HIGH-TECH IN DE HOOFDROL

Wereldwijd werd in 2017 meer dan 1,4 biljoen dollar aan kleding uitgegeven. Kunt u zich de hoeveelheid garen in deze berg kleding voorstellen? Wij ook niet - maar het moet wel miljoenen kilometers zijn geweest. Al dit garen werd tijdens de productie meerdere malen op- en afgewikkeld. Dat wikkelen is maar één van de processtappen in de textielindustrie waarin de compacte en duurzame aandrijvingen van FAULHABER zich dagelijks bewijzen.

Afbeelding: Garen opwindmachine

Machinetraditie
De industriële revolutie begon niet met de stoommachine, zoals velen denken. Deze werd eerst alleen gebruikt voor het ontwateren van kolenmijnen. Pas toen de stoomkracht voor mechanische weefgetouwen werd gebruikt, ontstond het eerste gemechaniseerde productieproces, wat het begin van de moderne massaproductie betekende. Textiel machines bouwen dus op een traditie die meer dan tweehonderd jaar teruggaat. In die tijd hebben ze zich ontwikkeld tot enorm complexe en vaak zeer grote machines die de stof leveren voor het schijnbaar eindeloze aanbod aan kleding waaruit we vandaag de dag onze outfits kiezen, online en in de winkel. De afmetingen van de machines vormen een opvallend contrast met het delicate materiaal dat ze verwerken: vederlichte vezels die eerst tot garen worden gesponnen, soms zo dun als een haar. Dit wordt gebruikt om eindeloos veel vierkante meters textiel te weven - niet toevallig komt het woord textiel van het Latijnse textilis = weven. Tijdens het proces worden talloze rollen garen verbruikt.

Halffabrikaat op rollen
De rollen moeten natuurlijk eerst gewikkeld worden. Dit gebeurt in een spinnerij, waar het garen wordt gemaakt van de ruwe vezels. Daar wordt dit halffabrikaat op grote spoelen gewikkeld. Maar deze zijn te groot voor de weefmachine, waarvoor veel, vaak verschillende, spoelen garen nodig zijn. Het garen wordt daarom meestal weer naar een kleinere spoel omgewikkeld. Al tijdens de productie van het garen worden de afzonderlijke vezels vaak samengetwijnd tot een getwijnd garen, dat meer volume en stabiliteit biedt. Tijdens vrijwel elke processtap voorafgaand aan de uiteindelijke verwerking wordt het af- en weer opgewikkeld. Goed wikkelen draagt bij aan een hogere kwaliteit van de tussenresultaten. Wie wel eens knoop heeft aangenaaid of een naad heeft hersteld, is bekend met de regelmatige ruitpatronen die de draad op een spoel vormt. De spoelen met garen in de textielindustrie hebben soortgelijke patronen, al zijn ze veel groter. Al zijn ook andere wikkelpatronen mogelijk. Het meestal ruitvormige oppervlak wordt gevormd doordat het garen op de rol wordt gewikkeld op basis van een heel precieze instelling, meestal onder een hoek. Het loopt over het algemeen van het ene uiteinde naar het andere en weer terug. Dit zorgt voor een gelijkmatige verdeling van de draad en waarborgt dat deze later probleemloos kan worden afgewikkeld .

Snelle oscillatie
Het mechanisch wikkelen gaat extreem snel. Tijdens dit proces moet de draad zowel constant als zeer snel tussen de twee uiteinden van de spoel worden be wogen. Er mag geen vertraging optreden bij het veranderen van richting. Dit is een technisch hoogstandje, want het oogje van de geleider gaat zo'n 400 keer per minuut heen en weer en verwerkt daarbij zo'n 1500 meter garen. Er zijn ook passief-mechanische geleiders, maar de gemotoriseerde garengeleider is veel beter dan deze methode. Het is de standaard in moderne garenwikkelmachines. De motor die verantwoordelijk is voor de snelle oscillatie moet bovenal in staat zijn om het snel, zonder vertraging van richting veranderen aan te kunnen, bij behoud van dezelfde snelheid, en zo lang mogelijk probleemloos te werken. Schijfmagneetmotoren, zoals de DM52, hebben bewezen een ideale oplossing te zijn voor deze taak. De rotor van deze stappenmotor bestaat uit een dunne zeldzame-aardemagneetschijf, die met 25±poolparen werd gemagnetiseerd. Deze schijf loopt tussen twee statoren met de bijbehorende wikkelingen. Omdat hij extreem licht is, ligt de traagheid van de rotor zeer dicht bij het theoretische minimum. Hierdoor kan de motor op volle snelheid in ongeveer vijf milliseconden van richting veranderen, waardoor de bliksemsnelle heen en weer gaande beweging bij het geleiden van het garen mogelijk wordt.

Afbeelding: Textielapplicatie

Gemotoriseerde pink
Een andere toepassing voor het invoeren van garen is de zogenaamde feeder. Deze voert de draad naar een zogenaamde breimachine in. Deze feeder is niet verantwoordelijk voor de uniforme wikkeling, maar wel voor de constante spanning van het garen. In de breimachine vervult de feeder de functie van de linker pink bij het breien met de hand. Hij wordt op korte afstand voor de brei-inrichtingen van de machine bevestigd. Een kleine hoeveelheid garen wordt om zijn rol gewikkeld. Deze dient als buffer. Het mechaniek reageert op schommelingen in de garenspanning en compenseert deze door verschillende gemotoriseerde bewegingen. De bewegingen hoeven hier niet zo snel te worden uitgevoerd als bij het wikkelen van het garen. Het is echter wel belangrijk dat de aandrijving snel reageert en de kracht ervan fijn wordt gedoseerd. Daarbij is de beschikbare ruimte zeer beperkt, en natuurlijk mogen de motoren niet de onderhoudscycli bepalen – zoals alle machines heeft ook hier een lange levensduur de hoogste prioriteit. Afhankelijk van de gebruiker worden hiervoor verschillende motoren van FAULHABER gebruikt, zoals de DC-motoren met grafietcommutatie.

Afbeelding: Productgroep

Breitechnologie
Moderne breimachines doen meer dan sokken en truien breien: ze worden ook gebruikt voor de productie van technische materialen. Met nieuwe 3D-breitechnologie kunnen zelfs driedimensionale structuren worden gecreëerd. Deze technologie wordt bijvoorbeeld gebruikt voor de productie van technische onderdelen van fijne metaaldraden of keramische vezels. Cruciaal hierbij is de juiste draadspanning, omdat deze bepalend is voor de afmetingen en kwaliteit van de producten. Deze productietechnologie kan ook worden gebruikt voor rapid prototyping. Het materiaal wordt zeer spaarzaam gebruikt: niet meer garen dan nodig. In tegenstelling tot de meeste andere methodes voor proto typing zijn er geen snijresten of ander materiaalafval. In de textielindustrie zijn nog tal van andere toepassingen waarin de hoogwaardige micromotoren worden gebruikt. Denk bijvoorbeeld aan machines voor het aannaaien van knopen, maar ook aan materiaaltestapparatuur voor het controleren van de kwaliteit van garens. Het uitgebreide productassortiment van FAULHABER biedt een optimale aandrijfoplossing voor al deze toepassingen.

www.faulhaber.com/m/yarn-winding-machine/nl

  Meer weten…