کاردینگ یکی از مراحل کلیدی در فرآیند تولید نخ پنبه به شمار می رود. به جز دستگاه شانه (comber)، تنها ماشینی که واقعاً به کیفیت پنبه به عنوان ماده اولیه صنعت نساجی کمک می کند، کاردینگ است؛ چرا که ناخالصی ها، نپ، ترش (ضایعات پنبه) و الیاف کوتاه را حذف می کند.
کاردینگ یکی از مراحل کلیدی در فرآیند تولید نخ پنبه به شمار می رود. به جز دستگاه شانه (comber)، تنها ماشینی که واقعاً به کیفیت پنبه به عنوان ماده اولیه صنعت نساجی کمک می کند، کاردینگ است؛ چرا که ناخالصی ها، نپ، ترش (ضایعات پنبه) و الیاف کوتاه را حذف می کند.
تمام نخ های پنبه ای کارد می شوند، ولی همه ی آن ها شانه نمی شوند. بنابراین پیشرفت در تکنولوژی کاردینگ نقش مهمی در بهبود کیفیت الیاف پنبه دارد و می تواند باعث شود پنبه به عنوان یک الیاف محبوب تر در بازار قرار بگیرد.
با افزایش بهره وری که روندی برگشت ناپذیر در صنعت ریسندگی است، ماشین کاردینگ به تنهایی دیگر نمی تواند به خوبی مواد اضافه زائد (ضایعات) را حذف کند، مگر اینکه مدل کاردینگ نیز هم زمان افزایش یابد.
مدل TC 19i که چند ماه پیش به بازار معرفی شد، نسلی جدید از ماشین های کاردینگ است که عملکرد بی سابقه ای در زمینه کیفیت، بهره وری و هزینه دارد.
این دستگاه با کاهش هزینه های عملیاتی، به ویژه در زمینه مصرف انرژی، زبانزد است و همچنین با کاهش مصرف انرژی و سنسور کنترل حجم ورودی و خروجی الیاف و حرک فلت های روی سیلندر، اقتصادی ترین گزینه موجود به نسبت رقبا در بازار است.
یکی از روش های مؤثر برای افزایش بهره وری بسیاری از ماشین آلات – نه فقط در صنعت نساجی – افزایش عرض کار خروجی در صنعت نساجی است (عرض کاردینگ و سیلندر)؛ یعنی افزایش سطحی که در آن اجزای فعال ماشین با ماده اولیه (پنبه) تعامل دارند. در کاردینگ سیستم پنبه ای، این بخش تحت عنوان «منطقه کاردینگ یا منطقه مخصوص کارد شدن» شناخته می شود.
منطقه مخصوص کارد شدن ناحیه ای است که الیاف در آن گسترده و پهن می شوند تا ذرات ناخالص از آن ها جدا شده، باز شده و در راستای طولی یکسان و منظمی مرتب گردند. اگر این فرآیند بتواند بدون افت کیفیت (یا حتی با بهبود کیفیت) انجام شود، می تواند یک فیتیله پنبه ای با کیفیتی از خود خارج نماید. این منطقه را منطقه کاردینگ می نامند.
پیش از شروع پروژه برنامه توسعه کاردینگ پیشرفته TC19، یک سؤال کلی و بنیادی مطرح شد. این سوال نیاز به تحلیل عمیق فرآیند کاردینگ و شرایط کلی کارخانه های ریسندگی داشت:
این سؤال، یک مسئله بهینه سازی پیچیده و چند بعدی برای تولید کنندگان و سازندگان ماشین آلات کاردینگ بود. برای همین آن ها در همین راستا تصمیم گرفتند که یک سری از پارامترهای مهم را در تولید بررسی نمایند:
در چارچوب کلی که متخصصین برای یک کارخانه ریسندگی در نظر داشتند، به موارد دیگری نیز پرداختند. عوامل کلیدی مثل بهره وری، مصرف انرژی، فضای لازم در سالن کارخانه، ظرفیت فیلتر پلن های موجود و برنامه تعمیرات و نگهداری نیز در ماشین آلات کاردینگ مورد تحلیل قرار گرفت. همه این بررسی ها در قالب مطالعه کلی و جامع در ظرفیت های مختلف تولید و سیستم های ریسندگی دارای نمرات مختلف نخ انجام شد. تمام این تحلیل ها و مطالعات دارای محاسبات پیچیده بودند. بنابراین ابتدا با شبیه سازی های کامپیوتری و دیجیتال اجرا شد. سپس با ساخت نمونه اولیه و آزمایش اولیه همراه گردید.
یک نکته از همان ابتدا قطعی بود: قطر سیلندر اصلی (Main Cylinder) نباید تغییر کند و باید همان 1287 میلی متر باقی بماند، چرا که این مقدار، با توجه به 43,000 دستگاه کاردینگ برند Truetzschler که تاکنون تولید شده اند، بهینه ترین اندازه برای عملکرد مطلوب کاردینگ است. همچنین قرار نبود قطر سایر غلتک ها و موقعیت نسبی آن ها تغییر کند.
نتیجه ی کلی این تحلیل ها در شکل زیر به صورت نمودار نسبت عملکرد به قیمت نسبت به عرض کاری نشان داده شده است.
این نمودار مشخص کرد که:
افزایش سی درصدی در مساحت کل ناحیه سیلندر کاردینگ، تنها در صورتی که هندسه ی پایه و قرار گرفتن اجزای ماشین به صورت استاندارد حفظ شده باشد، می تواند زمانی منجر به افزایش سی درصدی بهره وری با حفظ کیفیت فیتیله خروجی همراه باشد که دقت قطعات و علوم پایه مکانیکی دستگاه در همان سطح و جایگاه همیشگی خود باقی بماند. و ماشین کاردینگ خروجی با کیفیت و عالی از خود بدهد.
به همین دلیل، دقت مکانیکی یکی از مهم ترین دغدغه ها در مرحله تحلیل اولیه بود.
در سیستم مهندسی مکانیک در ساخت ماشین آلات نساجی مانند کاردینگ، وقتی بحث افزایش عرض یا طول سازه ای در ماشین پیش می آید، بلافاصله پای فرمول های مربوط به خمش ستون ها یا بدنه ماشین مخصوصاً در ناحیه ی وسط پیش می آید. مثلاً اگر عرض یک سازه دو برابر شود، میزان خم شدگی آن می تواند تا ۱۶ برابر افزایش یابد. البته به شرط ثابت بودن مقطع، جنس و بار وارد شده به آن.
به فرمول زیر توجه کنید:
fmax = q · L⁴ / (48 · E · I)
این فرمول نشان می دهد افزایش طول چه اثر شدیدی بر خمش دارد.
نتیجه بررسی نهایی: برای افزایش عرض کاری ماشین، هیچ مصالحه ای در دقت مکانیکی قابل قبول نبود چون عملکرد دقیق در فرآیند کاردینگ حیاتی است.
نتیجه ی حاصل شده از این تحلیل ها، به وجود آمدن سیستم مدرنیزه شده MAGNOTOP کاردینگ برای فلت های گردان است.
