Развитие технологии основовязания: оптимизация механических характеристик для промышленного применения

Технология основовязального производства переживает революционные изменения, обусловленные растущим спросом на высококачественный технический текстиль в таких отраслях, как строительство, геотекстиль, сельское хозяйство и промышленная фильтрация. В основе этих изменений лежит более глубокое понимание того, как конфигурация траектории движения нитей, схемы расположения направляющих планок и направленная нагрузка влияют на механические свойства основовязальных полотен.

В этой статье представлены новаторские разработки в области проектирования основовязальных сеток, основанные на эмпирических данных, полученных при исследовании монофиламентных тканей из полиэтилена высокой плотности (ПВП). Эти идеи меняют подход производителей к разработке продукции, оптимизируя основовязальные полотна для реальных условий эксплуатации — от сеток для стабилизации грунта до современных армирующих сеток.

 

Понимание основовязального искусства: прочность, достигаемая за счет точного формирования петель

В отличие от тканых материалов, где нити пересекаются под прямым углом, основовязальное полотно создаёт непрерывное образование петель вдоль направления основы. Направляющие планки, каждая из которых пронизана нитью, совершают запрограммированные колебательные (из стороны в сторону) и толчковые (вперёд-назад) движения, создавая разнообразные нахлёсты и нахлёсты. Эти профили петель напрямую влияют на прочность ткани на разрыв, эластичность, пористость и её устойчивость в разных направлениях.

В исследовании выявлены четыре индивидуальные структуры основовязаного полотна — от S1 до S4, — разработанные с использованием различных последовательностей наложения нитей на основовязальной машине Tricot с двумя направляющими планками. Благодаря изменению взаимодействия открытых и закрытых петель каждая структура демонстрирует уникальные механические и физические свойства.

 

Технологические инновации: тканевые структуры и их механическое воздействие

1. Индивидуальные планы притирки и движения направляющей планки

• С1:Сочетает в себе замкнутые контуры передней направляющей планки с открытыми контурами задней направляющей планки, образуя сетку в форме ромба.
• С2:Имеет чередующиеся открытые и закрытые петли у передней направляющей шины, что повышает пористость и диагональную устойчивость.
• С3:Приоритет отдается плотности петель и минимальному углу наклона нитей для достижения высокой жесткости.
• С4:Использует замкнутые петли на обеих направляющих планках, что обеспечивает максимальную плотность стежка и механическую прочность.

2. Механическая направленность: раскрытие силы там, где это важно

Сетчатые конструкции основовязаного типа проявляют анизотропное механическое поведение, то есть их прочность изменяется в зависимости от направления нагрузки.

• Направление Уэльса (0°):Самая высокая прочность на разрыв благодаря расположению нитей вдоль основной несущей оси.
• Диагональное направление (45°):Умеренная прочность и гибкость; полезен в случаях, когда требуется устойчивость к сдвигу и разнонаправленным нагрузкам.
• Направление курса (90°):Самая низкая прочность на разрыв; наименьшее выравнивание нитей в этой ориентации.

Например, образец S4 продемонстрировал превосходную прочность на растяжение в продольном направлении (362,4 Н) и продемонстрировал самое высокое сопротивление разрыву (6,79 кг/см²), что делает его идеальным для применения в условиях высоких нагрузок, например, в качестве георешеток или армирования бетона.

3. Модуль упругости: контроль деформации для повышения несущей способности

Модуль упругости измеряет, насколько ткань устойчива к деформации под нагрузкой. Результаты показывают:

• S3достигнут наивысший модуль упругости (24,72 МПа), что объясняется почти линейными траекториями нитей в задней направляющей планке и более узкими углами петель.
• S4, хотя и имеет немного меньшую жесткость (6,73 МПа), это компенсируется превосходной устойчивостью к многонаправленным нагрузкам и прочностью на разрыв.

Это понимание позволяет инженерам выбирать или разрабатывать сетчатые структуры, соответствующие пороговым значениям деформации, характерным для конкретного применения, обеспечивая баланс между жесткостью и упругостью.

 

Физические свойства: разработаны для повышения производительности

1. Плотность стежка и покрытие ткани

S4Высокая плотность переплетения (510 петель/дюйм²) обеспечивает улучшенную однородность поверхности и распределение нагрузки. Высокая плотность переплетения повышает прочность и светонепроницаемость, что особенно важно для защитных сеток, солнцезащитных систем и систем сдерживания распространения.

2. Пористость и воздухопроницаемость

S2Обладает самой высокой пористостью благодаря более крупным петлям и более рыхлой вязке. Такая структура идеально подходит для воздухопроницаемых материалов, таких как теневые сетки, сельскохозяйственные покрытия или лёгкие фильтрующие ткани.

 

Реальные приложения: создано для промышленности

• Геотекстиль и инфраструктура:Конструкции S4 обеспечивают непревзойденное армирование для стабилизации грунта и возведения подпорных стенок.
• Строительство и армирование бетона:Сетки с высоким модулем упругости и прочностью обеспечивают эффективную борьбу с трещинами и размерную стабильность бетонных конструкций.
• Сельское хозяйство и теневые сетки:Воздухопроницаемая структура S2 способствует регулированию температуры и защите урожая.
• Фильтрация и дренаж:Ткани с регулируемой пористостью обеспечивают эффективный поток воды и задержание частиц в технических системах фильтрации.
• Медицинское и композитное применение:Легкие, высокопрочные сетки повышают функциональность хирургических имплантатов и композитных материалов.

 

Производственный анализ: мононить HDPE как революционный инструмент

Монофиламент HDPE играет ключевую роль в достижении превосходных механических и экологических характеристик. Благодаря высокой прочности на разрыв, стойкости к ультрафиолетовому излучению и долговечности, HDPE делает основовязаные полотна пригодными для использования в суровых условиях, в условиях высоких нагрузок и на открытом воздухе. Благодаря соотношению прочности к массе и термостойкости он идеально подходит для армирующих сеток, георешеток и фильтрующих слоев.

 

Взгляд в будущее: на пути к более интеллектуальным инновациям в области основовязального искусства

• Умные основовязальные машины:Технологии искусственного интеллекта и цифровых двойников будут способствовать адаптивному программированию направляющих планок и оптимизации структуры в реальном времени.
• Прикладная разработка тканей:Конструкции основовязаных изделий будут проектироваться на основе моделирования напряжений, целевых показателей пористости и профилей нагрузки на материал.
• Устойчивые материалы:Переработанный полиэтилен высокой плотности и пряжа на биологической основе станут основой следующей волны экологичных основовязаных решений.

 

Заключительные мысли: инженерные характеристики от Yarn Up

Данное исследование подтверждает, что механические характеристики основовязаных полотен полностью поддаются техническому проектированию. Регулируя схемы нахлёста, геометрию петель и выравнивание нитей, производители могут создавать основовязаные полотна с характеристиками, соответствующими высоким промышленным требованиям.

 

В нашей компании мы гордимся тем, что являемся лидерами этой трансформации, предлагая основовязальное оборудование и решения в области материалов, которые помогают нашим партнерам создавать более прочные, интеллектуальные и экологически чистые продукты.

Позвольте нам помочь вам спроектировать будущее — один виток за раз.