III.1. Các phương pháp cắt vải:
III.2. Cắt cơ khí: (sử dụng cưa, dao , kéo, đục, khoan)
III.2.1. Cắt bằng kéo, dao:
Dùng để cắt đầu bàn vải và thường chỉ có thể cắt được một vài lớp vải, độ chính xác không cao.
III.2.2. Cắt bằng máy cắt : - Đĩa dao: dùng cắt phá
- Máy cắt di động ( máy cắt tay): gồm có 2 loại dao thẳng và đĩa dao. - Máy cắt cố định ( máy cắt vòng): gồm có dao 2 puli, 3 puli, 4 puli.
Độ sắc của dao phụ thuộc thông số hình học. Gồm góc nhọn và cạnh dao, góc lượn và cạnh dao. Ngoài ra, các thông số hình học vi mô của lưỡi dao
Các phương pháp cắt
Cơ khí Nhiệt vật
lý Tia nước cơ
nhiệt Dao Dao thẳng Đĩa dao Bảng dao
Cưa Kéo Đục Khoan Tia laser T.plasma Điện tử
Chùm tia Tia lửa điện Điện cao tần Sóng siêu âm Nhiệt điện
Khả năng dao xâm nhập vào vật liệu cắt phụ thuộc vào thông số cắt: tốc độ cắt, vật liệu cắt, tính chất cơ lý của vật liệu, sự chuyển động tương đối giữa dao và vật liệu, chất lượng gia công dao và vào độ mài mòn của lưỡi dao.
Ở Việt nam, người ta còn dùng phương pháp cưa, khoan để cắt. Ở nước ngoài, sử dụng nhiệt vật lý và cơ nhiệt.
Máy cắt đĩa dao
Máy cắt tay.
Máy cắt vòng Máy cắt tự động
* Tiến trình cắt:
- Cắt phá bàn vải
- Cắt thô những chi tiết lớn, hoặc từng mảng chi tiết nhỏ, cắt bằng máy cắt đẩy tay ( máy cắt di động)
- Cắt tinh để cắt những chi tiết nhỏ cần độ chính xác cao bằng máy cắt vòng (máy cắt cố định) Chú ý:
+ Khi cắt bằng máy cắt vòng, phải di chuyển khối vải và dao cắt. Do đó, phải kẹp tập vải chặt lại bằng kẹp hoặc bằng các ngón tay để tập vải không bị xô lệch. Một số bàn vải có lỗ phun khí để giảm ma sát giữa vải và mặt bàn. Cần hết sức cẩn thận trong khi cắt để không bị tai nạn lao động.
+ Khi cắt bằng máy cắt tay, bàn vải đứng yên, ta phải lách máy vào đường cắt. Đường cắt càng phức tạp (bán kính cong nhỏ) thì càng khó thao tác, máy bị rung nên khó cắt chính xác.
III.2.3. Phương pháp ép đột:
Bản chất vật lý của phương pháp ép đột: quá trình cắt, đầu tiên lớp vải sẽ bị ép xuống. Dưới tác dụng của lực ép và độ sắc của dao, các lớp vải sẽ bị phá hủy theo biên ngòai của cạnh dao. Các lớp vải phía trên sẽ có kích thước dài hơn các chi tiết ở lớp dưới.
Độ sai lệch giữa các chi tiết trên và chi tiết dưới tương đối lớn.
Xác định góc của dao cắt, độ dày của vật liệu cắt (số lớp vải), lực ép của dao.
Nếu tăng số lớp vải cần trải, độ sai lệch sẽ càng nhiều nên phải tính toán số lớp vải sao cho phù hợp.
Độ dày vật liệu càng nhiều, số lớp vải cần trải sẽ càng ít. Góc sắc của dao phụ thuộc vào độ cứng, độ bền của vật liệu. Ưu điểm:
+ Giảm tiêu hao vải thừa, tăng năng suất sử dụng.
+ Thường dùng cho các loại vải cứng, nặng dày: vải tráng nhựa, da, mex. Nhược điểm:
+ Chỉ cắt chi tiết phụ không phức tạp như: túi, đai áo, thắt lưng.
+ Độ sai số về kích thước chi tiết giữa các lá vải khác nhau. Ví dụ: vải dệt thoi chênh lệch giữa lá trên và lá dưới có thể tới 2%, vải dệt kim độ chênh lệch này là 2,5%.
+ Nếu sản phẩm đa dạng, luôn thay đổi thì phải gia công lại lưỡi dao. Như vậy rất lãng phí, đồng thời cần có kho riêng để cất giữ các loại dao.
+ Kinh phí gia công lưỡi dao lớn.
III.3. Cắt bằng tia nước:
* Nguyên tắc cắt:
Dùng áp lực mạnh của tia nước để phá tách vật liệu may. Các tia nước làm biến dạng vật liệu, tạo ra một lực phá vật liệu ra thành xơ nhỏ ở đường cắt. Đường cắt loại này nhỏ như đường cắt của dao.
Ưu: Vết cắt sạch, kích thước vết cắt nhỏ.
III.4. Cắt bằng cơ nhiệt:
Có nhiều dạng năng lượng khác nhau:
Dạng 1: truyền năng lượng từ bên ngoài: nhiệt điện.
Dạng 2: Năng lượng sinh ra từ bên trong vật liệu : điện cao tần, siêu âm. III.4.1. Cắt bằng nhiệt điện :
Bản chất:
- Đốt nóng vật liệu đến nhiệt độ giới hạn. Sau đó vật liệu được cắt bằng dao. - Dao cắt có 2 dạng: dây dẫn hình trụ; lưỡi dao hình nêm hoặc hình răng cưa. - Khi khoan lỗ, dao có dạng đầu kim
- Các lưỡi dao được nối với mạch điện.
- Dao được đốt nóng, biến năng lượng điện thành năng lượng nhiệt và làm cho vật liệu nóng lên đến nhiệt độ giới hạn.
- Có thể cắt sau cùng bằng chính năng lượng nhiệt hoặc bằng cơ.
- Hiệu suất cắt phụ thuộc khá nhiều vào vật liệu: vật liệu tổng hợp sẽ có hiệu quả nhất, vải lanh kém hiệu quả nhất.
III.4.2. Cắt bằng điện cao tần: Bản chất:
- Cắt bằng năng lượng điện cao tần, dưới tác động của dòng điện xoay chiều cao tần lên vật liệu có tính kết cấu chịu lực ( vật liệu tổng hợp hoặc vật liệu pha sợi tổng hợp). Quá trình này sẽ tạo nhiệt ngay bên trong vật liệu, làm cho vật liệu biến dạng. Vật liệu bị gia nhiệt đến trạng thái dẻo, sau đó ta sẽ cắt vật liệu bằng lực cơ học nhỏ.
- Do điện tích chuyển động về các hướng điện cực, dòng điện là dòng xoay chiều và tần số cao làm tăng tốc độ chuyển dịch của các điện tích về các điện cực. Quá trình làm tăng tốc độ điện tích sẽ sinh ra năng lượng trong lòng của vật liệu. Như vậy, động năng đã chuyển thành nhiệt năng và làm nóng ngay trong lòng vật liệu.
- Khi vật liệu dệt có tính chất điện môi lớn, hay không dẫn điện (ví dụ: vật liệu có nguồn gốc thiên nhiên) thì không nên áp dụng phương pháp này vì vật liệu có tính phân cực kém và dễ cháy khi nhiệt độ trong lòng vật liệu trở nên quá cao.
III.4.3. Cắt bằng siêu âm: Bản chất:
- Aâm là những sóng đàn hồi trong môi trường vật chất. - Nếu tần số f= 16-20 Khz: tai người nghe thấy.
- Nếu tần số f< 16 Khz (hạ âm) hoặc >20 Khz (siêu âm): tai người không nghe thấy. Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh
- Dao động của âm lan truyền trong chân không, dao động đều.
- Sóng âm có 2 dạng: sóng dọc (hướng dịch chuyển của các hạt trùng với mọi hướng lan truyền của sóng) hoặc sóng ngang (hướng dịch chuyển của các hạt vuông góc với mọi hướng lan truyền của sóng).
- Trong chất cứng, sóng âm lan truyền theo cả hướng dọc và ngang. Sóng âm mang theo năng lượng tác động lên bề mặt vuông góc với hướng lan truyền của sóng âm. Năng lượng này đo bằng cường độ âm w/cm2.
- Cường độ âm mà tai nghe thấy có cường độ 1,5.10-8 w/cm2.
- Ứng dụng năng lượng của sóng âm:
+ May: cắt vật liệu may để liên kết các chi tiết may hoặc dùng để dập nổi các hình trên vải. + Dệt: Khi sợi xe có lông xù sẽ bị giảm độ bền. Việc sử dụng siêu âm sẽ làm giảm độ xù, và như vậy sẽ tăng được độ bền của vải. Đôi khi, người ta còn dùng siêu âm để làm sạch các chất bám dính vào sợi hoặc vải.
- Khi cắt: đầu dụng cụ cắt tiếp xúc và ép lên bề mặt vật liệu. Dụng cụ cắt dao động ở tần số cao.Dưới tác dụng của sóng siêu âm, năng lượng dao động của cơ ở tần số cao sẽ chuyển sang năng lượng của nhiệt được sinh ra trong lòng vật liệu. Năng lượng này làm nóng vật liệu đến trạng thái chảy dẻo, và do lực ép của đầu lưỡi dao, sẽ phá rách bề mặt của vật liệu.
III.5. Cắt bằng nhiệt vật lý: III.5.1. Cắt bằng tia lửa điện:
+ Bản chất: qui trình cắt bằng phóng điện.
Nguyên tắc: có 2 điện cực đặt cách nhau, giữa 2 điện cực là không khí. Khi ta nối 2 điện cực này bằng nguồn điện áp cao, giữa chúng xuất hiện trường điện. Trường điện này gây ion hóa không khí giữa 2 điện cực.
Người ta nghiên cứu như sau: khi bắt đầu tăng điện áp, cường độ dòng điện tăng, tỉ lệ với điện áp oa. Trong giai đọan này bắt đấu có ion hóa. Ta tiếp tục tăng điện áp, tức là tăng cường độ dòng điện ab, oa sẽ tạo ra các ion, ab: ion hóa được tái hợp lại, dòng điện bị bão hòa.
- Tiếp tục tăng điện áp cường độ dòng điện tăng vọt, điểm d phát ra tia sáng, tiếp tục tăng điện áp, sẽ thấy phát ra tia lửa điện và tiếng lách tách, làm cường độ dòng điện tăng vọt lên, xuất hiện cung lửa giữa 2 cực. (Tia lửa tại E có cường độ dòng điện rất cao, điện áp nhỏ)
O A b a d u E
- Cắt bằng tia lửa điện tại điểm có cường độ dòng điện cao sẽ tạo nên điện áp thấp. + Ứng dụng tia lửa điện để cắt vật liệu. (t = 40.000 oC)
Cắt bằng nhiệt và cơ: tia lửa điện có nhiệt độ rất cao. Năng lượng nhiệt của tia lửa điện làm nóng vật liệu đến nhiệt độ cao. Cơ do các điện tích chuyển động với vận tốc lớn sẽ bắn thủng vật liệu tạo nên vết cắt.
Vết cắt phụ thuộc hình dáng đầu cực: đầu cực có dạng cong thì tập trung theo đường cong. Trong ngành may, thường sử dụng đầu cực nhọn dạng hình kim để tập trung nhiệt tại lưỡi dao cắt.
Các đầu cực có khả năng tách điện tích cực âm rất tốt. Đối với Nhôm (Al), có hệ số ion hóa cao nhất so với Đồng (Cu ) và Sắt (Fe).
+ Nguyên tắc : đục từng lỗ liên tiếp tạo thành vết cắt. Tốc độ dịch chuyển của vật liệu trong quá trình cắt phụ thuộc vào tính chất cơ lý của vật liệu và bề dày của vật liệu.
III.5.2. Cắt bằng tia Plasma:
+ Bản chất vật lý: Plasma là khí ion hóa cao độ, là trạng thái thứ 4 của vật chất: tỉ lệ giữa điện tích âm và dương bằng nhau, nhiệt độ cao đến hàng chục triệu độ C.
- 106-107oC : Plasma nóng
- to >103oC : Plasma lạnh (sử dụng trong ngành may) - Khả năng dẫn điện như kim loại.
- Năng lượng Plasma gồm: năng lượng làm nóng khí (nhiệt), năng lượng ion hóa, năng lượng phân ly của các đa nguyên tử.
+ Nguyên tắc tạo tia Plasma:
Plasma ứng dụng trong ngành dệt- may: dùng Plasma dưới dạng hồ quang điện. Hồ quang điện chính là sự phóng điện trong chất khí giữa 2 điện cực. Hồ quang điện được tạo ra do năng lượng của nguồn điện đốt nóng chất khí, làm ion hóa khí và biến nó thành Plasma.Plasma được tập trung thành một tia mạnh nhờ có nguồn khí trơ được thổi qua bột hồ quang.
+ Nguyên tắc cắt:
- Đầu cắt cố định, vật liệu may chuyển động. - Đầu cắt chuyển động, vật liệu may cố định. - Đầu cắt và vật liệu gia công cùng chuyển động
+ Chất lượng vết cắt: chính xác và gọn, không bị cong, lượn, nham nhở, bề rộng vết cắt phải nhỏ nhất, tổn thương vật liệu xung quanh vết cắt phải giảm tối đa và vết cắt lớp trên phải như vết cắt lớp dưới.
Đối với vật liệu tổng hợp, vết cắt bị nóng chảy co lại nên có thể tránh được hiện tượng xơ biên cắt, vùng tổn thương vết cắt rộng 0,5 – 1,0 mm.
III.5.3. Cắt bằng tia laser :
+ Bản chất vật lý: Tia laser ( Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) là một chùm tia sáng có bước sóng xác định đối với mỗi loại họat chất phát tia và có tính định hướng rất cao. Tia laser có bước sóng ngắn (chỉ khoảng 10, 6 micromet), mức độ tập trung năng lượng cao, công suất của tia đạt tới 1012 W/cm2. Tia laser được phát với tốc độ nhanh có thể lên đến 10-15 s.
+ Nguyên tắc tạo tia Laser: Dưới tác động của hiệu điện thế cao, các electron của các hoặt chất sẽ bị phát xa, kích thích và di chuyển từ mức năng lượng thấp được bơm lên ở mức độ cao. Ở mức năng lượng cao, một số điện tử này sẽ rơi ngẫu nhiên xuống mức năng lượng thấp hơn, giải phóng hạt
ánh sáng (proton). Proton này sẽ tỏa ra nhiều hướng khác nhau từ một nguyên tử, va phải nguyên tử khác, kích thích các điện tử này rơi xuống tiếp, sinh ra các proton cùng tần số, cùng pha và cùng hướng bay tạo nên một phản ứng dây chuyền khuyếch đại dòng ánh sáng.
Các hạt proton bị phản xạ qua lại nhiều lần trong vật liệu, nhờ các gương để tăng hiệu suất khuyếch đại ánh sáng
Một số proton ta ngoài nhờ có gương bán ma tại một đầu của vật liệu . Tia sáng đi ra có năng lượng và là tia sáng cực mạnh, đó là tia laser.
+ Nguyên tắc cắt: có 3 nguyên tắc
- Hệ thống quang học cố định , hệ thống gia công di động - Hệ thống quang học di động, hệ thống gia công cố định - Hệ thống quang học và hệ thống gia công cùng di động
+ Phân loại phương pháp cắt bằng tia laser:
- Theo trạng thái phá hủy: gồm có cắt nung chảy (làm cho vật liệu nóng đến trạng thái nung chảy, sau đó dùng khí trơ đẩy vật liệu ra khỏi vùng cắt), cắt đốt cháy (cắt vật liệu đến trạng thái bị đốt cháy) và cắt thăng hoa ( vật liệu bay hơi ngay tại vùng cắt). Trong đó, cắt thăng hoa thường được sử dụng trong ngành may do vết cắt đẹp, còn cắt đốt cháy thì vết cắt nham nhở. Do đó, cần chọn vận tốc cắt lớn hơn vận tốc cháy của vật liệu
- Theo hình dáng tác động của tia laser:dùng tia laser khoan từng lỗ liên tiếp tạo nên vết cắt. Người ta thường sử dụng phương pháp cắt đồ hình, chùm tia laser tụ lại, thành đường theo mẫu Bán thành phẩm rồi cắt