Дослідження впливу лазерного гравірування на фізико-механічні властивості натуральних шкір для верху взуття та шкіргалантерейних виробів

Abstract

Мета роботи – дослідження впливу лазерного гравірування на фізико-механічні властивості натуральних шкір для верху взуття та шкіргалантерейних виробів, а саме шкіри Краст, "Флотар" та "Наппа". Для реалізації поставленої мети використано ряд методів: фізико-механічного аналізу шкір, математичного планування (багатофакторний експеримент) та статистичного оброблення експериментальних даних. За результатами дослідження впливу лазерного гравірування на фізико-механічні властивості натуральних шкір для верху взуття та шкіргалантерейних виробів встановлено, що глибина та площа лазерної абляції впливають на показники границі міцності під час розтягування та подовження під час напруження 10 МПа, а також те, що між ними існує певний зв'язок. На підставі результатів експерименту можна констатувати, що збільшення глибини абляції до 50-52% товщини шкіри негативно впливає на її фізико-механічні властивості, тим самим погіршуючи експлуатаційні та споживацькі характеристики взуття та шкіргалантерейних виробів. Збільшення площі гравірованих елементів до 50% від загальної площі деталі виробу не рекомендовано застосовувати на відповідальних деталях взуття, які зазнають найбільшого навантаження під час формування та експлуатації. Для гравірування шкір з шліфованою або підшліфованою поверхнею потужність променю регулюється в межах від 11 до 40 Вт при швидкості головки лазеру від 270 до 300 мм/с. Для лазерного гравірування декоративних елементів з високим ступенем деталізації зображення рекомендовано використовувати переважно лінзу на 1,5 дюйма, де інтервал (фокусна відстань) між нею і поверхнею буде складати 3,81 см. Визначено закономірності впливу глибини та площі декоративних елементів при лазерному гравіруванні на фізико-механічні властивості натуральних шкір для верху взуття та шкіргалантерейних виробів. Визначені раціональні параметри лазерного гравірування при оздобленні взуття та шкіргалантерейних виробів із натуральної шкіри.

Цель работы – исследование влияния лазерной гравировки на физико-механические свойства натуральных кож для верха обуви и кожгалантерейных изделий, а именно кожи Краст, "Флотар" и "Наппа". Для реализации поставленной цели использован ряд методов: физико-механического анализа кож, математического планирования (многофакторный эксперимент) и статистической обработки экспериментальных данных. По результатам исследования влияния лазерной гравировки на физико-механические свойства натуральных кож для верха обуви и кожгалантерейных изделий установлено, что глубина и площадь лазерной абляции влияют на показатели предела прочности при растяжении и удлинении при напряжении 10 МПа, а также то, что между ними существует определенная связь. На основании результатов эксперимента можно констатировать, что увеличение глубины абляции до 50-52% толщины кожи негативно влияет на физико-механические свойства кож, тем самым может ухудшать эксплуатационные и потребительские характеристики обуви и кожгалантерейных изделий. Увеличение площади гравированных элементов до 50% от общей площади детали изделия не рекомендуется применять на ответственных деталях обуви, которые испытывают большие нагрузки при формировании и эксплуатации. Для гравировки кож со шлифованной или подшлифованной поверхностями мощность луча лазера регулируется в пределах от 11 до 40 Вт при скорости головки от 270 до 300 мм/с. Для лазерной гравировки декоративных элементов с высокой степенью детализации изображения рекомендуется использовать преимущественно линзу на 1,5 дюйма, где интервал (фокусное расстояние) между ней и поверхностью будет составлять 3,81 см. Определены закономерности влияния глубины и площади декоративных элементов при лазерной гравировке на физико-механические свойства натуральных кож для верха обуви и кожгалантерейных изделий. Определены рациональные параметры лазерной гравировки при отделке обуви и кожгалантерейных изделий из натуральной кожи.

Research of the influence of laser engraving on the physical and mechanical properties of natural leathers for shoe upper of footwear and leather goods, namely leather crust, Flotar and Nappa. The methods of physical and mechanical analysis of leather, mathematical planning (multivariate experiment) and statistical processing of experimental values were used for the study problems. According to the research influence of laser engraving on the physical and mechanical properties of natural leather for shoe upper and leather goods, it was found that the depth and area of laser ablation affect the tensile strength indicators. There is a certain relationship between them. Based on the results experiment, it can be stated that an increase in the depth of ablation to 50-52% of the thickness of the leather negatively affects the physical and mechanical properties, can worsen the operational and consumer characteristics of footwear and leather goods. An increase in the area of engraved elements up to 50% of the total area of a product part is not recommended for use on shoe parts. The recommended power for engraving natural leather for shoe upper and leather goods is 60-80% of the machine's power. For engraving leather with a polished surface, the laser beam power is adjustable from 11 to 40 W at a head speed of 270 to 300 mm/s. For laser engraving decorative elements with a high degree of detail, it is recommended to use a 1.5'' lens, where the spacing between it and the surface will be 3.81 cm. Increasing the focal length is advisable when engraving captions and images with low detail requirements. The regularities of the influence of the depth and area of decorative elements during laser engraving on the physical and mechanical properties of natural leather for shoe upper of footwear and leather goods have been determined. The optimal parameters of laser engraving for finishing shoes and leather goods made of natural leather have been determined.