی شبیه سازی می کنند.

بافتنی جزئی برای شکل دهی سه بعدی

بافندگی جزئی - که بافندگی رج کوتاه نیز نامیده می شود - تکنیک اصلی برای ساخت هندسه سه بعدی در رویه بافتنی تخت است. با فعال کردن تنها زیر مجموعه‌ای از سوزن‌ها بر روی یک یا هر دو تخت در طول دوره‌های انتخابی، دستگاه ردیف‌های بیشتری از پارچه را در نواحی موضعی می‌سازد در حالی که سوزن‌های اطراف حلقه‌های خود را نگه می‌دارند. این باعث ایجاد انحنای کنترل‌شده می‌شود: ناحیه دریافت ردیف‌های اضافی نسبت به نواحی مجاور طولانی‌تر می‌شود و باعث انحنا یا انحنای پارچه می‌شود. در برنامه نویسی رویه کفش، بافندگی جزئی برای ایجاد عمق فنجان پاشنه، حجم جعبه پنجه و انحنای کف پا استفاده می شود که به قطعه صاف بافتنی اجازه می دهد تا در طول یک پا بدون کشیدن یا اعوجاج در تغییرات هندسی حیاتی جا بیفتد.

انتقال دوخت برای تغییر ساختار و بافت

انتقال دوخت بین تخت‌های سوزنی جلو و پشت برای ایجاد جلوه‌های ساختاری استفاده می‌شود که هم اهداف زیبایی‌شناختی و هم عملکردی را دنبال می‌کنند. انتقال بخیه‌ها از تخت جلویی به پشت و بافتن مجدد آن‌ها، جلوه‌ای ایجاد می‌کند که ضخامت و سفتی پارچه محلی را افزایش می‌دهد - برای ایجاد کلاهک‌های یکپارچه پنجه یا ساختارهای حمایتی وسط پا بدون افزودن اجزای جداگانه مفید است. انتقال بخیه‌ها به سمت بیرون در امتداد تخت (گشاد کردن) یا به داخل (باریک کردن) به شکل ظاهری قسمت بالایی دست می‌یابد که عرض دهانه مچ پا، پهنای گلو در ناحیه توری و شکل انگشت پا را مطابق آخرین ابعاد برنامه‌ریزی شده در سیستم CAD کنترل می‌کند.

برنامه نویسی Intarsia و Jacquard for Zone Differentiation

بافندگی Intarsia به حامل های مختلف نخ اجازه می دهد تا در مناطق جدا شده در یک مسیر بدون حمل نخ در سراسر بستر سوزن کامل کار کنند. این تکنیک برای رویه‌های کفش که مناطق مجاور به نخ‌های کاملاً متفاوتی نیاز دارند، حیاتی است - برای مثال، یک ناحیه مش تک رشته‌ای قابل تنفس مستقیماً در کنار یک ناحیه ژاکارد پلی استر جامد. برنامه نویسی ژاکارد در ماشین های دو تخته اجازه می دهد تا حداکثر چهار رنگ یا نوع نخ را در یک رشته در عرض کامل گنجانده شود، و این امکان را فراهم می کند که الگوهای گرافیکی پیچیده، ساختارهای چند متریال و عناصر نام تجاری یکپارچه به طور کامل در فرآیند بافندگی بدون هیچ گونه چاپ یا گلدوزی پس از تولید تولید شوند.

تنظیم ماشین و کالیبراسیون کشش برای بافندگی بالا

راه اندازی یک ماشین بافندگی تخت برای تولید رویه کفش مستلزم کالیبراسیون دقیق چندین پارامتر وابسته به هم است. کشش - نیرویی که با آن پارچه از بستر سوزن به سمت پایین کشیده می شود در حین بافندگی - حساس ترین متغیر است و باید با افزایش جرم رویه به صورت دینامیکی تنظیم شود. در ابتدای قسمت رویه، زمانی که فقط چند رشته بافته شده است، کشش پایین کشی بسیار کم لازم است تا از کنده شدن رشته های اولیه از سوزن ها جلوگیری شود. همانطور که پارچه رشد می کند، کشش به تدریج افزایش می یابد تا هندسه دوخت ثابت حفظ شود. ماشین‌های مجهز به سیستم‌های پایین‌بردن با کنترل سروو این کار را به‌طور خودکار بر اساس منحنی‌های تنش برنامه‌ریزی‌شده کنترل می‌کنند، در حالی که سیستم‌های برداشتن پنوماتیک قدیمی‌تر به تنظیم دستی بین بخش‌ها نیاز دارند.

تنظیمات بادامک دوخت - که میزان پایین آمدن سوزن‌ها برای کشیدن حلقه‌های نخ را کنترل می‌کند - باید برای هر ناحیه نخ به طور جداگانه کالیبره شود زیرا نخ‌های مختلف خواص سفتی و اصطکاک متفاوتی دارند. یک نخ ترموپلاستیک به تنظیم بادامک کمی عمیق تر از پلی استر استاندارد در همان تعداد نیاز دارد زیرا اصطکاک سطح بالاتر آن در برابر کشیدن قلاب سوزن مقاومت می کند. اجرای یک تنظیم بادامک یکسان برای هر دو نخ در یک رویه چند نخی، طول حلقه های ناسازگاری را ایجاد می کند که به صورت بی نظمی بافت قابل مشاهده و تغییرات ابعادی در قطعه تمام شده ظاهر می شود. تکنسین‌ها معمولاً یک نمونه کالیبراسیون برای هر نخ در برنامه قبل از بافتن اولین رویه کامل تولید می‌کنند و قبل از تأیید تنظیمات دستگاه برای تولید، طول دوخت را بر اساس مشخصات اندازه‌گیری می‌کنند.

فرآیندهای پس از بافندگی که رویه سه بعدی را کامل می کند

رویه وقتی از ماشین بافندگی جدا می شود هنوز برای ماندگاری و مونتاژ آماده نیست. چندین فرآیند پس از بافندگی، قطعه بافتنی خام را به یک رویه با ثبات ابعادی تبدیل می کند که قادر به مقاومت در برابر عملیات پایدار و نیازهای مکانیکی مونتاژ کفش است.

زمانی که از نخ های تقویت کننده ترموپلاستیک استفاده می شود، فعال سازی حرارتی بسیار مهم است. قسمت بالایی باید صاف یا روی یک قالب سوراخ شده در تونل حرارتی قرار گیرد تا از توزیع یکنواخت دما در تمام مناطق اطمینان حاصل شود. گرمایش ناهموار باعث ایجاد نواحی ذوب شده ای می شود که برای پوشنده احساس ناسازگاری دارد و ممکن است تحت فشار خمشی در حین استفاده، لایه لایه شود. پس از فعال‌سازی حرارتی، قسمت بالایی روی یک سایزبندی قرار می‌گیرد و به شکل سه‌بعدی مورد نظر با بخار یا گرما شکل می‌گیرد. این مرحله عمق فنجان پاشنه، فنر پنجه و هندسه باز شدن یقه را تنظیم می‌کند که به رویه اجازه می‌دهد بدون تغییر شکل روی خط مونتاژ کارآمد بماند.

عیوب رایج در رویه های بافتنی سه بعدی و نحوه جلوگیری از آنها

حتی با ماشین‌های خوب کالیبره‌شده و طرح‌های برنامه‌ریزی‌شده درست، رویه کفش‌های بافتنی سه‌بعدی مستعد مجموعه‌ای از عیوب مکرر هستند که تکنسین‌ها باید برای شناسایی، تشخیص و اصلاح آن‌ها در سطح ماشین قبل از انتشار در طول دوره تولید آموزش ببینند.

• بخیه های افتاده: ناشی از کشش ناکافی نخ، قلاب سوزن آسیب دیده، یا عمق بادامک دوخت نادرست است. بخیه های افتاده باعث ایجاد سوراخ های قابل مشاهده در پارچه و نقاط ضعف ساختاری می شود. اقدام اصلاحی شامل بازرسی سوزن ها در ناحیه آسیب دیده و تنظیم مجدد تنظیمات بادامک برای آن حامل نخ است.
• عدم تطابق ابعادی بین اندازه ها: زمانی به وجود می آید که درجه بندی CAD به نسبت صحیح نباشد یا زمانی که چگالی دوخت بین مناطق بستر سوزن به دلیل رانش کشش تغییر می کند. هر اندازه در یک اجرا باید از نظر ابعادی در برابر آخرین مورد تایید شده قبل از شروع کامل تولید تأیید شود.
• برخورد حامل نخ: زمانی اتفاق می‌افتد که دو حامل برنامه‌ریزی شده‌اند تا به طور همزمان یک موقعیت تخت را در یک برنامه اینترسیا اشغال کنند. این باعث توقف ماشین و آسیب احتمالی سوزن می شود. پیش از ارسال برنامه به دستگاه، توالی مسیر حامل باید در شبیه سازی تأیید شود.
• مناطق فعال گرما ناهموار: نتیجه توزیع غیر یکنواخت دما در تونل حرارتی یا موقعیت ناسازگار بالایی روی نوار نقاله است. کالیبراسیون منظم پروفیل‌های دمای تونل و وسایل استاندارد قرارگیری بالایی مانع از تأثیرگذاری این عیب بر مناطق ساختاری متصل می‌شود.