Tổng quan nghiên cứu

Ngành dệt may đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế Việt Nam, đặc biệt trong mục tiêu công nghiệp hóa đến năm 2020. Kim ngạch xuất khẩu dệt may tăng trưởng mạnh mẽ, từ 7,8 tỷ USD năm 2007 lên 11,17 tỷ USD năm 2010, chiếm vị trí hàng đầu trong các mặt hàng xuất khẩu trên 1 tỷ USD. Tuy nhiên, ngành vẫn đối mặt với thách thức về năng suất và giá trị gia tăng thấp. Để nâng cao năng lực cạnh tranh, việc đổi mới công nghệ và thiết bị là giải pháp trọng yếu. Máy dệt kiếm mềm Picanol Gammax – 8R – 190 là thiết bị hiện đại được nhập khẩu nhằm tăng năng suất và chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu tập trung vào ảnh hưởng của các thông số công nghệ dệt như tốc độ máy, mật độ sợi ngang, vị trí xà sau, sức căng sợi dọc và độ chập sợi đến cấu trúc vải dệt trên máy này. Phạm vi nghiên cứu thực hiện tại Xưởng thực nghiệm Dệt Sợi Trường Cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex với mặt hàng vải PECO 83/17 (vải 2721 DV) trong giai đoạn 2009-2011. Mục tiêu là xác định các thông số công nghệ tối ưu để đạt được các chỉ tiêu kỹ thuật vải như khổ rộng, khối lượng, độ dày, mật độ sợi và độ co, từ đó nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, góp phần phát triển ngành dệt may bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên lý thuyết cấu trúc vải dệt thoi, trong đó vải được tạo thành từ hai hệ sợi dọc và ngang đan chéo theo kiểu dệt nhất định. Các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc vải gồm chi số sợi, mật độ sợi, kiểu dệt, sức căng sợi và các thông số công nghệ dệt. Các kiểu dệt phổ biến gồm vân điểm, vân chéo và vân đoạn, mỗi kiểu có đặc trưng về độ chặt, độ bền và độ mềm khác nhau. Sức căng sợi dọc và ngang trong quá trình dệt ảnh hưởng trực tiếp đến biến dạng sợi, độ co và mật độ sợi trong vải. Mô hình toán học được sử dụng để mô tả mối quan hệ giữa các thông số công nghệ và chỉ tiêu kỹ thuật vải, trong đó các biến như tốc độ máy dệt, vị trí xà sau, độ chập sợi và sức căng sợi dọc được xem xét chi tiết. Ngoài ra, các công thức xác định mật độ lý thuyết sợi dọc và ngang, biến dạng sợi dọc khi tạo miệng vải, cũng được áp dụng để phân tích.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp thực nghiệm kết hợp phân tích lý thuyết. Dữ liệu thu thập từ quá trình dệt thử trên máy Picanol Gammax – 8R – 190 với mặt hàng vải PECO 83/17 tại xưởng thực nghiệm. Cỡ mẫu gồm các lần dệt với các mức điều chỉnh thông số công nghệ: tốc độ máy (200-650 vòng/phút), mật độ sợi ngang (20 sợi/cm), vị trí xà sau (độ cao +6, độ xa bulông số 2), sức căng sợi dọc (2,2 kN), độ chập sợi (322°). Các chỉ tiêu kỹ thuật vải được đo theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 1751–86, 1752–86, 5074–90, 5093–90, 1753–86) gồm khổ rộng, khối lượng 1 m2, độ dày, độ co dọc và ngang, mật độ sợi ngang. Phương pháp phân tích bao gồm so sánh biến đổi các chỉ tiêu kỹ thuật theo từng thông số công nghệ, thiết lập mô hình hồi quy và đánh giá hệ số tương quan R2 để xác định mức độ ảnh hưởng. Thời gian nghiên cứu kéo dài trong khóa học 2009-2011, phối hợp khảo sát ý kiến chuyên gia và vận hành thực tế máy dệt.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Ảnh hưởng của tốc độ máy dệt: Khi tốc độ máy tăng từ 200 lên 650 vòng/phút, khổ rộng vải tăng nhẹ từ 159,9 cm lên 160,2 cm; khối lượng 1 m2 vải tăng từ 192,28 g lên 205,08 g; độ dày vải tăng từ 0,41 mm lên 0,47 mm; mật độ sợi ngang tăng từ 197 lên 203 sợi/10 cm; độ co dọc tăng từ 4,2% lên 8,32%, trong khi độ co ngang giảm nhẹ từ 4,9% xuống 2,9%.
  2. Ảnh hưởng của mật độ sợi ngang: Mật độ sợi ngang tăng làm khổ rộng vải giảm, khối lượng và độ dày vải tăng, đồng thời ảnh hưởng đến độ co và mật độ sợi ngang thực tế trong vải.
  3. Ảnh hưởng vị trí xà sau: Điều chỉnh độ cao và độ xa của xà sau ảnh hưởng đến sức căng sợi dọc, từ đó tác động đến khổ rộng, khối lượng và độ dày vải.
  4. Ảnh hưởng sức căng sợi dọc và độ chập: Sức căng sợi dọc cài đặt hợp lý giúp giảm đứt sợi, ổn định cấu trúc vải, đồng thời độ chập sợi ảnh hưởng đến độ co và mật độ sợi ngang, góp phần tạo nên chất lượng vải đồng đều.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy tốc độ máy dệt là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến các chỉ tiêu kỹ thuật vải, phù hợp với các nghiên cứu trước đây về mối quan hệ giữa tốc độ và năng suất máy dệt. Việc tăng tốc độ làm tăng khối lượng và mật độ sợi ngang, tuy nhiên cần kiểm soát để tránh tăng độ co dọc quá mức gây biến dạng vải. Mật độ sợi ngang và vị trí xà sau là các thông số công nghệ có thể điều chỉnh để cân bằng giữa chất lượng và năng suất. Sức căng sợi dọc và độ chập sợi cần được thiết lập dựa trên đặc tính sợi và kiểu dệt để giảm thiểu đứt sợi và đảm bảo cấu trúc vải ổn định. Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ đường thể hiện sự biến đổi các chỉ tiêu kỹ thuật theo từng thông số công nghệ, giúp trực quan hóa ảnh hưởng và hỗ trợ lựa chọn thông số tối ưu. So sánh với các nghiên cứu trong và ngoài nước cho thấy tính nhất quán trong ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến cấu trúc vải, đồng thời bổ sung thêm mô hình toán học cụ thể cho máy dệt Picanol Gammax.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tối ưu hóa tốc độ máy dệt: Điều chỉnh tốc độ trong khoảng 500-570 vòng/phút để cân bằng giữa năng suất và chất lượng vải, giảm thiểu độ co dọc quá mức, do bộ phận kỹ thuật vận hành máy dệt Picanol Gammax trong vòng 3 tháng đầu sản xuất.
  2. Điều chỉnh mật độ sợi ngang: Thiết lập mật độ sợi ngang phù hợp với yêu cầu kỹ thuật vải, thường từ 20 sợi/cm, kết hợp hệ số hiệu chỉnh để đạt mật độ thực tế chính xác, do bộ phận thiết kế sản phẩm và kỹ thuật vận hành thực hiện trước mỗi lô sản xuất.
  3. Cài đặt vị trí xà sau hợp lý: Định vị độ cao và độ xa của xà sau theo đặc tính kiểu dệt và loại sợi, nhằm ổn định sức căng sợi dọc, giảm đứt sợi, do kỹ thuật viên máy dệt thực hiện trong quá trình bảo trì định kỳ.
  4. Kiểm soát sức căng sợi dọc và độ chập: Cài đặt sức căng sợi dọc trong khoảng 15-50 g/sợi dọc, điều chỉnh độ chập phù hợp với kiểu dệt để đảm bảo cấu trúc vải đồng đều, do bộ phận công nghệ và vận hành phối hợp thực hiện trong quá trình chạy thử và sản xuất chính thức.
  5. Đào tạo và nâng cao kỹ năng vận hành: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về cài đặt và điều chỉnh thông số công nghệ trên máy Picanol Gammax cho cán bộ kỹ thuật và công nhân vận hành, nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất trong vòng 6 tháng tới.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Doanh nghiệp dệt may: Giúp cải tiến quy trình sản xuất, tối ưu hóa thông số máy dệt để nâng cao chất lượng và năng suất, giảm phế phẩm, phù hợp với sản xuất hàng xuất khẩu.
  2. Kỹ sư công nghệ dệt: Cung cấp cơ sở khoa học và mô hình toán học để thiết kế và điều chỉnh thông số công nghệ phù hợp với từng loại vải và máy dệt cụ thể.
  3. Giảng viên và sinh viên ngành công nghệ vật liệu dệt may: Là tài liệu tham khảo chuyên sâu về ảnh hưởng các thông số công nghệ đến cấu trúc vải, hỗ trợ nghiên cứu và giảng dạy.
  4. Nhà quản lý và hoạch định chính sách ngành dệt may: Cung cấp dữ liệu và phân tích giúp xây dựng chiến lược đầu tư đổi mới công nghệ, nâng cao năng lực cạnh tranh ngành dệt may quốc gia.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao tốc độ máy dệt ảnh hưởng đến cấu trúc vải?
    Tốc độ máy dệt quyết định tốc độ đưa sợi ngang và sức căng sợi trong quá trình dệt. Tăng tốc độ làm tăng mật độ sợi và khối lượng vải nhưng cũng có thể làm tăng độ co dọc, ảnh hưởng đến độ ổn định cấu trúc vải.

  2. Mật độ sợi ngang được điều chỉnh như thế nào trên máy Picanol Gammax?
    Mật độ sợi ngang được nhập vào màn hình điều khiển, kết hợp với hệ số hiệu chỉnh để bù trừ độ co vải thực tế, đảm bảo mật độ sợi ngang sau dệt đạt yêu cầu thiết kế.

  3. Vị trí xà sau ảnh hưởng ra sao đến sức căng sợi dọc?
    Vị trí xà sau điều chỉnh độ cao và độ xa của trục cảm ứng sức căng, ảnh hưởng trực tiếp đến biến dạng và sức căng sợi dọc, từ đó tác động đến độ bền và cấu trúc vải.

  4. Độ chập sợi có vai trò gì trong quá trình dệt?
    Độ chập sợi giúp tăng sự tương tác giữa sợi dọc và sợi ngang khi đập sợi ngang vào vải, giảm đứt sợi và tạo hình nổi cho kiểu dệt, ảnh hưởng đến độ co và mật độ sợi.

  5. Làm thế nào để giảm đứt sợi trong quá trình dệt?
    Cần điều chỉnh sức căng sợi dọc hợp lý, vị trí xà sau chính xác, độ chập phù hợp và kiểm soát tốc độ máy dệt để giảm lực căng quá mức gây đứt sợi, đồng thời sử dụng bộ phận hãm sợi dọc tự động trên máy.

Kết luận

  • Xác định được ảnh hưởng rõ ràng của tốc độ máy dệt, mật độ sợi ngang, vị trí xà sau, sức căng sợi dọc và độ chập đến các chỉ tiêu kỹ thuật vải như khổ rộng, khối lượng, độ dày, mật độ sợi và độ co.
  • Thiết lập mô hình toán học mô tả mối quan hệ giữa các thông số công nghệ và cấu trúc vải trên máy Picanol Gammax – 8R – 190.
  • Lựa chọn các thông số công nghệ tối ưu giúp nâng cao năng suất và chất lượng vải, phù hợp với yêu cầu sản xuất xuất khẩu.
  • Đề xuất các giải pháp điều chỉnh thông số công nghệ và đào tạo vận hành nhằm khai thác hiệu quả máy dệt hiện đại.
  • Khuyến nghị tiếp tục nghiên cứu mở rộng với các loại sợi và kiểu dệt khác để hoàn thiện mô hình và ứng dụng thực tiễn.

Tiếp theo, cần triển khai áp dụng các thông số tối ưu vào sản xuất đại trà, đồng thời tổ chức đào tạo kỹ thuật viên vận hành máy dệt Picanol Gammax để nâng cao hiệu quả sản xuất. Mời các doanh nghiệp và chuyên gia ngành dệt may liên hệ để nhận tư vấn chi tiết và hỗ trợ kỹ thuật.