автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.04, диссертация на тему:Разработка методов модификации деталей одежды из войлока на основе комбинаторных принципов

БЕКТЕМИРОВА Людмила Сулеймановна

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ МОДИФИКАЦИИ ДЕТАЛЕЙ ОДЕЖДЫ ИЗ ВОЙЛОКА НА ОСНОВЕ КОМБИНАТОРНЫХ ПРИНЦИПОВ

Специальность 05.19.04 «Технология швейных изделий»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

005541134

005541134

БЕКТЕМИРОВА Людмила Сулеймановна

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ МОДИФИКАЦИИ ДЕТАЛЕЙ ОДЕЖДЫ ИЗ ВОЙЛОКА НА ОСНОВЕ КОМБИНАТОРНЫХ ПРИНЦИПОВ

Специальность 05.19.04 «Технология швейных изделий»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет дизайна и технологии» на кафедре «Художественное моделирование, конструирование и технология

швейных изделий»

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Зарецкая Галина Петровна

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

кафедры «Технология и материаловедение швейного производства» ФГБОУ ВПО «Костромской государственный технологический университет» Смирнова Надежда Анатольевна

кандидат технических наук, менеджер отдела спецзаказов ООО «Промкомплектация» Быстрова Светлана Владимировна

Ведущая организация ФГБОУ ВПО «Уфимская

государственная академия экономики и сервиса », г. Уфа

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета дизайна и технологии

Защита состоится «20» ноября 2013 г. в 12:00 часов.

на заседании диссертационного совета Д 212.144.01 при Московском государственном университете дизайна и технологии по адресу: 117997, г. Москва, ул. Садовническая 33, стр. 1.

Автореферат разослан « // » октября 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.144.01, д.т.н

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Изготовление деталей одежды формованием является одним из перспективных направлений развития технологии швейных изделий. Особый интерес представляет создание промышленной технологии формования войлочных деталей непосредственно из волокнистого сырья, минуя стадию изготовления материала. Изделия из войлока дают возможность не только обеспечивать уникальные теплозащитные и гигиенические свойства одежды, но и получать интересные декоративные эффекты.

Расширение области применения войлочной одежды сдерживается необходимостью проектирования свойств материала и изготовления большого числа плоских и объемных шаблонов при выпуске новых моделей.

Поэтому представляет интерес возможность расширения ассортимента войлочной одежды за счет использования модифицированных деталей. Модификация дает возможность частичного изменения объемной формы детали, структуры и состава войлока, что подразумевает лишь незначительную доработку конструкции и технологии и сужает задачу проектирования материалов.

Целесообразность применения для модификации войлочных деталей комбинаторного метода определяется тем, что новое изделие можно получить при сочетании ограниченного набора частей объемного шаблона, основных и дополнительных материалов, приемов формообразования и декорирования.

Задача разработки комбинаторных методов модификации деталей одежды из войлока на сегодняшний день не решалась и является актуальной.

Объектом исследования являются процессы проектирования и изготовления модифицированных деталей одежды из войлока.

Предмет исследования - модифицированные детали одежды из войлока.

Целью диссертационной работы является разработка комбинаторных методов модификации войлочных деталей для реализации ресурсосберегающей малооперационной технологии швейных изделий при изготовлении одежды.

Для достижения данной цели решены следующие задачи:

проанализированы процессы изготовления валяльно-войлочных изделий с позиции применения комбинаторных методов проектирования для модификации деталей одежды из войлока;

- исследовано влияние параметров технологического процесса на свойства деталей одежды из войлока;

- разработаны методы модификации деталей одежды из войлока для расширения ассортимента изделий на основе комбинаторных принципов;

- разработан метод проектирования и изготовления составных объемных шаблонов, используемых при формовании модифицированных войлочных деталей;

- разработаны методика проектирования и технология изготовления модифицированных деталей одежды из войлока

- проведена апробация результатов работы на примере изготовления женских жакетов.

Методы исследования. В работе использовались экспериментальные методы исследования физико-механических свойств войлока, методы анализа и синтеза процессов проектирования и производства, методы планирования полного факторного эксперимента, математического моделирования. При решении отдельных задач использовались программы Microsoft Word, Excel, Photoshop, «CorelDRAW». Для оценки качества изготовления объемного шаблона стана использовалась система 3-х мерного сканирования, разработанная в МГУДТ на кафедре ХМКцТШИ к.т.н. Петросовой И.А.

Научная новизна работы заключаются в:

- разработанном методе зональной модификации деталей одежды из войлока на основе комбинаторных принципов;

- параметрическом описании процесса изготовления модифицированных войлочных деталей;

- установлении математических зависимостей свойств модифицированных войлочных деталей одежды от параметров технологического процесса.

Практическая значимость полученных результатов заключается в разработке:

- способа зонального укрепления войлочной детали прокладочными материалами (патент РФ №245776 от 10.08.12 «Способ получения

цельноформованной детали из войлока»);

- усовершенствованной методики испытаний клеевых соединений в изделиях из войлока;

- технологии изготовления женских жакетов из войлока, содержащих модифицированные детали сложной формы;

- матрицы комбинаторного формообразования деталей женского жакета из войлока;

- методики проектирования модифицированных войлочных деталей женских жакетов;

- составного объемного шаблона войлочных деталей одежды на основе комбинаторных принципов.

Апробация и реализация результатов работы.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на 63 научной конференции студентов и аспирантов «Молодые ученые - XXI веку» (г. Москва), 2011г., международной научной конференции «Новое в технике и технологии текстильной и легкой промышленности» (г. Витебск, 2011г.), на заседаниях кафедры ХМКТШ МГУДТ (2011-2013гг).

Практическая значимость работы подтверждена результатами апробации разработанной методики проектирования и технологии изготовления модифицированных деталей одежды из войлока в производственных условиях ООО «Александра К» (г.Москва), ООО «АНКА Салон» (г.Москва).

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов по работе, списка литературы и приложений. Работа изложена на 168 страницах машинного текста, содержит 58 рисунков, 12 таблиц. Список литературы включает 110 источников.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и основные задачи исследования, отмечена научная новизна и практическая значимость результатов работы.

В первой главе приведены результаты анализа особенностей изготовления валяльно-войлочных изделий с позиции применения комбинаторных методов проектирования для модификации деталей одежды из войлока.

Изготовление детали происходит непосредственно из волокон шерсти, минуя стадию изготовления материала, поэтому ее свойства во многом будут зависеть от качества исходного сырья, методов формирования войлочного холста, технологических режимов.

Войлок способен принимать сложную пространственную форму и сохранять ее после прекращения формующего воздействия. Послойное формирование позволяет включать в холст различные материалы с разреженной структурой (нуновойлок) и волокна, располагая их как между слоями, так и на поверхности, получая заданные декоративные эффекты.

Анализ известных комбинаторных методов и основных состояний войлочной одежды в процессе проектирования, таких как изделие, деталь, часть детали, холст, слой холста, волокна и дополнительные материалы, позволил установить комбинаторные принципы достижения целей модификации деталей:

перестановки слоев волокон и дополнительных материалов. Перестановки осуществляются в холсте части детали или в определенной зоне холста детали;

размещения конструктивных, конструктивно-декоративных и декоративных элементов. Размещение происходит путем замены элементов на разработанные ранее или проектируемые при модификации;

сочетания форм частей детадей. Сочетание обеспечивается сопряженностью конструктивных линий, соответствующих линиям членения деталей на взаимозаменяемые части.

Для проведения модификации войлочных деталей необходимо: выявить базовые элементы, типичные для большинства конструкций и методы их комбинаторного объединения и преобразования; определить, какое влияние оказывает реализация комбинаторных принципов на свойства готовой детали; установить закономерности формообразования деталей одежды из войлока.

Глава 2 посвящена теоретическому и экспериментальному исследованию взаимосвязей между параметрами технологического процесса и свойствами модифицированных войлочных деталей. Разработано параметрическое описание каждого этапа технологического процесса (Рисунок 1).

Эскиз модели, техническое описание, требования к свойствам детали , хар-ка оборудования, сырье, объемный шаблон, исходная модельная конструкция к объемному шаблону

Построение модельной конструкции (модификация формы}:

г,=( цд,)____

I

Разбиение модельной конструкции на масти: 2г=( 1нп], ^¡п, Ъ)

Подбор из имеющихся или разработка новых частей разборного объемного шаблона под модельную конструкцию: Zз=( ЯТ|)

-Е

Расчет и построение шаблонов частей детали для раскладки холстов и раскроя дополнительных мат-в и контрольных шаблонов

Z4=( Uni, Si„,T¡, L(flM)injC)_

Раскладка холстов частей детали

Z5=(m¡r,,m(AB)¡n, MSx, M(ab)Sx, l¡„), S,„,t¡, h„)

X

Свойлачивание частей деталей: Ze=(rri¡n, l¡j, Sin ,T¡, T¡, U, W¡, t)

X

Соединение n/ф мастей детали: Z7=(m¡/I¡j/ T¡, U, W¡, t)

1 период валки п/ф:

Z8=(mi, l¡¡, t¡ , T¡, w¡, t, ph)

2 период валки п/ф, совмещенный с формованием на шаблоне внутренней формы: Zg=(ni¡/ l¡j,Fj> Tj, W¡, t, ph)

Механическое воздействие на полуфабрикат для изменения формы: Zio=(nií, h¡, Fj// Т})

Уточнение краев детали: Zn=(nfli, 1¡j, Fj, Tj, Tj)

Сушка

детали : Zi2=(m¡/ l¡j, Fj, T¡, T|, ti, (p)

Отделка детали (ВТО, декоративная отделка детали после сушки)

г1з=(гтц, 1||, т,, М, Р, е, Е,У,СДМ_

л :

|_ц - линейные размеры, соответствующие .¡-му размерному признаку проектируемой детали; 1^,1 - линейные размеры частей проектируемой детали;

площади холстов частей полуфабриката детали; Рп] - линейные размеры, соответствующие .¡-му размерному признаку части объемного шаблона; Шд - массы шерстяных холстов частей полуфабриката детали; С - цвет шерсти;

- линейные размеры, соответствующие .¡-му размерному признаку холстов частей детали; М3х - поверхностная плотность холста;

т, - масса полуфабриката,

111-7= Ш8= Ш9 =Ш|о; Шц= Ш)2= Ш13;

Т\ - толщина полуфабриката;

- линейные раз-ры полуфабриката; Ьх - высота холста; т, - время;

и - частота вибрации вибромашины; I- °С, температура воды; рЬ - щелочного раствора; г! - температура воздуха при сушке; <р - влажность воздуха;

- масса воды, необходимая для увлажнения полуфабриката; Р - разрывная нагрузка; £ - жесткость;

е - относительное удлинение; У - упругость.

Модифицированная деталь

Рисунок 1 - Параметрическое описание процесса изготовления модифицированной войлочной детали

Способность войлока к растяжению и сжатию в швейном производстве имеет прикладное использование при обеспечении требуемой объемной формы бесшовных деталей. Для оценки возможности использования растяжения при формовании, экспериментально исследованы шесть групп образцов, равномерность свойств которых обеспечивалась за счет четырехслойного взаимно перпендикулярного расположения волокон. Получены математические модели (1), (2), описывающие влияние растяжения полуфабриката 8,% на разрывную нагрузку Р, даН и удлинение при разрыве детали е, % (Рисунок 2).

Р =21,9-0,548+0,0 И Б2 (1); е =72,9-2,438+0,04282 (2)

Рисунок 2 - Диаграмма зависимости разрывной нагрузки и удлинения при разрыве от растяжения войлока

Свойство волокон шерсти сваливаться и образовывать плотное не осыпающееся полотно позволило применить перфорацию, однако данный вид отделки понижает прочность деталей из войлока. За счет зонального расположения клеевого материала между слоями волокон и образования клеевого соединения обеспечены повышение устойчивости соединения волокнистого слоя с текстильным материалом и увеличение прочности детали (Патент № 2457764 РФ. Опубликован 10.08.2012 г.).

В результате проведения полного факторного эксперимента и статистической обработки данных получены математические модели зависимостей выходных параметров (£- жесткость, сН, У - упругость, %, Р - разрывная нагрузка, даН, е- удлинение при разрыве, мм) от входных параметров (Их — высота холста, мм, с! -диаметр отверстия, мм, Я -расстояние между центрами отверстий, мм), представленные уравнениями:

■ Рл.чрыкння н.иру ;к,з. /1/ Н

| Ргирыоное удлинение, мм

■ Р,л:| и"".'ни'.', %

£ = -12,27 + 0,464Я - 0,684<1 + 0,935ИХ

У =72 - 2,08 й Р =79,71 - 9,69 й +3,484ИХ £ =24,62 + 2,065 а + 0,439ЬХ

(3)

(4)

(5)

(6)

Для выявления особенностей деформации готового войлока проведен эксперимент по определению одноцикловых характеристик при разном направлении раскладки волокон шерсти. Осуществление полного цикла «нагрузка-разгрузка-отдых» без доведения образца до разрушения позволило установить, что наиболее подвержен растяжению войлок с горизонтальной раскладкой волокон, перпендикулярной линии приложения нагрузки, а наименее - с вертикальной. При горизонтальной раскладке часть пластической деформации преобладает в общей, а при вертикальной целиком состоит из упругой, т.е. быстрообратимой части. Войлок с крестообразной диагональной раскладкой более подвержен растяжению при приложении нагрузки, чем с крестообразной прямой, но общая деформация в этом случае содержит меньший процент пластической. Такой войлок способен восстанавливать форму лучше, чем с крестообразной прямой раскладкой волокон (Рисунок 3).

Г Еп - пластическая часть деформации

Еэ - эластическая часть деформации

Еу - упругая часть деформации

Рисунок 3 - Диаграмма значений частей полной деформации при различном направлении раскладки волокон: а - горизонтальное, б -вертикальное, в -крестообразное диагональное, г - крестообразное прямое

Изменение войлочного полуфабриката в процессе объемного сжатия изучено при формовании плоской заготовки на шаблоне в форме полусферы радиусом 13 см. Перед формованием на плоскую заготовку нанесли сетку линий с размером ячеек 20 х 20 см (Рисунок 4). Анализ параметров ячеек после формования показал зональное изменение размеров сторон ячеек и углов, что связано с перпендикулярным расположением волокон в соседних слоях.

Рисунок 4 -Зональная карта сжатия войлока при формовании на полусфере

Проведены исследования по изучению влияния дополнительных материалов на свойства войлочных деталей (Рисунки 5, 6). Установлено, что шелковые волокна можно использовать не только для отделки, но и для укрепления детали при изготовлении одежды.

Исследование свойств клеевых соединений в изделиях из войлока на сдвиг и расслаивание проведено по стандартной методике. Отличительной особенностью стал способ изготовления войлочных образцов. Выявлено, что клеевые соединения в изделиях из войлока имеют когезионный характер, поэтому в разработанной методике слои войлока в испытуемых образцах дополнительно укреплены.

На основе полученных результатов построены диаграммы прочности соединений образцов, изготовленных в равных условиях, но с различными прокладочными материалами (Рисунок 7).

2,5 3,8 5 2,5 3,8 5 2,5 3,8

0 0 0 45 45 45 90 90

Рисунок 5 -Влияние поверхностной плотности войлока, шелковых волокон и угла взаимного расположения шелковых волокон в раскладке на разрывную нагрузку

Рисунок 6 - Влияние поверхностной плотности войлока и вида дополнительного материала (шелка) на разрывную нагрузку и удлинение

при разрыве

■ Показатели испытаний из расслаивание , даН

а б

Рисунок 7 - Диаграмма показателей разрывной нагрузки: а - на сдвиг образцов, изготовленных с использованием прокладочных материалов

разных артикулов (1-3) и без прокладочного материала (4); б - на расслаивание образцов, изготовленных с использованием прокладочных материалов (1-3) и без прокладочного материала (4)

Третья глава посвящена разработке методов модификации войлочных деталей (Рисунок 8). Результаты исследований, представленные в главах 1 и 2, показывают, что модификация формы, декоративного решения, свойств войлочной детали происходит с помощью замены слоя в холсте (Таблица 1) или части детали. Причем часть детали существует только в виде проектируемого объекта и неотделима в готовой детали.

Методы модификации Изменение конструкции плоских шаблонов Изменение части объемного шаблона для формования

Механическое воздействие на п/ф в свободном состоянии

Перфорирование войлока

Изменение количественного, качественного состава и направления волокон в холсте

Использование дополнительных материалов по поверхности и внутри холста

Рисунок 8 - Методы модификации войлочных деталей Таблица 1 - Варианты структуры холста

№ п/п Схема структуры холста Описание изменений в структуре холста

1 Базовая структура с 4-мя взаимно перпендикулярными направлениями раскладки

2 Уменьшение количества слоев

3 Расположение клеевого прокладочного материала между слоями

4 - . - . - . . Расположение дополнительного материала между слоями холста

5 Расположение дополнительного материала по поверхности холста

6 Расположение дополнительных волокон по поверхности холста

7 Расположение дополнительных волокон вместо 4-го слоя шерстяных волокон

8 Зональное изменение направления раскладки волокон холста

Изменение структуры холста возможно как во всей детали, так и зонально, с использованием одного или нескольких дополнительных материалов одновременно.

Исходя из сочетаний основных деталей конструкции, с учетом выбранной формы проектируемого изделия - жакет приталенного силуэта длиной до линии бедер, разработана вариантная графическая матрица, которая имеет вид двумерного массива (Таблица 2). В ней содержится информация о нескольких видах воротников и вариантах оформления нижней части стана жакета (от линии талии), которые позволяют выбрать наиболее подходящий вариант для дальнейшей разработки.

Таблица 2 - Фрагмент комбинаторной матрицы частей детали жакета

Шаблоны, необходимые для изготовления деталей из войлока, можно разделить по нескольким признакам. Например, по форме - на плоские и объёмные, по назначению - на шаблоны-оригиналы, шаблоны-эталоны и рабочие шаблоны.

Объемный шаблон стана внутренней формы изделия изготавливался на базе манекена скульптурным методом на основе предварительного расчета приращения радиусов фигур, исходя из распределения прибавки на свободу облегания. С помощью системы трехмерного сканирования, разработанной Петросовой И.А., проведено измерение величин размерных признаков исходного статичного манекена и шаблона внутренней формы детали стана (Рисунок 9).

а - проекционные зазоры между контурами сечений, б - шаблон внутренней формы детали стана, в - исходный манекен

В таблице 3 приведены сводные результаты измерений исходного манекена и шаблона по основным антропометрическим уровням. Рассчитано отклонение полученных величин прибавок от заданных. Максимальное отличие фактической объемной прибавки от

запланированной в ТЗ (-0,38 см.) выявлено на уровне талии. Отклонение остальных полученных результатов не превышают требований ГОСТ 4103-82 «Изделия швейные. Методы контроля качества», который допускает отклонение размеров по выделенным уровням на + 0,3 см.

Свойства войлока и модификация войлочных деталей диктуют появление специфических шаблонов, например, применяемых для раскладки холста деталей с учётом процента усадки войлока, контрольных шаблонов для зонального расположения слоев дополнительных волокон и материалов (Рисунок 10). Объемный шаблон необходим для формования и последующей сушки детали.

Таблица 3 - Величины размерных признаков и прибавок

Условное обозн. размерного признака по ГОСТ Исходный манекен, мм Модифицир ованный манекен, мм Величина прибавки фактическая, мм Величина прибавки из технического задания, мм Отклонение величины прибавки отТЗ, мм

13 375,87 405,67 29,806 30 -0,2

16 968,03 1029,2 61,16 60 1,16

18 740,35 796,47 56,116 60 -3,88

19 1007,9 1068,4 61,49 60 1,49

Для уменьшения количества шаблонов разработан метод изготовления составного объемного шаблона из частей на основе комбинаторных принципов. Метод состоит в расчленении конструкции объемного шаблона по горизонтальным сечениям по линии груди, талии, бедер и сечению, проходящему через точки основания шеи, выступающие точки груди и лопаток с последующим соединением взаимозаменяемых частей объемного шаблона по сопряженным сечениям (Рисунок 11).

ш

.■ШЖ1

н

Рисунок 10 - Зональное расположение дополнительных прокладочных материалов в структуре холста на контрольных шаблонах

Рисунок 11 - Членения объемного шаблона стана

Формование на шаблоне с замененной частью позволяет получить деталь новой формы. Кроме того, использование составного объемного шаблона уменьшает время на проектирование и изготовление войлочных деталей новых форм, сокращает материальные затраты, площади для хранения объемных шаблонов.

Четвертая глава посвящена проектированию и изготовлению модифицированных деталей одежды из войлока. Разработаны обобщенный справочник технологических операций по изготовлению шести моделей женских жакетов, структурно-логические схемы технологического процесса с указанием особенностей изготовления каждой модели, иерархическая структурная схема изготовления швейного изделия из войлочных деталей с выделением этапов возможной модификации деталей. Представлены наиболее сложные схемы обработки узлов деталей женского жакета (Рисунок 12).

А-А

и,4,5,6,7,9,10 - слои шерсти, 3,8 - клеевая прокладочная летапь, 11 -блокиратор, -валяное соединение частей детали, 13 — шов втачивания рукава в проюгу

Рисунок 12 - Схемы обработки узлов женского жакета

В результате изучения связей между элементами и параметрами структуры процесса проектирования войлочных деталей и данных исследований, сформирована методика проектирования модифицированной детали (Рисунок 13).

Проведена апробация методики проектирования и технологии изготовления модифицированных деталей из войлока на примере представленных моделей женских жакетов (Рисунок 14). Апробация показала применимость разработанной технологии в действующем производстве и возможность расширения ассортимента швейных изделий за счет применения разработанных методов модификации.

Использование шелковых волокон по поверхности холста

Использование дополнительных материалов внутри холста

Войлочная аппликация

Клеевые прокладоч. материалы

Использование дополнительных материалов по поверхности холста

I

Объемная прокл. деталь и вышивка

Шифон, трикотаж

Модификация

на этапе отделки после сушки

Перфорация

Модификация на этапе отделки до сушки

Зашивные

объемы «Шибори»

Конструкция шаблонов

Технологическая структура процесса изготовления

Интервалы свойств войлока

ИСХОДНАЯ МОДЕЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ

Модель 3 Модель 4 ' ВИР® Модель 5

Рисунок 14 - Модели женских жакетов из войлока, изготовленные с применением методов модификации

Построение модельной конструкции

Изменение

части объемного шаблона

Модель 2

Расчет и построение шаблонов частей детали для раскладки холстов и раскладки доп. материалов

Модель 6

Модель 1

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Выявлено, что переход к промышленному изготовлению войлочной одежды затруднен необходимостью проектирования свойств материала и изготовления большого числа плоских и объемных шаблонов при выпуске каждой новой модели изделия.

2. Анализ процессов изготовления войлочной одежды позволил определить, что в детали как объекте модификации, путем замены частей, слоев, элементов можно добиться требуемой формы, декоративного решения, свойств без существенного изменения конструкции и технологии.

3. Выявлено, что клеевые соединения в изделиях из войлока имеют когезионный характер, поэтому в разработанной методике исследования свойств клеевых соединений на сдвиг и расслаивание предусмотрено дополнительное укрепление войлока в испытуемых образцах.

4. Разработан метод изготовления перфорированной детали, основанный на укреплении войлока прокладочными материалами и регулировании размеров и расположения отверстий в соответствии с полученными математическими моделями.

5. Разработан комплект составных элементов комбинаторного объемного шаблона для изготовления модифицированных войлочных деталей формованием, который позволяет путем замены одних частей на другие образовывать новую внутреннюю форму деталей одежды.

6. Разработаны методы модификации войлочных деталей, осуществляемые путем замены части объемного шаблона для формования; изменения конструкции плоских шаблонов; механического воздействия на полуфабрикат детали в свободном состоянии; изменения количественного и качественного состава и направления волокон в холсте; декорирования готовой детали перфорацией; использования дополнительных материалов по поверхности и между слоями (патент РФ №245776 от 10.08.12 «Способ получения цельноформованной детали из войлока»),

7. Установлено, что требуемую форму бесшовных войлочных деталей можно получить следующими методами воздействия на полуфабрикат: сращиванием частей до валки, усаживанием в свободном состоянии на

этапе валки; формованием на объемном шаблоне растяжением и сжатием; зональным растяжением в свободном состоянии до сушки; облеганием объемного шаблона при сушке. При необходимости повышения прочности целесообразно получение объемной формы сжатием и усадкой.

8. Разработано параметрическое описание технологического процесса изготовления модифицированных войлочных деталей и установлено, что связи между параметрами выражаются математическими зависимостями свойств деталей от характеристик холста и режимов технологического процесса.

9. Разработана методика проектирования модифицированных войлочных деталей, содержащая определение конструктивного решения с помощью матрицы комбинаторного формообразования деталей женского жакета, выбор элементов и методов модификации, анализ совместимости модифицированных элементов в одной детали при соблюдении требуемых свойств, внесение изменений в конструкторско-технологическую документацию.

10. Разработана технология изготовления женских жакетов из войлока, содержащих модифицированные детали сложной пространственной формы, представленная в виде обобщенного справочника технологических операций, структурно-логических схем технологического процесса с указанием особенностей изготовления каждой модели, иерархической структурной схемы с выделением этапов возможной модификации деталей.

11. Проведена апробация предложенного метода проектирования и изготовления модифицированных деталей из войлока на примере шести моделей женских жакетов в условиях ООО «АНКА Салон» (г. Москва), ООО «Александра К» (г. Москва), которая показала применимость разработанной технологии в рамках действующих производств и в лабораторных условиях МГУДТ с внедрением результатов в учебный процесс.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ РАБОТЫ: Статьи в рецензируемых журналах, входящих в «Перечень ВАК РФ»:

1. Бектемирова Л.С. Исследование технологических свойств полуфабрикатов деталей одежды из войлока / Л.С. Бектемирова, Г.П. Зарецкая, Т.Л. Гончарова // Швейная промышленность. - 2013. - № 3. -С.14-16. (0,43 п.л./0,15 п.л.)

2. Бектемирова Л.С. Влияние вида отделки на структуру процесса изготовления одежды из войлока / Л.С. Бектемирова, Г.П. Зарецкая, М.И. Алибекова // Естественные и технические науки - 2012. - № 6. - С. 566570. (0,37 пл./0,12 пл.)

3. Бектемирова Л.С. Влияние перфорации на процесс изготовления и свойства деталей одежды из войлока / Ж.А.Сыдыкова, Л.С. Бектемирова, Г.П.Зарецкая, М.И. Алибекова // Швейная промышленность. - 2011. - № 6. - С. 36-37. (0,32 п.л./0,08 пл.)

Другие публикации:

4. Бектемирова Л.С. Влияние перфорирования на физико-механические свойства деталей из войлока / Л.С. Бектемирова, А.Д. Соловьева, Г.П. Зарецкая, М.И. Алибекова // Сборник тезисов докладов Международной научной конференции «Новое в технике и технологии текстильной и легкой промышленности. - Витебск, 2011,- С.29. (0,12 п.л./0,06 пл.)

5. Бектемирова Л.С. Структура процесса проектирования шаблонов для изготовления формованной одежды из войлока / Л.С. Бектемирова, О.А.Свилева // Сборник тезисов докладов 63 научной конференции студентов и аспирантов «Молодые ученые XXI веку». -Москва: МГУДТ, 2011. (0,12 п.л./0,06 пл.)

6. Бектемирова Л.С. Способ получения цельноформованной детали из войлока. Патент № 2457764 РФ / Ж.А. Сыдыкова, Л.С. Бектемирова, М.И. Алибекова, Г.П. Зарецкая, Т.Л. Гончарова // Опубл. 10.08.2012. (0,5 п.л./0,1 пл.).

Бектемирова Людмила Сулеймановна

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ МОДИФИКАЦИИ ДЕТАЛЕЙ ОДЖЕДЫ ИЗ ВОЙЛОКА НА ОСНОВЕ КОМБИНАТОРНЫХ ПРИНЦИПОВ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Бумага офсетная. Печать цифровая Усл.печ. - 1,5 п.л. Тираж 80 экз. Заказ № 141-Т

Редакционно-издательский отдел МГУДТ 117997, г. Москва, ул. Садовническая, 33, стр 1 Тел/факс: (495) 506-72-71 e-mail rfrost@yandex/ru

Отпечатано в РИО МГУДТ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ДИЗАЙНА И ТЕХНОЛОГИИ

04201363634

На правах рукописи

БЕКТЕМИРОВА ЛЮДМИЛА СУЛЕЙМАНОВНА

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ МОДИФИКАЦИИ ДЕТАЛЕЙ ОДЕЖДЫ ИЗ ВОЙЛОКА НА ОСНОВЕ КОМБИНАТОРНЫХ ПРИНЦИПОВ

Специальность 05.19.04. - «Технология швейных изделий»

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Зарецкая Г.П.

Москва -2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ........................................................................................................................................................4

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ НАПРАВЛЕНИЙ МОДИФИКАЦИИ

ВОЙЛОЧНЫХ ДЕТАЛЕЙ С ПОЗИЦИЙ ПРИМЕНЕНИЯ 8 КОМБИНАТОРНЫХ МЕТОДОВ В ПРОЕКТИРОВАНИИ ОДЕЖДЫ ...

1.1 Комбинаторные методы в проектировании ............................................................8

1.2 Особенности изготовления изделий из войлока..................................................12

1.3 Анализ возможностей модификации войлочных деталей..............................21

1.4 Концепция модификации деталей одежды из войлока на основе комбинаторных принципов........................................................................................................26

Выводы по ГЛАВЕ 1................................................................................................................................30

ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ МЕЖДУ ПАРАМЕТРАМИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И СВОЙСТВАМИ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ВОЙЛОКА

2.1 Параметрический анализ технологического процесса изготовления

~ 31 войлочных деталей.............................................................. 1

2.2 Исследование влияния декоративной отделки на свойства ^ войлочной детали...............................................................

2.3 Установление зависимости характеристик войлочного полотна от ^ вида модификации формы детали...........................................

2.4 Исследование возможностей модификации свойств войлочных

49

деталей............................................................................

Выводы по ГЛАВЕ 2............................................................... 62

ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ МОДИФИКАЦИИ ДЕТАЛЕЙ ОДЕЖДЫ ИЗ ВОЙЛОКА...........................................................

3.1 Выбор методов модификации войлочных деталей...................... 64

3.2 Разработка матрицы комбинаторного формообразования деталей ^ женского жакета из войлока..................................................

3.3 Разработка метода проектирования и изготовления ^ модифицированных шаблонов деталей изделия из войлока...........

Выводы по ГЛАВЕ 3................................................................ 83

ГЛАВА 4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЖЕНСКИХ ЖАКЕТОВ ИЗ ВОЙЛОКА......................................................... 85

4.1 Разработка методики проектирования модифицированных ^ войлочных деталей женских жакетов......................................

4.2 Разработка технологии изготовления жакетов из войлока с применением методов модификации.................................... 93

4.3 Апробация разработанных проектных и технологических решений

женских жакетов из войлока..................................................................................................204

Выводы по ГЛАВЕ 4................................................................................................................................122

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ......................................................................................................123

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ......................................................................................................................125

Приложение А Результаты исследования образцов....................................................134

Приложение Б Расчет стоимости изготовления моделей женских жакетов..................................................................................

Приложение В Акты апробации результатов работы..............................................158

Приложение Г Способ получения цельноформованнои детали из

войлока ..................................................................................

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Изготовление деталей одежды формованием является одним из перспективных направлений развития технологии швейных изделий. Особый интерес представляет создание промышленной технологии формования войлочных деталей непосредственно из волокнистого сырья, минуя стадию изготовления материала. Изделия из войлока дают возможность не только обеспечивать уникальные теплозащитные и гигиенические свойства одежды, но и получать интересные декоративные эффекты.

Расширение области применения войлочной одежды сдерживается необходимостью проектирования свойств материала и изготовления большого числа плоских и объемных шаблонов при выпуске новых моделей.

Поэтому представляет интерес возможность расширения ассортимента войлочной одежды за счет использования модифицированных деталей. Модификация дает возможность частичного изменения объемной формы детали, структуры и состава войлока, что подразумевает лишь незначительную доработку конструкции и технологии и сужает задачу проектирования материалов.

Целесообразность применения для модификации войлочных деталей комбинаторного метода определяется тем, что новое изделие можно получить при сочетании ограниченного набора частей объемного шаблона, основных и дополнительных материалов, приемов формообразования и декорирования.

Задача разработки комбинаторных методов модификации деталей одежды из войлока на сегодняшний день не решалась и является актуальной.

Объектом исследования являются процессы проектирования и изготовления модифицированных деталей одежды из войлока.

Предмет исследования - модифицированные детали одежды из войлока.

Целыо диссертационной работы является разработка комбинаторных методов модификации войлочных деталей для реализации ресурсосберегающей малооперационной технологии швейных изделий при изготовлении одежды.

Для достижения данной цели решены следующие задачи:

проанализированы процессы изготовления валяльно-войлочных изделий с позиции применения комбинаторных методов проектирования для модификации деталей одежды из войлока;

- исследовано влияние параметров технологического процесса на свойства деталей одежды из войлока;

- разработаны методы модификации деталей одежды из войлока для расширения ассортимента изделий на основе комбинаторных принципов;

- разработан метод проектирования и изготовления составных объемных шаблонов, используемых при формовании модифицированных войлочных деталей;

- разработаны методика проектирования и технология изготовления модифицированных деталей одежды из войлока

- проведена апробация результатов работы на примере изготовления женских жакетов.

Методы исследования. В работе использовались экспериментальные методы исследования физико-механических свойств войлока, методы анализа и синтеза процессов проектирования и производства, методы планирования полного факторного эксперимента, математического моделирования. При решении отдельных задач использовались программы Microsoft Word, Excel, Photoshop, «CorelDRAW». Для оценки качества изготовления объемного шаблона стана использовалась система 3-х мерного сканирования, разработанная в МГУДТ на кафедре ХМКиТШИ к.т.н. Петросовой И. А.

Научная новизна работы заключаются в:

- разработанном методе зональной модификации деталей одежды из войлока на основе комбинаторных принципов;

- параметрическом описании процесса изготовления модифицированных войлочных деталей;

- установлении математических зависимостей свойств модифицированных войлочных деталей одежды от параметров технологического процесса.

Практическая значимость полученных результатов заключается в разработке:

- способа зонального укрепления войлочной детали прокладочными материалами (патент РФ №245776 от 10.08.12 «Способ получения цельноформованной детали из войлока»);

- усовершенствованной методики испытаний клеевых соединений в изделиях из войлока;

- технологии изготовления женских жакетов из войлока, содержащих модифицированные детали сложной формы;

- матрицы комбинаторного формообразования деталей женского жакета из войлока;

- методики проектирования модифицированных войлочных деталей женских жакетов;

- составного объемного шаблона войлочных деталей одежды на основе комбинаторных принципов.

Апробация н реализация результатов работы.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на 63 научной конференции студентов и аспирантов «Молодые ученые - XXI веку» (г. Москва), 2011г., международной научной конференции «Новое в технике и технологии текстильной и легкой промышленности» (г. Витебск, 2011г.), на

заседаниях кафедры ХМКТШ МГУДТ (2011-2013гг).

Практическая значимость работы подтверждена результатами апробации разработанной методики проектирования и технологии изготовления модифицированных деталей одежды из войлока в производственных условиях ООО «Александра К» (г.Москва), ООО «АНКА Салон» (г.Москва).

Публикации. Основные результаты исследований, выполненных в рамках настоящей диссертации, содержатся в 6 печатных работах, в том числе в 3 работах, опубликованных в изданиях, рекомендуемых ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов по работе, списка литературы и приложений. Работа изложена на 168 страницах машинного текста, содержит 58 рисунков, 12 таблиц. Список литературы включает 110 источников.

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ НАПРАВЛЕНИЙ МОДИФИКАЦИИ ВОЙЛОЧНЫХ ДЕТАЛЕЙ С ПОЗИЦИЙ ПРИМЕНЕНИЯ КОМБИНАТОРНЫХ МЕТОДОВ

В ПРОЕКТИРОВАНИИ ОДЕЖДЫ

1.1 Комбинаторные методы в проектировании

Комбинаторика происходит от combino или combinare (лат.), что означает соединять, сочетать. Классическими комбинаторными задачами являются задачи выбора и расположения элементов конечного множества [1].

С задачами, в которых приходится выбирать те или иные предметы, располагать их в определенном порядке и отыскивать среди разных расположений наилучшие, люди столкнулись еще в доисторическую эпоху, выбирая наилучшие расположения охотников во время охоты, инструментов во время работы. Определенным образом располагались украшения на одежде, узоры на керамике, перья в оперении стрелы. По мере усложнения производственных и общественных отношений все шире приходилось пользоваться общими понятиями о порядке, иерархии, группировании [8].

Впервые термин «комбинаторика» появился в математике. Математическая комбинаторика - это такая ее разновидность, которая выявляет на количественном уровне самые общие и существенные свойства и зависимости сложных объектов, рассматривает эти объекты и их элементы в абстрактной форме и описывает их в условном, символьном виде. Это отрасль дискретной математики. Сейчас комбинаторные методы применяются в теории случайных процессов, статистике, математическом программировании, вычислительной математике, планировании экспериментов [8].

Комбинаторика изучает способы выборки и расположения предметов, свойства различных конфигураций, которые можно образовать из имеющихся или заданных элементов. Элементами могут быть числа, точки, отрезки, детали одежды, отдельные части деталей одежды, элементы орнамента и т.д. Характерной

чертой комбинаторных задач является то, что в них речь идет всегда о конечном множестве элементов. Чтобы устранить влияние конкретного вида выбираемых и располагаемых предметов, надо воспользоваться общим языком теории множеств, говорить о множествах и их подмножествах (частях), об объединении нескольких множеств и их пересечении [1-3,8].

Использование комбинаторных методов при проектировании одежды, позволяет разрабатывать как отдельные модели, так и целые серии изделий.

Метод комбинаторного формообразования позволяет создавать возможно большее число отдельных сложных форм или групп сложных форм требуемого назначения из многократно повторяющихся типовых унифицированных элементов ограниченных разновидностей путем различного их пространственного взаиморасположения, сочетания, комбинирования [2-7].

Из всех разновидностей комбинаторики, таких как математическая комбинаторика, универсальные комбинаторные числовые системы, комбинаторная геометрия, интерес для нас представляет предметная комбинаторика, отличающаяся наличием комплекса дополнительных свойств, связанных прежде всего с их физической субстанцией, а также с их конструктивной, кинематической и функциональной сущностью и особенностями [3].

Предметным объектам в комбинаторном формообразовании присущи определенные основные слагаемые, свойства и характеристики:

- компоненты форм - типоэлемент, индивидуальный элемент, унифицированный (комбинаторный) типоэлемент, марка типоэлемента, типовой блок, типоразмер, серия-номенклатура и набор типоэлементов;

- формообразующие параметры типоэлементов - их геометрия, размеры, модульность, симметрия, цвет (тон), рельеф, декор, материал, трансформативность;

- свойства - повторяемость, сочетаемость, комбинаторность типоэлементов[3].

Суть комбинаторики в том, что используя ограниченное число элементов, путем их варьирования, компоновки и комбинирования можно получить оптимальное решение для создания нового изделия.

Для расчета максимально возможного количества комбинаций элементов при создании моделей можно использовать формулы математической комбинаторики.

Комбинаторный анализ - раздел математики, в котором изучаются вопросы, связанные с размещением и взаимным расположением частей конечного множества объектов произвольной формы [ 3 ]. Применение формул математической (перечислительной) комбинаторики при определении числа вариантов различных форм и при определении количества связей между элементами системы для линейных одномерных комбинаторных форм повышает эффективность процесса проектирования. Существует три разновидности соединений, которые также рассматриваются как принципы комбинаторики: сочетания Спт, размещения А"т и перестановки Рт.

Перестановки - объекты, содержащие элементы, одинаковые по количественному и качественному составу, равному всей совокупности элементов, но различные по порядку и расположению этих элементов. Перестановки с повторяющимися элементами - соединения, которые можно составить из п предметов, меняя всеми возможными способами их порядок:

Рт = 1*2*3*...п = п!, (1)

где п - общее число элементов.

Размещения - объекты, одинаковые по численному составу, но различные по их качественному составу, порядку и чередованию. Размещения относятся к соединениям, содержащим по ш предметов из числа п данных, различающихся либо порядком предметов, либо самими предметами:

А„т=п!/(п-ш)! (2)

Сочетания - объекты, одинаковые по численному, но различные по качественному составу элементов и не зависящие от их порядка, чередования. Сочетания относятся к соединениям, содержащим по ш предметов из п, различающихся, по крайней мере, одним предметом, число их:

Стп= п!/т!(п-т)! (3)

Порядок элементов в одном сочетании не учитывается, поэтому по формуле (3), число сочетаний, содержащих по три предмета из шести, равно двадцати.

Таким образом, перестановки - наиболее многочисленные в комбинаторных преобразованиях соединения.

В работе [3] отмечается возможность решения задачи комбинаторного формирования объекта сочетанием двумя способами:

- сочетанием неограниченного множества различных и неповторяющихся исходных элементов (одинаковое из разного);

- сочетанием из имеющегося набора элементов повторяющихся составных ограниченной разновидности (разное из одинакового).

В дизайне наиболее перспективным методом проектирования считается применение комбинагорно-модульного проектирования. Комбинаторный перебор модульных унифицированных структурных элементов, которые используются в различных сочетаниях, размещениях и перестановках, позволяет преобразовывать конструкции изделий. Модульное проектирование предполагает конструктивную, технологическую и функциональную завершенность. Взаимозаменяемость комбинаторно-модульных элементов, универсальность конструкций ведут к высокой экономичности моделей. Применение комбинаторного модуля способствует ритмической согласованности частей и гармонизации изделия в целом [10].

При проектировании объектов обращаются к двум видам комбинаторики

[3]:

- концептуальная - генерирование концепций, идей, схем для той или иной задачи, выбор наиболее подходящей из них, замена одной идеи на другую;

- формальная - вариантная интерпретация схем, принципов, идей в форме, пространствах, материалах, конструкциях и т.п.

Формальная комбинаторика включает всевозможные операции по изменению морфологических качеств объектов (форма, конфигурация, размеры, расположение частей и т.д.) К таким операциям относятся: перестановка частей или

элементов и их качеств, изменение количества элементов, образующих целое, изменение элементной базы, т.е. изменение объемных, планировочных, геометрических и других характеристик элементов и деталей, а также исключение одних элементов и введение новых; изменение материала, фактуры и цвета [5-7, 9,Ю]

Комбинаторные методы в проектировании одежды впервые применили советские конструктивисты А. Родченко, Л. Попова, В Степанова. Оии применяли пр�