Způsob namáhání strojních šicích jehel má přímý vliv na životnost šicí jehly. Délku použití šicí jehly ovlivňuje konstrukce a povrchová úprava samotné jehly, seřízení šicího stroje, šitý a šicí materiál, počet vrstev materiálu a v neposlední řadě i způsob ovládání stroje operátorem. Životnost jehly je tedy v každém šicím procesu individuální a je nutno ji testovat v konkrétních podmínkách prostřednictvím systematického sběru dat.
32 přechodů různých počtů vrstev během šití jednoho švu.
Velký podíl na způsobu namáhání jehel má i obsluha šicího stroje, která může způsobem šití značně ovlivnit životnost jehly. Při šití těžkých materiálů, jako je například kůže, je šička nucena silou posunovat či navolňováním zpracovávat materiál pod jehlu a neustálým zastavováním a upravováním pozice materiálu vychyluje jehlu z její polohy.
Vliv na způsob zvláště mechanického opotřebení jehly má nastavení a údržba stroje. V případě nesprávně seřízeného šicího stroje může vznikat tření mezi jehlou a ostatním stehotvorným ústrojím a dochází tak k oděru jehly, které může být příčinou následné snížené kvality nitě na stehu.
1.11.1 Mechanické namáhání jehel
Do mechanického namáhání šicí jehly lze zahrnout ohyb, vzpěr a mechanické opotřebení jehly vzniklé třením, tedy oděr. Mechanické namáhání jehly můžeme charakterizovat jako sílu potřebnou pro překonání odporu šitého materiálu proti průniku jehly skrz materiál a třecí síly mezi jehlou a materiálem a ostatními součástmi šicího stroje, se kterými přijde jehla do styku.
Ohyb strojní šicí jehly vzniká zvláště při šití těžkých vrstvených materiálů, kdy je jehla při průniku materiálem odváděna od původního kolmého směru vpichu. Při výrazném vychýlení může dojít k nárazu jehly na stehovou desku a k jejímu ohnutí nebo zlomení.
Vzpěr je štíhlostní poměr délky jehly vzhledem k průměru těla jehly, který je tím vyšší, čím více přesahuje délka jehly průměr těla jehly. Kritickou hodnotou je délka jehly, která průměr přesahuje 25x a důsledkem je nestabilita jehly, která při šití vybočuje z osy přímočarého pohybu vratného. Stabilita šicí jehly je dodávána prostřednictvím zvýšení tuhosti jehly a to prodloužením dříku a popřípadě víceúrovňovým průměrem těla jehly.
Vhodným způsobem zvýšení tuhosti je také povlakování jehly např. nitridem titanu, které již bylo zmíněno v kapitole 1.5.
33 Mechanické opotřebení jehly neboli oděr, je způsoben vzájemným třením nebo narážením jehly do kovových součástí stroje. Dle zkušeností servisního manažera [14] je nejčastěji pozorovaným opotřebením stražení špičky jehly viz obr. 1-25a, které je způsobeno nárazem do stehové desky. Na obrázku 1-25b je jehla odřená na boční straně ouška na návlekové straně, k čemuž došlo otíráním jehly o otvor ve stehové desce.
Výsledkem mechanického, tepelného a chemického namáhání jsou jehly na obrázku 1-25c, které byly použity pro šití materiálu s nehořlavou úpravou. Obrázek znázorňuje chybějící boční stranu šicí jehly v místě ouška jehly.
Obr. 1-25 Druhy mechanického poškození šicích jehel [14]
1.11.2 Namáhání tepelné
V průmyslové výrobě, zejména technických konfekcí, vznikl z důvodu vysokorychlostního šití problém přehřívání šicích jehel, který limituje další možné zrychlování šicího procesu a ovlivňuje produktivitu. Typickým příkladem je výroba automobilových potahů, kde je základem nejen vysoká produktivita, ale také kvalita výsledného stehu. Používanými materiály jsou nejčastěji syntetické tkaniny, přírodní či syntetická kůže a samotná konstrukce potahu je zpevněna našíváním plastů. Vysoká teplota šicí jehly může záporně ovlivnit pevnost šicí nitě a natavit šitý materiál v místě vpichu jehly.
Teplota šicích jehel může být zjišťována několika metodami, které se dělí na dotykové a bezdotykové měření. Problémem měření, který zkresluje výsledek, je emisivita jehly. Emisivita je poměr energie vyzařované objektem při konkrétní teplotě v poměru k energii vyzařované černým tělesem (s emisivitou 1) při stejné teplotě [15]. Nejčastěji používanou bezdotykovou metodou je měření pomocí termovize nebo infračervené pyrometrie.
Dotykové měření jehly je možné realizovat prostřednictvím termočlánků umístěných na jehle, kterými je možno měřit teplotu šicí jehly i za provozu [16].
34 Kromě experimentálních metod měření teploty šicí jehly, existují i matematické modely, sloužící k predikci teploty dle konkrétních parametrů jehly, díky nimž je následně možno optimalizovat šicí operace. Predikce teploty na šicí jehle je možná prostřednictvím výpočtu matematického modelu za pomoci softwaru. Program definuje geometrii jehly ve 3D, určuje časově závislé okrajové podmínky, určuje metody řešení, a definuje výsledek zobrazení. Program zohledňuje velkou variabilitu a množství typů šicích jehel na trhu, které mají různý vliv na zahřívání jehly. Druh jehly je do softwaru nadefinován předem danými parametry. Správnost modelu byla ověřována prostřednictvím infračervené radiometrie [17].
Teplotu jehly lze snížit například prostřednictvím instalace chlazení, kdy je k jehle vedena hadička se vzduchem, který ochlazuje ouško jehly. Méně častým způsobem je vlhčení šicích nití. Z hlediska úpravy šicí jehly je možná úprava konstrukce či povrchová úprava s nánosem nitridu titanu, která byla množstvím studií hodnocena velmi kladně oproti chromovaným či teflonovým jehlám.
35
2 Výroba automobilových potahů
Diplomová práce se zabývá určením životnosti šicí jehly ve výrobním procesu automobilových potahů. Kapitola 2 pojednává o specifických znacích výroby autopotahů ve firmě Johnson Controls a o problematice dekorativního prošívání kožených potahů, které je v terminologii společnosti Johnson Controls a dále i v DP označováno jako štepování.