• No results found

VLIV POVRCHOVÉ ÚPRAVY ŠICÍ JEHLY NA JEJÍ ŽIVOTNOST S OHLEDEM NA SPOJOVANÝ MATERIÁL

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Share "VLIV POVRCHOVÉ ÚPRAVY ŠICÍ JEHLY NA JEJÍ ŽIVOTNOST S OHLEDEM NA SPOJOVANÝ MATERIÁL "

Copied!
113
0
0

Loading.... (view fulltext now)

Full text

(1)

VLIV POVRCHOVÉ ÚPRAVY ŠICÍ JEHLY NA JEJÍ ŽIVOTNOST S OHLEDEM NA SPOJOVANÝ MATERIÁL

DIPLOMOVÁ PRÁCE

STUDIJNÍ PROGRAM: N3108 PRŮMYSLOVÝ MANAGEMENT

STUDIJNÍ OBOR: 3106T013 MANAGEMENT JAKOSTI

Autor práce Bc. Zuzana Bečicová

Vedoucí práce Ing. Vladimír Bajzík Ph.D.

POČET STRAN TEXTU ……….…………84

POČET OBRÁZKŮ ……….…………... 64

POČET TABULEK ……….…… 18

POČET PŘÍLOH ……… 10

LIBEREC 2013

(2)

2

(3)

3

Prohlášení

Prohlášení

Byl(a) jsem seznámen(a) s tím, že na mou diplomovou práci se plně vztahuje zákon č. 121/2000 Sb., o právu autorském, zejména § 60 – školní dílo.

Beru na vědomí, že Technická univerzita v Liberci (TUL) nezasahuje do mých autorských práv užitím mé diplomové práce pro vnitřní potřebu TUL.

Užiji-li diplomovou práci nebo poskytnu-li licenci k jejímu využití, jsem si vědom povinnosti informovat o této skutečnosti TUL; v tomto případě má TUL právo ode mne požadovat úhradu nákladů, které vynaložila na vytvoření díla, až do jejich skutečné výše.

Diplomovou práci jsem vypracoval(a) samostatně s použitím uvedené literatury a na základě konzultací s vedoucím diplomové práce a konzultantem.

Datum

Podpis

(4)

4

Poděkování

Ráda bych tímto poděkovala vedoucímu a konzultantovi diplomové práce panu Ing. Vladimíru Bajzíkovi Ph.D. a panu Doc. Ing. Havelkovi CSc. za odborné rady při zpracovávání diplomové práce.

Velké poděkování patří společnosti Johnson Controls ve Stráži pod Ralskem za možnost dlouhodobé praxe a zpracování DP ve výrobním prostředí automobilového průmyslu.

Poděkování patří také rodině, přátelům a zejména příteli za psychickou podporu v průběhu zpracovávání DP.

(5)

5

Abstrakt

Diplomová práce se zabývá řešením problému, který se vyskytl v závodě firmy Johnson Controls, který šije potahy na sedačky pro automobilový průmysl. Vlivem opotřebení šicí jehly dochází na dekorativním prošívacím stehu u kožených potahů k třepení nitě. Cílem je stanovit životnost používaných jehel a otestovat alternativu v podobě jehel s povrchovou úpravou. Teoretická část se zabývá obecným popisem šicí jehly a typy namáhání jehel v průběhu šicího procesu.

Praktická část je zaměřena na určení životnosti stávající jehly v reálných podmínkách a to zavedením evidence plošného sběru jehel z výrobního procesu. Jako alternativa chromové jehly je testována životnost jehly s povrchovou vrstvou nitridu titanu.

Cílem DP je doporučit vhodný typ jehly v konkrétních podmínkách šicího procesu a stanovit dobu životnosti šicí jehly.

Klíčová slova

Šicí jehla, kůže, titan-nitrid, dekorativní šev, automobilový průmysl

Abstract

The Diploma Thesis solve the problem that appeared in the Johnson Controls company, where are the seats covers for the automotive industry sewn. The problem is damaged thread on the double decorative seam, which is caused by damage of a sewing needle surface. The aim is to determine the life time of using sewing needles and testig the alternative needles with special coating. The theoretical part deals with a general description of the needle and types of a stress which occure during the sewing proces.

The practical part is focused on sewing needle service life determining in real conditions by implementation of evidence flat collection needles from the manufacturing process. As an alternative of chrome needle the needle with special titanium nitride coating is tested. The aim of the Diploma thesis is to recomend suitable type of needles in the specific conditions of the sewing process and determine the servis life of the needle.

Key words

Sewing needle, Leather, Titan – nitride, Decorative seam, Automotive industry

(6)

6

Obsah

Úvod ... 11

1 Šicí jehla ... 12

1.1 Historický vývoj jehel ... 12

1.2 Druhy strojních šicích jehel ... 13

1.2.1 Rozdělení strojních šicích jehel dle účelu použití ... 13

1.2.2 Rozdělení jehel dle tvaru ... 13

1.3 Tvar rovné šicí jehly ... 15

1.4 Rozhodující rozměry jehly ... 16

1.4.1 Dříky rovných strojních šicích jehel ... 16

1.4.2 Tloušťky rovných strojních šicích jehel ... 17

1.4.3 Drážky rovných strojních šicích jehel ... 18

1.4.4 Ouška rovných strojních šicích jehel ... 18

1.4.5 Vybrání nad ouškem rovných strojních šicích jehel ... 19

1.4.6 Tvary špic jehel ... 19

1.4.7 Tvary hrotů pro šití textilních materiálů ... 20

1.4.8 Tvary hrotů pro šití kůže ... 22

1.5 Povrchové úpravy strojních šicích jehel ... 24

1.6 Speciální inovace jehly ... 26

1.7 Teoretický princip tvorby smyčky ... 28

1.8 Systém jehly ... 29

1.9 Jemnost jehly ... 29

1.10 Výroba jehel ... 30

1.11 Namáhání jehel ... 31

1.11.1 Mechanické namáhání jehel ... 32

1.11.2 Namáhání tepelné ... 33

2 Výroba automobilových potahů ... 35

(7)

7

2.1 Základní znaky automobilového průmyslu ... 35

2.1.1 Zákazníci a dodavatelé ... 35

2.1.2 Vývoj a dokumentace ... 36

2.1.3 Logistika a plánování výroby ... 36

2.1.4 Materiál ... 37

2.1.5 Stříhání... 37

2.1.6 Šicí proces... 38

2.1.7 Produktivita a kvalita ... 39

2.1.8 Zlepšování procesů ... 40

2.2 Štepování kožených automobilových potahů ... 40

2.2.1 Automobilové potahy ... 40

2.2.2 Dekorativní prošívání kožených automobilových potahů ... 42

2.3 Dvojnitný dekorativní steh v automobilovém průmyslu ... 43

2.3.1 Stromečkový vzhled stehu ... 44

2.3.2 Rozkrucování zákrutu nitě ... 45

2.3.3 Uzlíkový efekt ... 46

3 Praktická část... 48

3.1 Výskyt a popis problému ... 48

3.2 Možné příčiny vzniku třepení nitě na stehu ... 50

3.3 Návrh řešení ... 52

4 Organizace plošného sběru... 54

4.1 Druhy opotřebení jehel z výroby a jejich příčiny ... 55

4.1.1 Uložení jehel a stehotvorné součásti štepovacího stroje ... 55

4.1.2 Mechanická opotřebení jednotlivých částí šicí jehly ... 56

4.1.3 Simulace dotyku nitě s jehlou ... 61

4.1.4 Zatížení a opotřebení jehel L x R ... 62

4.1.5 Četnosti jednotlivých opotřebení jehel ... 63

(8)

8

4.2 Produktivita dílen ... 65

4.3 Stanovení základní jednotky životnosti šicí jehly ... 66

4.3.1 Záznam dat plošného sběru ... 68

4.3.2 Vyhodnocení plošného sběru... 69

4.3.3 Doporučení na základě vyhodnocení plošného sběru ... 71

5 Organizace testování povrchových úprav šicích jehel ... 73

5.1 Konstrukční rozdíly testovaných jehel ... 73

5.2 Typ testovacího šicího stroje, použité materiály a šicí operace ... 75

5.3 Průběh testování ... 76

5.4 Analýza systému měření ... 78

5.4.1 Vyhodnocení analýzy měřícího systému ... 79

5.5 Vyhodnocení ploch opotřebení šicích jehel ... 82

5.5.1 Vyhodnocení mechanického opotřebení jehel po 8 hodinách ... 83

5.5.2 Vyhodnocení mechanického opotřebení jehel po 16 hodinách ... 84

5.5.3 Vyhodnocení mechanického opotřebení jehel po 24 hodinách ... 86

5.5.4 Doporučení na základě testů opotřebení ploch v čase ... 87

5.6 Finální test povrchových úprav ... 88

5.6.1 Doporučení na základě výsledků testů povrchových úprav ... 90

Závěr ... 93

Seznam obrázků ... 97

Seznam tabulek ... 99

Příloha A – Vzor evidenčního formuláře pro plošný sběr ... 101

Příloha B – Zatížení jednotlivých strojů z plošného testu ... 102

Příloha C – Šicí jehly zařazené do testu ... 103

Příloha D – Výpočet intervalů životnosti šicí jehly ... 104

Příloha E – Vzor formuláře pro testování povrchových úprav ... 105

Příloha F – Tabulky s daty v náhodném pořadí vzorků - R&R ... 105

(9)

9 Příloha G – Vzorce pro výpočet R&R metodou ANOVA ... 106 Příloha H – Mikroskopické snímky jehel pro vyhodnocení plochy opotřebení 108 Příloha I – Data pro vyhodnocení plochy opotřebení šicích jehel ... 112 Příloha J – Vzorce pro vyhodnocení dvoufaktorové metody ANOVA ... 112

(10)

10

Seznam zkratek

CC – Critical Characteristic D – špice s tvarem trojúhelníku DH – střední trojúhelníková špice DJ dvojjehlový stroj s vázaným stehem FMEA – Failure Mode and Effects Analysis

FB – Front Back SES/FFG – Mírně zakulacený hrot L – Levá jehla

LH – Levá strana

LL – špice ve tvaru čočky LR – špice ve tvaru čočky

OS dvojjehlový stroj s vázaným stehem odskočený PA – Polyamid

PE – Polyester

PPAP – Production Part Approval Proces PU – Polyuretan

PVC – Polyvinyl Chlorid R – Pravá jehla

R – Středně zaoblený hrot

RG – kulatý hrot s lehce zakulacenou špicí RH – Pravá strana

S – čočkovitý tvar hrotu

SD – kulatá špice s malým trojúhelníkovým hrotem SUK/FG – Středně zakulacený hrot

Y283 – označení dílny Y413 – označení dílny Ø průměr ouška

(11)

11

Úvod

Diplomová práce se zabývá životností šicích jehel ve výrobním závodě Johnson Controls, který vyrábí autopotahy z textilních, kožených a vinylových materiálů. Cílem diplomové práce je zjistit reálnou životnost šicí jehly při šití kožených potahů a zamezit tak výskytu vad na dvojitém dekorativním prošití švu. Problémem je vznik třepení nitě na dekorativním dvojitém štepování, který je způsoben mechanickým opotřebením šicích jehel, čímž dochází ke znehodnocení estetiky celého potahu a ke ztrátám. Diplomová práce má za úkol objasnit příčinu vzniku vady, stanovit reálnou životnost šicí jehly ve výrobním procesu a navrhnout opatření předcházející vzniku třepení nitě.

V první části diplomové práce bude popsána strojová šicí jehla a její jednotlivé části s možnými alternativami. Pozornost zde bude zaměřena zejména na tvary hrotů strojních šicích jehel a povrchové úpravy šicích jehel, s nimiž bude dále pracováno v praktické části. Budou objasněny pojmy, jako je jemnost a systém jehly, a popsána bude také samotná výroba šicích jehel. Součástí bude kapitola pojednávající o mechanickém a termickém namáhání šicích jehel při šicím procesu.

Druhá část DP bude úvodem pojednávat o typických znacích výroby automobilových potahů ve společnosti Johnson Controls. Budou popsány jednotlivé potahy ve vozidle a pozornost bude soustředěna na obecné vady dekorativního švu.

Praktická část bude uvedena podrobným popisem vzniku problému a analyzována prostřednictvím Ishikawova diagramu, v němž budou znázorněny a následně popsány možné příčiny vzniku třepení nitě na stehu. Z definovaných příčin budou následně vybrány a testovány příčiny ze strany šicí jehly. V průběhu testování budou stanovena typická opotřebení šicích jehel, příčiny jejich vzniku a simulace fází tvorby stehu, kdy dochází k přímému kontaktu poškozené části jehly s šicí nití. Prostřednictvím testů bude stanovena životnost šicí jehly a vhodný typ jehly z hlediska povrchové úpravy, přičemž bude testována stávající chromovaná jehla a jako alternativa bude nasazena jehla s povrchovou úpravou nitridu titanu. Závěrem bude doporučena konkrétní šicí jehla a podmínky procesu s finančními náklady.

(12)

12

1 Šicí jehla

Šicí jehla je základním elementem spojovacího procesu. Sloužila ke spojování materiálů již odnepaměti v různých formách a postupným vývojem získala dnešní podobu.

Vývoj jehly se přenesl od ručního šití, přes strojové šití konfekce k výrobě obuvi a technickým aplikacím. Na jehly jsou obecně ve spojovacím procesu kladeny stále vyšší požadavky z důvodu vysokorychlostního šití a to hlavně při výrobě technických konfekcí.

V dnešní době se vyskytuje nepřeberné množství druhů šicích jehel co do tvaru, materiálu a účelu použití.

1.1 Historický vývoj jehel

Již z dob pravěku existují důkazy o primitivním spojování materiálů. Principem bylo vytvořit do šitého materiálu otvor k protažení délkového útvaru, kdy bylo použito dle [1] například ostrých kamenů a později tenkých kostí zvířat jako primitivních šicích jehel.

Dalším stupněm vývoje jehel bylo vytvoření otvoru na tupém konci jehly pro protažení tehdejší podoby nitě. Pro výrobu této jehly pro ruční šití byly dále použity materiály jako bronz a železo a po vynálezu taženého drátu byla vyvinuta jehla ocelová.

Poslední výrazná změna šicí jehly přichází s vynálezem šicího stroje, o který se dle [2] průběžně snažila řada vynálezců. První nákresy šicího stroje se objevují v roce 1790 od čalouníka Thomase Sainta, který navrhnul stroj šijící na principu řetízkového stehu pro sešívání kůží. Okolo roku 1814 byla zaznamenána první zmínka o šicím stroji s otvorem na špici, ale jeho výroba se nakonec neuskutečnila. První velkou zakázku na vybavení šicí dílny získal francouzský krejčí Bartoloměj Thimonnier, který vynalezl dřevěný šicí stroj s háčkovou jehlou, šijící řetízkovým stehem. O jeho neúspěch se postaral tehdejší dělnický lid, který v obavách ze ztráty zaměstnání podnikl na dílnu útok a šicí stroje rozbil.

První šicí stroj s jehlou s otvorem na špici byl sestrojen Američanem Walterem Huntem, který vynalezl celkem tři stroje, které se však do praxe nedostaly.

Prvním vynálezcem, kterému se dostalo slávy, byl Huntův krajan, textilní dělník Elias Howe. Po prvních neúspěšných pokusech, kdy se snažil prodat své stroje, odcestoval do Anglie, kde prodal svůj patent, ale ani tento počin mu nevynesl potřebné finance. Po návratu zpět do Ameriky proběhlo několik soudů o přednostní právo na konstrukci šicího stroje s konstruktéry, jež v době Howeovy nepřítomnosti šicí stroje sestrojili a obchodovali s nimi. Zasloužené uznání a finance mu přinesl teprve soud se Singrem.

(13)

13 Singer založil továrnu na výrobu šicích strojů a právě šicí stroj jeho značky byl prvním, který byl dovezen do Prahy na výstavu praktických vynálezů pro ulehčení práce v domácnosti.

1.2 Druhy strojních šicích jehel

Jehly můžeme dělit dle několika hledisek. Prvotně je důležitý účel, pro který chceme jehlu použít. Právě účel použití a šitý materiál ovlivňuje jednotlivé parametry pro volbu typu šicí jehly. Hlavním znakem jehly je její tvar, který je uzpůsobený pro konkrétní tvorbu stehu. Důležitým hlediskem pro výběr jehly je její materiál a povrchová úprava, která dokáže prodloužit životnost jehel a ovlivnit termické namáhání v průběhu šití.

Správnou volbou parametrů jehly můžeme dosáhnout lepší kvality spoje v podobě eliminace vad během šicího procesu.

1.2.1 Rozdělení strojních šicích jehel dle účelu použití

Výrobci jehel nabízejí okolo 5 000 druhů šicích jehel, z nichž si spotřebitelé volí typ jehly v závislosti na konkrétní výrobě a to na druhu šicí výroby a na druhu šitého materiálu.

Účelem použití chápeme konkrétní druh šicí výroby, jako například šití textilních oděvů, vyšívání, šití kožených oděvů, čalounictví, obuvnický průmysl, brašnářství a rukavičkářství a další. Obecně můžeme tato odvětví průmyslu zařadit do kategorie textilní oděvní výroby a výroby technické konfekce, přičemž se tyto kategorie mezi sebou vzájemně prolínají.

Jehly můžeme dále rozdělit dle typu šitého materiálu, (který je dán příslušným druhem šicí výroby) na jehly pro šití tkanin, pletenin, kůže a plastů.

Obecně je typ jehly volen dle zpracovávaného materiálu, typu stroje a stehu a hlavními kritérii pro výběr jehly je zejména správná volba jemnosti, hrotu a povrchové úpravy šicí jehly.

1.2.2 Rozdělení jehel dle tvaru

Jehly dělíme dle tvaru na tři základní typy a to na jehly rovné, obloukové a dvojjehly a trojjehly [3].

(14)

14 Rovné šicí strojové jehly s ouškem u hrotu – rovné šicí jehly (viz obr. 1-1) se používají na stroje šijící vázaným a řetízkovým stehem. Jehla prochází kolmo šitým materiálem a při návratu zpět vytváří v úrovni zacházky smyčku pro zachycení chapačem či smyčkovačem.

Obr. 1-1 Nákres rovné šicí strojové jehly [4]

Rovné šicí strojové jehly s ouškem uprostřed a se dvěma hroty – jehly se dvěma hroty (viz obr. 1-2) se používají u strojů na imitaci ručního stehu, kdy jehla propichuje šitý materiál a prochází jím celá i s celou zásobou šicí nitě. Druhý steh začíná na výpichové straně prvního stehu [5].

Obr. 1-2 Nákres šicí jehly se dvěma hroty a ouškem uprostřed [5]

Rovné šicí strojové jehly s háčkem – háčkové jehly (viz obr. 1-3) se používají u strojů šijících řetízkovým stehem, kdy háček jehly zachycuje po průchodu šitým materiálem smyčku z téže nitě.

Obr. 1-3 Nákres šicí háčkové jehly [6]

Obloukové šicí strojové jehly – používají se na šití krycího a obnitkovacího stehu [6]. U krycího stehu vchází a vychází jehla na obrázku 1-4b z materiálu na téže straně. Při tvorbě obnitkovacího stehu prochází jehla (viz obr. 1-4a) skrz materiál.

Obr. 1-4 Nákres obloukové šicí jehly obnitkovací (a) a na krycí steh (b) [6]

C Dvojjehla – dvojjehla s jedním dříkem (viz obr. 1-5) a s jehlami uloženými ve spojovací kostce je používána v kombinaci s jedním chapačem.

Používá se na prošití a začištění okrajů v jedné operaci jako alternativa dvojitého

a b

(15)

15 stehu spodem krycího [7]. Alternativou jsou dvě jehly uložené v jehelníku se dvěma chapači. Výsledkem jsou dvě řady ozdobného stehu.

Obr. 1-5 Dvojjehla s jedním dříkem [7]

1.3 Tvar rovné šicí jehly

Diplomová práce se bude dále zabývat rovnou strojní šicí jehlou (viz obr. 1-6) a jejími částmi [6], které se vyskytují na různých typech jehel v různých kombinacích a modifikacích, dle způsobu konkrétního šicího procesu.

Obr. 1-6 Nákres a popis rovné šicí strojní jehly [6]

(16)

16

A Průměr dříku J Délka ouška

B1 Průměr těla jehly K Šířka ouška B2 Průměr zesílené části těla jehly N1 Délka dříku

C Průměr dříku jehly N2 Délka od dříku po zesílenou část těla jehly D Délka od dříku k oušku jehly S Hloubka vybrání

E Celková délka jehly Y Délka přechodového kužele F Délka od ouška ke hrotu jehly Z Hloubky drážky

H Délka vybrání

1.4 Rozhodující rozměry jehly

Rovná strojní šicí jehla, která byla popsána výše v kapitole 1.3, se vyskytuje v různých modifikacích, které mohou a nemusejí obsahovat některé z uvedených částí jehly. V následujících kapitolách budou podrobně popsány části šicí jehly, jejich varianty, doporučení v závislosti na šitém a šicím materiálu a jejich vliv na kvalitu šicího procesu a výsledného výrobku.

Přední strana jehly, na které je vyfrézovaná dlouhá drážka, se nazývá návlekovou stranou, neboť po této straně jehly je vedena nit a ouškem jehly se dostává na zadní stranu jehly, která je nazvána chapačovou. Na chapačové straně dochází k tvorbě smyčky pro zachycení stehotvorným ústrojím a nazývá se chapačovou i v případě, že stehotvorným ústrojím pro zachycení smyčky je smyčkovač [3].

1.4.1 Dříky rovných strojních šicích jehel

Dřík strojní šicí jehly je část jehly s největším průměrem, slouží k uchycení jehly do jehelní tyče a je nositelem označení typu jehly a výrobce. Velikost dříku je dána dvěma rozměry, a to délkou a průměrem. Průměr dříku je uzpůsoben tak, aby bylo možné jeho uchycení do jehelní tyče a jeho průměr větší nebo stejný jako průměr těla jehly. Dřík dodává jehle stabilitu a eliminuje namáhání jehly, které je snižováno s rostoucí délkou dříku. Konec dříku tvoří pata, která se svým koncem při upnutí musí dotýkat jehelní tyče a její tvar odpovídá komolému kuželu. Dřík je při přechodu na průměr těla jehly opatřen přechodovým kuželem, který stabilizuje nežádoucí vibrace zvláště u tenkých jehel.

Přechodový kužel nemusí být vždy součástí konstrukce jehly.

Průřez dříku je dle [8] u průmyslových šicích jehel nejčastěji kruhového tvaru, kdy je možná variabilita otáčení jehly v jehelní tyči a s ní spojené riziko špatné polohy jehly s následkem vynechávání stehu a poškození jehly. U jehel kruhového průřezu může být

(17)

17 vytvořena drážka pro přívod vzduchu nutného k ochlazování jehly. Dřík jehly kruhového průřezu pro šití těžkých materiálů lze opatřit závitem nebo upínací drážkou. Pro domácí šicí stroje jsou vyráběny jehly s jednou nebo dvěma ploškami, které zabraňují nesprávnému pootočení jehly v jehelní tyči.

1.4.2 Tloušťky rovných strojních šicích jehel

Tloušťka strojní šicí jehly je, stejně jako volba typu špice a hrotu jehly, závislá na druhu šitého a šicího materiálu a na počtu vrstev materiálu. Správná velikost jehly umožňuje šicí niti schovat se do drážky jehly a eliminovat tak tření mezi nití a šitým materiálem, jak je znázorněno na obrázku 1-7a. Se vzrůstající tloušťkou šitého a šicího materiálu roste i tloušťka šicích jehel.

Pro jemné materiály a pro šití jemnými nitěmi jsou voleny tenké jehly. V případě použití jehly s velkou tloušťkou těla na obrázku 1-7b, hrozí zanechání velkých otvorů po vpichu jehly, které nit není schopná vyplnit a dochází k deformaci tvorby smyčky na chapačové straně.

Je-li použito tenké jehly na šití hrubých materiálů silnými nitěmi na obrázku 1-7c, hrozí ohnutí či zlomení jehly z hlediska mechanického opotřebení. Z hlediska kvality stehu je v tomto případě problém se vznikem velkého tření mezi nití a šitým materiálem, jelikož silná nit může přesahovat svým průměrem průměr niťové drážky a v pokračování i průměr ouška jehly. Nit je mechanicky poškozena a zeslabena třením o šitý materiál a o hrany ouška jehly a dochází tak k deformaci zákrutu a přetrhům nitě. Při samotné tvorbě stehu nastává problém se zachycením smyčky, která je vlivem silné nitě malá a špatně zachytitelná hrotem chapače a hrozí tak vynechání stehu.

S ohledem na materiál šicí nitě jsou pro bavlněné nitě, které mají oproti syntetickým a jádrovým nitím menší pevnost, voleny jehly tak, aby se nit byla schopna zcela uschovat do niťové drážky a nebyla tak třením narušena její pevnost.

Obr. 1-7 Velikost niťové drážky v závislosti na průměru šitého materiálu [9]

a b c

(18)

18 1.4.3 Drážky rovných strojních šicích jehel

Dlouhá drážka slouží k vedení a uschování šicí nitě a je vyfrézována na návlekové straně jehly, kde volně přechází v ouško jehly. Některé druhy jehel jsou konstruovány bez dlouhé drážky.

V případě, že je součástí jehly i krátká drážka, bývá konstruována na chapačové straně v pokračování nad vybráním jehly nebo místo vybrání. Drážkami mohou být opatřeny také špice jehel pro vedení nitě konkrétním směrem, jak bude dále popsáno.

Existují různé kombinace dlouhých a krátkých drážek na jehle [3]. Nejčastější kombinací je jehla s dlouhou drážkou na návlekové straně a s vybráním na straně chapačové. Vybrání lze nahradit krátkou drážkou, kombinací vybrání a dlouhé drážky nebo pouze dlouhou drážkou na chapačové straně. Kombinaci vybrání nebo krátké drážky s dlouho drážkou na chapačové straně lze rozdělit můstkem. Jednotlivé varianty drážek na jehle jsou vyobrazeny na obrázku 1-8.

Obr. 1-8 Drážky strojní šicí jehly [3]

1.4.4 Ouška rovných strojních šicích jehel

Ouško strojní šicí jehly je otvor pro vedení šicí nitě z návlekové strany na stranu chapačovou. Ouško tvoří 40% průměru těla jehly a pro dosažení vysoké jakosti stehu musí přesahovat velikost průměru šicí nitě, jak již bylo vysvětleno v kapitole 1.4.2, pojednávající o tloušťkách strojních šicích jehel. Velikost ouška jehly roste s tloušťkou

(19)

19 jehly, jak je uvedeno v tabulce 1-1 dle [9] a jeho tvar přechází od kruhového k oválnému, dle typu jehly.

Tab. 1-1 Průměr ouška jehly u vybraných tlouštěk jehel

Nm Ø ouška

40% Nm Nm Ø ouška

40% Nm Nm Ø ouška

40%Nm Nm Ø ouška

40%Nm Nm Ø ouška 40%Nm 50 0,20mm 80 0,20mm 110 0,44mm 140 0,56mm 170 0,68mm 60 0,24mm 90 0,36 mm 120 0,48mm 150 0,60mm 180 0,72mm 70 0,28mm 100 0,40mm 130 0,52mm 160 0,64mm 190 0,76mm

Z hlediska kvality je nutno dbát na kontrolu vnitřních stěn ouška, zda se nevyskytuje ostrá hrana, která by následně porušovala šicí nit.

1.4.5 Vybrání nad ouškem rovných strojních šicích jehel

Vybrání nad ouškem je rádiusové jednostranné prohloubení na chapačové straně, které umožňuje hrotu stehotvorného ústrojí, aby se přiblížil co nejvíce k jehle a mohl zachytit smyčku. Vybrání nad ouškem jehly je navrženo pro snadné zachycení smyčky a slouží jako prevence proti vynechání stehu. Jehly jsou vyráběny s různou délkou vybrání i bez něj. Hrot chapače prochází při správném seřízení stroje středem vybrání a vzdálenost hrotu chapače od jehly je 0,1mm. Při menší vzdálenosti hrotu chapače od jehly, může dle [9], docházet vlivem tření k opotřebování hrotu chapače a jehly. Při větší vzdálenosti hrotu chapače od jehly, může docházet k poškození šicího materiálu.

1.4.6 Tvary špic jehel

Špice šicí jehly s hrotem je část jehly, která musí co nejsnadněji překonat odpor šitého materiálu a projít jeho strukturou bez známek poškození šitého materiálu, šicího materiálu, či jehly. Tvar špice a hrotu je volen dle šitého materiálu.

Špice jehly je zužující se zakončení těla jehly, které je zakončeno hrotem, jež má za úkol bezproblémové propíchnutí šitého materiálu. Typ špice jehly je dán vzdáleností, tvarem, typem hrotu a úhlem sklonu. Špice jehel jsou vyráběny o různých délkách, přičemž obecně jsou dlouhé špice používány na šití pletenin. Se vzrůstající tloušťkou jehly a délkou špice se zvětšuje i vrcholový úhel hrotu, jehož velikost se dle [3] nejčastěji vyskytuje v intervalu od 8° do 28°. Přehled typů špic šicích jehel od výrobce ORGAN, je znázorněn v tabulce 1-2.

(20)

20 Tab. 1-2 Přehled typů špic firmy ORGAN [6]

Boční pohled Pozice

hrotu Označení

Organ Popis

EM Hrot směřující

k návlekové straně

EK Hrot směřující

k chapačové straně EL Špice směřující doleva

ER Špice směřující

doprava

CL Špice s drážkou

směřující doleva

CR Špice s drážkou

směřující doprava

HR Poloviční špice

1.4.7 Tvary hrotů pro šití textilních materiálů

Pro šití textilních materiálů jsou vyráběny špice kuželovitého tvaru s převážně zaoblenými a zakulacenými hroty, které eliminují riziko poškození nitě při propíchnutí materiálu jehlou. Kulaté hroty mají za úkol sklouznout mezi nitě a předejít tak (zvláště u pletenin a elastických materiálů) porušení nitě a následné destrukci vazby. Pro speciální účely jsou určeny hroty excentrické.

Následuje přehled jednotlivých druhů hrotů šicích jehel, používaných pro šití textilních materiálů od firmy GROZ-BECKERT [10] a SCHMETZ [11]. Na obrázcích 1-9 a 1-10 jsou znázorněny jednotlivé typy hrotů. Piktogramy ilustrují tvar hrotu špice jehly a jsou doplněny šipkou, která znázorňuje směr návleku nitě z leva doprava. V případě změny návleku zepředu dozadu, dochází ke změně vzhledu stehu.

RS - Ostrý zakulacený hrot – vhodný pro slepý a rovný vázaný steh. Hrot je citlivý a náchylný k poškození. Použití vhodné pro šití velmi jemných a hustě tkaných materiálů na výrobu halenek, sukní, kalhot a záclon.

R – Středně zaoblený hrot – štíhlého kuželovitého tvaru, nejběžněji a nejčastěji používaný hrot pro šití vázaným stehem. Vhodný zejména pro šití umělé kůže, vlněných a laminovaných materiálů a kombinace textilu s kůží.

(21)

21 RG – kulatý hrot s lehce zakulacenou špicí – hrot pro šití řetízkovým stehem, vhodný pro jemné pleteniny, mikrovlákna a výšivky.

FFG/SES – Mírně zakulacený hrot – hrot proniká mezi jednotlivé nitě materiálu a předchází tak poškození nitě. Vhodný pro pletené a vlněné materiály, lehké džínoviny, laminované textilie a šití spodního prádla.

Obr. 1-9 Hroty pro šití textilních materiálů [10]

FG/SUK – Středně zakulacený hrot – vhodný pro elastické materiály, silné jehly jsou vhodné pro středně těžké džínoviny a pleteniny a slabé jehly pro výrobu korzetů, spodní prádlo, záclony a krajky.

G – Silně zakulacený hrot – vhodný pro velmi hrubé pleteniny s většími otvory a hrubé džínoviny. Vhodný k výrobě svetrů, neboť kulatý hrot neporušuje nitě.

SKL – Velmi široký, vysoce zakulacený hrot – vhodný pro vysoce elastické hrubé materiály s plastickou strukturou.

TR – Speciální zakulacený hrot – vhodný pro šití výšivek a krajek, např. ubrusy a záclony.

Obr. 1-10 Hroty pro šití textilních materiálů [10]

(22)

22 1.4.8 Tvary hrotů pro šití kůže

Špice a hroty pro šití kůže jsou charakteristické řeznou ploškou, která kůži nakrojí, nikoli prorazí. Naříznutý otvor, kterým je vedena nit, má čistší a hladší okraje a jeho vzhled je upravenější a stejnoměrnější.

Speciální tvar špice snižuje odpor při vnikání hrotu do kůže. Tvar špice také významně ovlivňuje položení nitě a výsledný tvar stehu, který je skládán tak, aby vytvářel steh rovný, nebo zešikmený pod určitým úhlem směrem vpravo, nebo vlevo. Na následujících obrázcích 1-11, 1-12, 1-13 a 1-14 je vyobrazen přehled jednotlivých druhů hrotů šicích jehel, používaných pro šití textilních materiálů od firmy GROZ-BECKERT [10] a SCHMETZ [11].

LR – špice ve tvaru čočky - protíná kůži směrem doprava pod úhlem 45° ve směru šití.

Otvory po vpichu jsou viditelné, vhodné pro krátké až středně dlouhé stehy. Vhodné použití těchto špic je v případě ozdobného prošívání měkké až středně těžké kůže. LR špice jsou vhodné na šití obuvi, kožených oděvů tašek a kufrů.

VR – špice s kosočtvercovým hrotem - zářez směřuje doprava pod úhlem 45° a je díky čtyřem řezným hranám lepší variantou hrotu LR. Špice jsou díky lepšímu průniku do kůže vhodné pro šití těžkých kůží na výrobu obuvi a zavazadel.

LL – špice ve tvaru čočky - protíná kůži směrem doleva pod úhlem 45°ve směru šití.

Vhodné pro všechny typy kůže pro šití obuvi, tašek a zavazadel.

Obr. 1-11 Zobrazení hrotů LR,VR,LL [10]

D – špice s tvarem trojúhelníku - vhodná pro rovný steh, zanechává velké otvory, vhodné pro krátké až středně dlouhé stehy. Špice je vhodná pro šití těžkých kůží, na výrobu těžké obuvi, k čalounění a prošívání plastů. Jde o nejlepší řezný bod.

DH – střední trojúhelníková špice - pro šití středního až dlouhého rovného stehu s poměrně velkými otvory. Špice vhodné pro šití středních až těžkých kůží, k čalounění, šití interiérů automobilů, nepromokavých stanů a markíz.

LR VR LL

(23)

23 SD – kulatá špice s malým trojúhelníkovým hrotem – tvoří rovný steh, vhodný pro krátké až střední stehy. Zanechává malé otvory a upravený vzhled. Špice vhodná pro šití měkké kůže, laminovaných materiálů a vyšívaní aplikací na kůži.

Obr. 1-12 Zobrazení hrotů D, DH SD [10]

P – špice průřezu čočky - hrot protíná materiál kolmo ke směru šití a zanechává rovné kolmé otvory. Špice je vhodná na silné těžké kůže, na nichž vytváří šikmý steh z plasticky vystupujících nití. Šicí nit vyplňuje otvory a tvoří velmi silný dekorativní steh, který je vhodný i pro tvorbu kratších stehů. Špice se využívá k ozdobnému prošívání obuvi, oblečení, opasků, zavazadel, doplňků a čalounění.

PCR – špice průřezu čočky se zářezem - vzhled stehu je stejný jako u typu P, je vhodný pro dekorativní dvounitný vázaný steh jako levá jehla. Používá se pro dekorativní prošívání u obuvi, oblečení a čalounění.

PCR – špice průřezu čočky se zářezem - obdoba špice PCR vhodná pro dekorativní dvounitný vázaný steh jako pravá jehla.

Obr. 1-13 Zobrazení hrotů P, PCR, PCL [10]

S – čočkovitý tvar hrotu - protíná materiál a vytváří podélné otvory rovnoběžné se směrem šití. Zanechává viditelné otvory, vhodné pro střední až dlouhé rovné stehy.

D DH SD

P PCR PCL

(24)

24 Vhodné pro všechny typy kůže, pro výrobu obuvi, oblečení, opasků, zavazadel a čalounění.

DI – špice s kosočtvercovým hrotem - vzhled stehu je podobný typu S a díky čtyřem řezným hranám má lepší řezací efekt. Špice je vhodná pro šití těžké kůže s efektem rovného stehu pro výrobu obuvi, zavazadel a markíz.

R – kuželovitá špice s ostrým hrotem - standartní hrot pro šití textilu bez řezného efektu, vytváří převážně rovný nestandartní a variabilní steh. Nit je nepatrně vyvýšená, jehla zanechává nestandartní a proměnlivé otvory. Vhodné pro střední až dlouhé stehy pro šití měkké kůže, folií, laminátů, vyšívání, obuv, oděvy, automobilové sedačky.

Obr. 1-14 Zobrazení hrotů S, DI, R [10]

1.5 Povrchové úpravy strojních šicích jehel

Povrchové úpravy jehel jsou aplikovány na povrch jehly za účelem zlepšení mechanických a termických vlastností jehly při šití. Povrchové úpravy zvyšují pevnost jehly, chrání ji před oděrem a korozí a snižují míru poškození šitého materiálu při průchodu jehly. Díky hladkému povrchu dochází k eliminaci tření mezi jehlou a materiálem a tím i ke snížení teploty, která vzniká zejména při vysokorychlostním šití, kdy na jehle ulpívají části nataveného materiálu [10].

Leštění povrchu jehly je nejsnadnější, nejrychlejší a nejlevnější metodou úpravy, která však nezajistí jehle dostatečnou ochranu před korozí, která hrozí zejména při použití chlazení jehly vodní mlhovinou.

Chromování povrchu jehly patří mezi nejčastěji používané úpravy, které mají velké uplatnění v průmyslové výrobě a při vysokorychlostním šití. Pochromovaná jehla je pevnější a odolnější proti otěru a korozi a díky hladkému povrchu nedochází k nadměrnému usazování natavených částeček šicího a šitého syntetického materiálu.

Niklování povrchu jehly je využito zejména pro jehly určené k domácímu šití, které tato úprava chrání před korozí. Další výhodou niklových jehel jsou termické

S DI R

(25)

25 vlastnosti v podobě pomalého vzrůstu teploty jehly během šití. V případech, kdy teplota jehly překročí 250 °C, nastává k nežádoucímu rozkladu povrchu jehly. K těmto teplotám dochází vlivem změny směru materiálu v průběhu šití o konstantní rychlosti a může dojít k natavení otvorů v šitém materiálu.

Jehla s povrchem nitridu titanu (TiN) je díky své pevnosti a pružnosti nejčastěji používána při šití technických konfekcí, zvláště v automobilovém průmyslu. Při šití těžkých vrstvených materiálů a při prošívání křížových švů dochází, vlivem velkého odporu proti vpichu jehly do materiálu, k vychylování jehly. Následkem jsou vynechané stehy, poškozená nit, mechanické opotřebení jehly a hrotu chapače, nebo dokonce zlomení šicí jehly [11]. Řešením tohoto problému je povrch z nitridu titanu, který dodá jehle potřebnou pevnost, čímž se sníží vychýlení jehly a zvýší se odolnost jehly proti vibracím a mechanickému opotřebení. Životnost jehel s povrchem nitridu titanu je oproti běžně používaným jehlám vyšší. Materiálovým základem jehly je dle [16] tvrzená ocel s nánosem chromové vrstvy a finální povrch je tvořen 0,4µm vrstvou nitridu titanu (jak je znázorněno na obrázku 1-15b), který je typický zlatou barvou na obrázku 1-15a.

Obr. 1-15 Šicí jehla s povrchem TiN a řez jednotlivými vrstvami [10, 11]

Jehla s povrchem teflonu je vzhledem k nižšímu ulpívání natavených částic na povrchu jehly určena zejména pro šití syntetických materiálů. Nevýhodou je rychlé zahřátí povrchu teflonové jehly, která se zahřívá oproti chromované jehle rychleji a teplota je odváděna na povrch šicího a šitého materiálu, který podléhá destrukci. V šitém materiálu zůstávají natavené otvory a jsou porušena i vlákna syntetické nitě. Šicí jehly s tímto typem povrchové úpravy nejsou vhodné pro rychloběžné šití a pro výrobu automobilových potahů [10]. Šicí jehla s teflonovým povrchem je typická černou barvou, jak je znázorněno na obrázku 1-16.

Obr. 1-16 Šicí jehla povrstvená teflonem [11]

(26)

26 1.6 Speciální inovace jehly

Vzhledem k trendům dnešního průmyslu, který je charakterizován vysokými nároky na kvalitu a efektivitu výroby, ať už ve výrobě oděvního průmyslu či technických výrobků, je kladen důraz a tlak na vývoj a inovace nejen samotných finálních výrobků, ale i pracovních nástrojů a zařízení, pomocí nichž je konečný výrobek zpracováván.

Šicí stroje i strojní šicí jehly jsou inovovány, aby byly schopny kvalitně zvládat vzrůstající zátěž vysokorychlostního šití, při zachování vysoké jakosti finálního produktu.

Výrobci šicích jehel inovují a přizpůsobují jednotlivé části jehly vždy pro konkrétní druh šicího procesu, za účelem odstranění či eliminace stávajících systematických chyb. Inovace šicí jehly spočívá ve změně konstrukce jednotlivých kritických oblastí jehly, v kombinaci typů jednotlivých částí šicí jehly a v povrchové úpravě.

Inovace konstrukce kritických oblastí jehly spočívá ve změně tvaru části jehly v místě, kde se vyskytuje konkrétní problém. V případě šicí jehly SAN 5, od výrobce šicích jehel GROZ-BECKERD [10], je vyvinuta jehla pro průmyslové aplikace, zejména pro vysokorychlostní šití těžkých materiálů, která je doporučena pro automobilový průmysl. Ke zvýšení pevnosti jehly a eliminace vychýlení je použito povrstvení jehly nitridem titanu. Konstrukčně je zredukován průřez jehly v oblasti vybrání pro zmenšení odporu proti průniku jehly do materiálu díky čemuž došlo k 30 % poklesu síly potřebné pro průnik jehly skrz materiál. Průřez jehly nad ouškem je po celé délce vybrání na chapačové straně upraven seříznutím, které je vidět na řezu jehly na obrázku 1-17b a které umožňuje hrotu chapače lepší dostupnost pro zachycení smyčky v podobě možnosti nastavení těsnější pozice šicí jehly a hrotu chapače. Samotný průřez jehly na obr. 1-17a je oproti standartnímu více odolný vychýlení jehly. Boční strany ouška jehly na chapačové straně jsou oproti standardním jehlám mírně prohloubeny, jak je vidět na obr. 1-17c, čímž dojde k redukci nežádoucího přetáčení nitě a zvyšování zákrutu šicí nitě.

Obr. 1-17 Průřez, vybrání a ouško jehly SAN 5 versus standard [10]

(27)

27 Další konstrukční inovaci představuje jehla SAN 11, se speciální geometrií těla, která je znázorněna na průřezu 1-18a. Změna průřezu z kruhového na téměř trojúhelníkový se zaoblenými hranami, dodává jehle stabilitu a odolnost proti ohybu a vychylování jehly.

Vybrání na chapačové straně jehly, které je zobrazeno na řezu 1-18b, je oproti standartním jehlám prohloubeno a umožňuje tak těsnější pozici šicí jehly a hrotu chapače. Dochází tak k prevenci vynechaných stehů a poškození šicí nitě [11].

Obr. 1-18 Speciální geometrie a rozdíl vybrání SAN 11 versus standard [10]

Speciální vedení nitě na návlekové straně spočívá v lehce vyčnívající části, znázorněné na obrázku 1-19, která je délkou shodná s vybráním a v návaznosti je nit vedena asymetricky tvarovaným ouškem jehly, které napomáhá ke správné tvorbě smyčky a zabraňuje rozplétání šicí nitě [11].

Obr. 1-19 – Speciální tvar návlekové strany a ouška šicí jehly [10]

Výrobce šicích jehel SCHMETZ [11], vyvinul jehly, u kterých s měnící se tloušťkou jehly odpadá nutnost seřizovat vzdálenost jehly od chapače, z důvodu stejné hloubky vybrání. Hloubka vybrání, vzhledem k ose jehly, je stejná u jehel v rozmezí od 70 Nm do120 Nm, čímž se zvýší efektivita šicího procesu, neboť operátor je sám schopen vyměnit jehlu a pokračovat v šití, bez nutnosti zásahu mechanika z důvodu seřízení vzdálenosti jehly a hrotu chapače. Inovace předchází nárazům hrotu chapače do jehly a snižuje tak opotřebení obou strojních částí. Na obrázku 1-20 je znázorněn rozdíl

(28)

28 inovovaného vybrání oproti standardnímu. Jehly jsou vhodné k použití v průmyslové výrobě s častými změnami velikosti jehel.

Obr. 1-20 Jehla se stejnou hloubkou vybrání od 70 NM do 120 NM [11]

Výrobci jehel aktivně spolupracují se svými odběrateli, sbírají informace o systematických chybách v podmínkách průmyslové výroby a aktivně se prostřednictvím vývoje a inovování stávajících produktů, snaží chybám předcházet. Nový typ jehly vzniká kooperací výrobce a zákazníka.

1.7 Teoretický princip tvorby smyčky

Základním principem tvorby smyčky je rozdílná velikost třecích sil na návlekové a chapačové straně šicí jehly. Cílem je, aby tření na návlekové straně jehly bylo co nejmenší, čehož je dosaženo právě konstrukcí dlouhé drážky a hladkým povrchem jehly. Naopak na chapačové straně jehly je konstrukce jehly uzpůsobena tak, aby docházelo k velkému tření nitě s šitým materiálem při pohybu jehly z dolní úvratě do zacházky a docházelo tak k tvorbě smyčky.

Na návlekové straně jehly je tření eliminováno dlouhou niťovou drážkou jehly, ve které se nit schová a vzniká tak slabé tření nitě převážně s materiálem jehly a nepatrné tření mezi nití a šitým materiálem. Součet těchto dvou třecích sil na návlekové straně je menší, než třecí síly na straně chapačové.

Nit na chapačové straně je z ouška jehly vedena po povrchu šicí jehly, kde vzniká velké tření mezi nití a šitým materiálem a menší tření mezi jehlou a nití. Součet těchto dvou sil je větší, než součet třecích sil na straně návlekové. Důsledkem rozdílné velikosti třecí síly na návlekové a chapačové straně jehly je vytvářena nesouměrná smyčka, jejíž

(29)

29 maximum se soustřeďuje u vybrání na chapačové straně jehly, kde je následně zachycena hrotem chapače [3]. Tvorbu smyčky demonstruje obrázek 1-21.

Obr. 1-21 Tvorba smyčky

1.8 Systém jehly

Systém jehly je vlastní označení sortimentu jehel každého výrobce. Jde o číselné vyjádření charakteristických rozměrů jehly, které může být doplněno o písmena, jež mohou označovat konkrétní typ, povrchovou úpravu, či hrot jehly. Takto označené jehly nelze srovnat mezi výrobci navzájem.

1.9 Jemnost jehly

Jemnost jehly slouží jako všeobecná identifikace strojních šicích jehel, která je u všech výrobců jehel odvozena ze stejných parametrů, aby bylo možné porovnat a sjednotit šicí jehly od různých výrobců.

Jednotkou, která charakterizuje tloušťku jehly, je číslo metrické Nm, jehož hodnotu získáme změřením průměru těla jehly a získaný průměr v mm vynásobíme stem. Metrické číslo bývá uvedeno na dříku jehly spolu s názvem výrobce.

Druhým možným označením jehel je označení prostřednictvím Singrova čísla, které je dáno číselnou řadou, jež ve většině čísel odpovídá hodnotám Nm, viz tabulka 1-3 [9].

Řez A

Řez B

(30)

30 Tab. 1-3 Odpovídající si hodnoty Nm a Singrova čísla

Nm Singer Nm Singer Nm Singer Nm Singer Nm Singer Nm Singer Nm Singer

50 5 65 9 90 14 120 19 130 180 24 230 26

55 6 70 10 100 16 130 21 160 23 190 240

60 8 80 12 110 18 140 22 170 200 25 250 27

1.10 Výroba jehel

Výroba každé jehly, z tisíce možných druhů a variant, je procesem sestaveným přibližně ze 100 operací. Výroba jehly je kombinací přesného strojírenství, chemie a metalurgie. V následujících jedenácti bodech budou popsány hlavní operace výroby jehel dle [13].

Výběr a kontrola drátu - správné složení drátu je podmínkou pro vysokou kvalitu jehly. Hlavním materiálem je ocelový drát s vysokým obsahem uhlíku nad 0,8%, který je navinutý na cívkách. Drát je testován na průměr, tahové vlastnosti a výskyt povrchových vad. Testy jsou prováděny před dodáním materiálu do výroby.

Tvarování a označení jehly - ocelový drát, jehož průměr je volen dle požadavku na průměr dříku jehly, je narovnán a nasekán na definovanou délku. Pod dříkem je vytvořen přechodový kužel a zbytek drátu je zredukován na průměr těla jehly viz obr. 1- 22a. Dřík jehly je opatřen názvem výrobce a jemností jehly, zobrazeném na obr. 1-22b.

Obr. 1-22 Redukce ocelového drátu na průměr těla jehly a označení jehly [13]

Lisování - nejdůležitější operací při výrobě jehly je lisování ouška a jeho okolí, viz obr. 1-23. Každá jehla je lisována, aby získala přesný tvar ouška a vybrání nad ouškem na chapačové straně. Jehla touto operací získává parametry nezbytné pro bezchybnou tvorbu stehu.

Obr. 1-23 Lisování ouška jehly [13]

a b

(31)

31 Frézování drážek a broušení špice a hrotu - niťová dlouhá a krátká drážka je frézována na speciálním stroji. Broušením špice jehly se odstraňují nedostatky po lisování ouška. Následně je broušen hrot jehly, kterému je dán základní tvar pro pozdější dokončení hrotu, viz obr. 1-24.

Obr. 1-24 Frézování drážky jehly [13]

Tepelná úprava – skládá se ze tří fází a to žíhání, kalení a popouštění a dodává jehle pevnost a elastické vlastnosti pro lepší šicí výkon. Kalení se provádí ve speciální peci bez přístupu kyslíku, aby nedocházelo k oxidaci povrchu jehly a ke ztrátám uhlíku z oceli.

Jehly jsou po vyjmutí z pece ochlazeny uložením do olejové lázně a poté jsou na předem stanovenou dobu uloženy do boxu o teplotě -70 . Tato operace zvyšuje tuhost jehly.

Chemické leštění - leštění je velmi důležitá operace, která zanechá povrch jehly hladký po celé její ploše. Odstraňuje z jehly zbytky nedokonalostí a napomáhá ke zmenšení tření mezi jehlou, nití a šitým materiálem.

Rovnání - tato operace zahrnuje rovnání jehel, které byly ohnuty v důsledku předchozích procesů. Rovnání se provádí pomocí technologie, která detekuje chyby, napravuje je a kontroluje přítomnost jehly.

Pokovování a závěrečné leštění - operace pokovování nanáší na jehlu povlak niklu u jehel pro domácí použití a chrom, titan nitrid či teflon pro průmyslové šicí jehly.

Pokovování je operace prováděná v plně automatizovaném provozu, která dodává jehlám pevnost, lesklý vzhled, ovlivňuje zahřívání jehly a chrání povrch jehly před korozí. Díky hladkosti povrchu je sníženo tření mezi jehlou, nití a šitým materiálem a dochází k eliminaci oděru povrchu jehly. V poslední fázi výroby je pokovovaná jehla přeleštěna.

1.11 Namáhání jehel

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)

32 Strojní šicí jehly jsou v šicím procesu obecně namáhány mechanicky a termicky.

Úkolem strojní šicí jehly je projít šitým materiálem bez poškození šitého či šicího materiálu a bez porušení povrchu nebo konstrukce šicí jehly. Příčinou mechanického a následně i termického namáhání a opotřebení jehly je práce, kterou jehla koná při vysokých rychlostech i přes odpor materiálu. Odpor materiálu vůči průniku jehly a následné opotřebení jehly je tím větší, čím tvrdším materiálem je jehla nucena projít.

Velký význam z hlediska odporu proti jehle má i počet vrstev materiálu a množství 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)

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)

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)

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.

2.1 Základní znaky automobilového průmyslu

Automobilový průmysl dbá všeobecně na vysokou kvalitu veškerých součástí automobilu nejen z důvodu udržitelnosti dobrého jména konkrétní značky automobilu na trhu, ale především kvůli možnému ohrožení života konečného spotřebitele. Cílem každé automobilové výroby je zvyšující se produktivita za neustálého snižování počtu neshodných výrobků a nákladů. Charakteristickým znakem je týmová práce, kde spolupracuje skupina odborníků na konkrétním projektu a zabezpečuje plánování výroby, logistiku, technologii a kvalitu za účelem celkového zlepšování procesu [18].

Automobilový průmysl se řídí řadou norem, které jsou oproti klasickým rozšířeny o speciální požadavky na vysokou kvalitu pro výrobky automobilového průmyslu.

QS 9000 je norma ISO 9001 doplněná o požadavky na automobilový průmysl, které vypracovala skupina Chrysler, Ford a General Motors. Tato oborová norma obsahuje požadavky, které musí v různé úrovni splňovat každý výrobce součástí, určených pro automobilový průmysl. Konkrétně se jedná o požadavky na neustálé zlepšování a způsobilost procesů a zavádění a schvalování nových výrobků.

VDA 6 je svazek norem ISO a dalších požadavků automobilového průmyslu, který specifikuje prověřování systému managementu jakosti prostřednictvím auditování. VDA obsahuje také upřesňující požadavky např. na výběr dodavatelů.

ISO/TS 16949 je plné znění normy ISO 9001 doplněná o požadavky z oblasti spokojenosti zákazníků, schvalování výrobků a neustálého zlepšování. Jedná se o oborovou normu, která sjednocuje celosvětové požadavky automobilového průmyslu na systémy managementu jakosti.

2.1.1 Zákazníci a dodavatelé

Výroba je zcela řízena požadavky zákazníka, který udává vzhled potahu a materiály, které budou v šicím procesu použity. V řadě případů jsou dodavatelé hlavních materiálů, které jsou zpracovávány ve velkém objemu jako například kůže a potahové

(36)

36 textilie, nominováni přímo zákazníkem. To znamená, že v případě problémů s tímto dodavatelem v šicím závodě není možné jednoduše změnit dodavatele tohoto materiálu, aniž by o tom byl zákazník informován a aniž by změnu dodavatele schválil. Dodavatele méně kritických materiálů si šicí závod volí sám.

Ke každému materiálu a výrobku se ze strany dodavatele zpracovává pro zákazníka PPAP dokumentace. Titulní strana PPAP je jednotným dokumentem, kde je uvedeno číslo a název materiálu a následně je dle požadavků zákazníka vyhotovena výkresová dokumentace, analýza dat z výrobního procesu, kontrolní plán, FMEA, vývojový diagram a další. Dodavatel musí zabezpečovat kvalitu výrobního procesu tak, aby svým výrobkem splnit všechny požadavky zákazníka, který určuje míru jakosti.

2.1.2 Vývoj a dokumentace

Vývojové centrum autopotahů je zaměřeno především na konstrukční řešení potahu, který musí perfektně sedět na konstrukci sedadla po natažení. Dle finálních střihových šablon potahu jsou ve vývojovém centru ušity vzorky, které jsou určeny pro šicí závod. V šicím závodě je následně dle vzorků zpracována veškera dokumentace a odšita zkušební série. Před zavedením sériové výroby jsou v případě problémů provedeny změny a úpravy jak konstrukční, tak i technologické.

Úkolem technologa je sestavit technologický postup výroby potahu, doplněný o šicí specifikace ke každé operaci a vytvořit plán šicí dílny, tedy layout, podle kterého bude sestavena šicí dílna. Layout znázorňuje rozmístění jednotlivých šicích strojů, typ stroje a operace, které na něm budou prováděny a dále je doplněn o vytíženost stroje a náročnost činnosti. Dle layoutu a technologického postupu je dále zpracován dílčí technologický postup, což je grafické znázornění střihových dílů potahu, na nichž je zakresleno vždy konkrétní šití, které odpovídá operacím na stroji v layoutu.

2.1.3 Logistika a plánování výroby

Stálou zásobu materiálu má na starosti logistik, který reaguje na aktuální stav materiálu uvedený v centrální databázi. Při nedostatku určitého materiálu dostane o této skutečnosti signál z výroby a jeho povinností je zajistit objednávku a včasnou dodávku materiálu tak, aby nedošlo k zastavení výroby.

Plánování výroby je uskutečněno na základě objednávky od zákazníka, který zadá množství kusů jednotlivých modelů a termín na zhotovení. Úkolem plánovačů výroby je rozplánovat zakázku pro jednotlivé směny a zadat objednávku prostřednictvím

(37)

37 kanbanových karet do výroby pro každou dílnu. Kanbanová karta slouží jako signál pro zahájení určité činnosti.

2.1.4 Materiál

Veškerý dodaný materiál je evidován skladníky, kteří provedou kvantitativní kontrolu a zanesou jej do centrálního systému. Kvalitativní kontrola je prováděna pracovníky vstupní kontroly, kteří mají k dispozici kartotéku s veškerými vzorky materiálů (Master Sample), jež jsou ve výrobě používány a slouží k porovnání s materiálem dodaným. U kůží jsou dvojí vzorky materiálu a to plastová destička, dle které je určována barva příchozího materiálu a vzorek kůže samotné. U materiálů určených pro textilní látkové potahy se kontroluje úhel vzoru, což je u těchto materiálů nejčastější vadou a vady způsobené v procesu výroby jako například nopky, díry, zatržené nitě atd. U rolových materiálů je hlavním kontrolovaným prvkem šíře role. Při výskytu většího množství vad a podšířového materiálu, je po dodavateli nárokována sleva. U každého materiálu je dán způsob a četnost kontrol. Zvláštní skupinou jsou materiály označené CC neboli kritické charakteristiky (Critical Characteristic), které mohou přímo ohrozit zdraví člověka. Mezi CC materiály patří např. nylony, používané jako podklad airbagu. U těchto materiálů je pracovník vstupní kontroly povinen provádět 100% kontrolu v podobě předepsaných zkušebních testů.

Kůže jsou dodávány na tzv. koni, což je dřevěná konstrukce s bokorysem trojúhelníku, která je ve většině případů potažená tenkou vrstvou hladké překližky, aby nedošlo k poškození kožených plachet. Kůže jsou na koni navrstveny na sobě a každá plachta je samostatně kontrolována. Součástí plachet je štítek, který obsahuje identifikační číslo, plochu a číslo dávky. Značení kůže se provádí pomocí speciálních barevných fixů či voskovek, kterými jsou označeny vady a okrajové - břišní části kůže, které jsou pro výrobek vysoké kvality nevhodné.

2.1.5 Stříhání

Ve střihacím procesu je fix na kůži snímám kamerou do počítače a cuttersystém identifikuje plochu, na které je možné rozmístit díly. U kožených dílů probíhá střihačský proces na cutteru vždy po jedné plachtě, která je snímána a dle označených vad jsou napolohovány jednotlivé střihové díly. Druh a významnost vad je definována prostřednictvím katalogu vad kůže, vydaného konečným zákazníkem potahů. Katalog udává na jakém díle potahu a v jakém rozsahu je možné konkrétní vadu akceptovat.

(38)

38 V případě rolového materiálu je tento chválený a označený materiál ze vstupní kontroly dle plánu výroby předán do střihacího procesu, kde je navrstven do nálože a vystřižen cutterem.

Nastříhané díly jsou naskládány na vozík, označeny kartou a odvezeny na dílnu nebo na audit střihárny, kde jsou nové a problematické díly kontrolovány podle šablon. Na auditu střihárny jsou v deskách shromážděny veškeré střihové šablony, uspořádané dle zákazníka a jednotlivých modelů potahů.

2.1.6 Šicí proces

Šicí dílna se skládá z jednotlivých buněk – hnízd, která jsou soustředěna okolo dopravníkového pásu, který slouží pro přepravu hotových potahů z buněk do balíren.

Dopravníkový pás zabezpečuje přímou, plynulou cestu výrobku z buňky, čímž eliminuje časové a finanční ztráty, které by nastaly v případě přepravy hotových výrobků pomocí vozíků. Přeprava hotových potahů dopravníkovým pásem je vhodná i z prostorových důvodů.

Jednotlivé šicí dílny jsou uspořádány vedle sebe po celé šíři šicí haly, přičemž začátek každé dílny je identifikován závěsnou tabulí s označením dílny. K identifikaci pracovníků na šicí hale slouží barevné pláště, které jsou zaměstnanci povinni nosit. Chod každé dílny má na starosti mistrová, která se pravidelně účastní schůzek kvality a řeší spolu s inženýrem kvality a produktovým inženýrem zlepšování produktivity, plynulost toku materiálu a předcházení vadám. Dílna je sestavena většinou z pěti až sedmi buněk, které odpovídají členitosti potahů v automobilu.

Než je šička začleněna do sériové výroby, absolvuje dvouměsíční trénink a poté jde na tréninkovou dílnu, která šije sériovou výrobu s nižším tempem výroby. Po zařazení do klasické dílny nosí šička červený plášť, který upozorňuje předáka dílny a mistrovou na častější kontroly šičky. Šička obsluhuje ve stoje dva až tři šicí stroje, dle náročnosti operací a počtu šiček na směně. Šitím ve stoje je ušetřeno místo v buňce a čas při přesunu šiček mezi jednotlivými stroji. Na začátku směny je šička povinna provést na vzorku materiálu šicí test, kterým předejde případným chybám, způsobeným závadou stroje, nebo špatným nastavením stroje. V každé buňce je předák směny, jímž bývá nejzkušenější šička, která konzultuje a schvaluje opravy na potazích ostatních šiček a kontroluje správnost každého hotového potahu před vhozením na dopravníkový pás. Šička si 100% kontrolou zodpovídá za kvalitu provedených šicích operací. Pokud je špatně provedená operace neopravitelná, vyřadí se díl do odpadu, dále jen scrapu a nahradí se dílem z banky, která je zásobníkem

References

Related documents

hodnocených úprav s neupravenými materiály včetně vlivu opakovaných pracích cyklů. Škoda, Že s Časových důvodů nebylo možno provést více cyklů praní a

Mezinárodní obchod, vývoz, dovoz, obchodní bilance, Česká republika, "třetí země", Spojené státy americké, Čínská lidová republika,

Tato bakalářská práce se zabývá negativně působícími vlivy, které se vyskytují u povolání sestry a ovlivňují její zdraví. Povolání sester je velice náročné a těţké.

Vliv povrchové úpravy nástroje na jeho životnost při ýrobě šroubů s označením KX

Prost ednictvím rozší ení podpory zájm spot ebitel a opat ování vysoké úrovn ochrany spot ebitele vede Společenství k ochran zdraví, bezpečnosti a

Je však nesporné, že na vývoj dítěte má vliv věk rodičů, úroveň vzdělání rodičů, jejich zaměstnání, postavení v povolání, ve společnosti, pověst rodiny

„Takovéto pojetí vzdělávání umožňuje vzdělávat společně v jedné třídě děti bez ohledu na jejich rozdílné schopnosti a učební předpoklady“.(RVP PV, 2018. 7) Proto

Cílem bakalářské práce bylo vytvořit efektivní propagační kampaň firmy. Před konkrétním návrhem propagační kampaně byly zjištěné potřebné skutečnosti z