Ткацкое и вязальное дело — одни из старейших и известнейших изобретений человечества, сопровождающие его в течение большей части истории.
При этом вязание многократно опережает ткацкое дело по времени своего возникновения, так как первые вязаные изделия, найденные при раскопках, датируются ещё шестым веком нашей эры, будучи обнаруженными в коптских гробницах, и представлявшие собой вязаные носки.
▍ Краткая история, типы игл, способы петлеобразования
Учёные утверждают, что вязание появилось ещё в первом-третьем веках нашей эры. Шло время и менялось качество подобных изделий, так как способ соединения двух петель друг с другом требовал большего технического творчества от людей, чем соединение под прямым углом двух нитей, которое требовалось для ткани.
Первый из способов петлеобразования был реализован с помощью спиц — двух стержней круглого сечения, заострённых с одного конца. При этом для вязания на одной из спиц предварительно должен быть создан ряд петель (а, б).
Другим способом вязания является также создание петли (О), используя крючок (в):
Картинка: Кудрявин Л.А., Шалов И.И. – «Основы технологии трикотажного производства»
При этом первый способ даёт возможность создания так называемого «кулирного» трикотажа, в то время как второй — «основовязаного».
Кулирный трикотаж ещё называют поперечно-вязанным, так как ряд петель образуется последовательным изгибанием одной и той же нити:
Картинка: Гусева А.А. – «Общая технология трикотажного производства»
При основовязаном ряд петель образуется системой нитей, при этом нити 1, 2, 3 образуют сначала одну или две петли в одном ряду, затем в последующем и т. д.:
Картинка: Гусева А.А. – «Общая технология трикотажного производства»
И тот и другой вид плетения может быть как одинарным, создаваемым одной игольницей, так и двойным, двумя игольницами соответственно.
Второй способ реализации петлеобразования (основовязаный) появился позднее кулирного, так как требует более сложных инструментов, а именно — спиц с крючком.
Ручной способ создания вязки был единственным вплоть до 6 века нашей эры, а дальнейшее развитие вязания связано с усовершенствованием инструментов петлеобразования.
Уже в 1589 году в Англии был изобретён станок с гибкими иглами для машинной вязки, позволяющий получать как основовязаный, так и кулирный трикотаж:
В 1847 году Таунсенд изобрёл язычковую иглу, принцип работы которой показан на видео ниже:
Игла такого типа существенно упростила процесс петлеобразования и широко используется и по настоящее время:
Иглы подобного типа является не единственно возможными, например, в 1881 году была изобретена трубчатая игла (на рисунке ниже — в, г):
Картинка: Кудрявин Л.А., Шалов И.И. – «Основы технологии трикотажного производства»
Она содержит трубчатый стержень 1, замыкатель 5, крючок 4. Сложность изготовления подобной конструкции привела к тому, что распространение подобные иглы получили только в XX веке.
В 1949 году в Германии была изобретена пазовая игла (на рисунке выше — справа), которая, в частности, позволила производить сшивание нетканых волокнистых материалов, положив начало их ещё большему распространению. Она дала возможность производить петлеобразование как с прошиванием материала (тогда игла делается острой), так и без прошивания (тогда игла используется просто для плетения полотна и ничем не отличается по принципу действия от иглы Таунсенда).
На рисунках ниже показан принцип петлеобразования при трикотажном способе плетения, крючковыми и язычковыми иглами:
Картинка: Далидович А.С. – «Основы теории вязания»
В случае, показанном на картинке выше, процесс подразделён на 10 отдельных операций. Их последовательность протекания на рисунке выше показана справа налево.
На следующем рисунке показан ход протекания таких же операций, только с использованием язычковых игл (также следует смотреть справа налево):
Картинка: Далидович А.С. – «Основы теории вязания»
Кстати говоря, наглядно увидеть последовательность работы машины, осуществляющей вязание язычковыми иглами, можно в видео в конце статьи.
▍ Способы плетения
Чтобы получить общее обзорное представление, рассмотрим варианты плетения в различных видах трикотажа.
Рингель (поперечно-соединённый). Представляет собой кулирный трикотаж, у которого отдельные горизонтальные ряды петель образуются нитями различных цветов, свойств, видов. Тип нити меняется на кромке полотна, поэтому как можно видеть на картинке ниже, по кромке полотна слева образуются вертикальные протяжки.
Сплит (продольно-соединённый). В этом виде трикотажа по цветам, видам и свойствам отличаются отдельные столбики петель. Столбики между собой соединяются с использованием различных типов переплетений. Например, на картинке ниже показана схема переплетения различных столбиков между собой, вид сверху:
Картинка: Кудрявин Л.А., Шалов И.И. – «Основы технологии трикотажного производства»
С интарзией. Представляет собой плетение, где участки узора образованы из нитей разного цвета или типа. Кстати говоря, на типе этого трикотажа впервые мы можем увидеть очень чётко, что требуется нитеподающее устройство с ЧПУ-приводом, способное укладывать нить на разные иглы — то есть, грубо говоря, по горизонтали перемещается нитеподающее устройство, которое может останавливаться в произвольных участках своего горизонтального пути перемещения. Кроме того, сразу видно, что оно должно обладать свойством поднимать нить на определённых местах и укладывать её в других. Таким образом, нетрудно заметить, что мы можем с очень большой лёгкостью, применяя такой способ, создавать какие угодно произвольные вязаные рисунки!
Ажурного переплетения. Представлен кулирным трикотажем, где петли протянуты не только сквозь петли своего столбика, но и соседних столбиков. Как можно видеть по рисунку, с использованием подобного типа плетения можно создавать различные узоры, например, «косичка» и не только.
Неравномерных переплетений. Представляет собой плетение, где различные петли сильно отличаются друг от друга по своим размерам, а также расположены в определённом порядке, что даёт возможность создавать различные узоры. Например, если используются ярко выраженные петли большого размера, то в плетении образуются «дыры», формирующие интересные узоры.
Филейного переплетения. Представлен основовязаным трикотажем, где отсутствует связь между соседними столбиками в одном или нескольких рядах.
Киперного переплетения. Основовязаный трикотаж, имеющий петли, характерные как для кулирного, так и для основовязаного типа.
Плюшевого переплетения. Представляет собой переплетение, в котором участвуют несколько нитей, где одна/несколько из которых выступают в качестве несущей основы, а другие, сильно ворсистые, махрящиеся — в качестве средства создания мягкой пушистой поверхности. Например, с использованием такого способа получают махровые полотна, ковры, содержащие рельефные ворсовые узоры.
Прессового переплетения. Отличается тем, что у него петли протянуты сквозь петли предыдущего ряда.
Жаккардового переплетения. Отличается тем, что петли образуются не подряд, а в тех местах, где петли пропущены, нить тянется в виде протяжек.
Уточного переплетения. Содержит дополнительные нити, которые просто протягиваются и не сплетаются в петли.
Ниже на картинке показаны все рассмотренные выше виды переплетений (кликабельно):
Итак, мы рассмотрели некоторые виды переплетения, причём следует отметить, что это рассмотрение не является исчерпывающим, так как видов переплетения довольно много.
▍ Способы изготовления финальных изделий
Существует 3 основных способа изготовления готовых изделий на основе связанных полотен:
Картинка: Гусева А.А. – «Общая технология трикотажного производства»
- Раскройный: полотно изготавливается в виде трубки(ок) на круговых машинах, после чего разрезается, начиная представлять плоский кусок ткани, из которого уже затем шьются готовые изделия, или сразу поступает в виде готового плоского куска ткани (б).
- Полурегулярный: заготовки изделий изготавливаются на круговой вязальной машине таким образом, что они отделяются друг от друга петельным рядом, что не требует последующей швейной обработки. Представляют собой трубчатые заготовки (в, г).
- Регулярный: отдельные части изделия вяжутся целиком, после чего сшиваются. Например, корпус (е), рукава (ж).
▍ А что, если...
Теперь, если мы подытожим всё вышесказанное, то можно обнаружить следующие тенденции и характерные элементы.
Если мы обратим внимание на большинство вязальных машин разного типа, то мы обнаружим, что в них используется большое количество деталей, изготовленных способами точной металлообработки, что может быть избыточным и может быть легко обойдено, учитывая современный уровень технологий.
Например, если мы посмотрим на то, как производится вязка с использованием таких машин, то мы увидим, что там используется большое количество крючков разной конструкции, которые совершают возвратно-поступательные движения. Если все крючки поочерёдно совершают такие однообразные движения, то в результате получается вязаное полотно.
Если же крючки совершают движения не один за другим, а по определённому алгоритму, то результатом таких действий может стать достаточно интересный продукт, представляющий собой полотно с определённым узором или даже вязаными изображениями!
Таким образом, если мы изыщем некий способ приводить эти крючки в движение произвольным образом, то фактически мы можем создавать полотно любого узора, что может быть гораздо интереснее, чем стандартное вязание, где узор обусловлен жёстко, механически изготовленными элементами машины (к тому же этот альтернативный вариант может быть гораздо менее трудозатратным и не будет требовать большого количества механических элементов точного изготовления, что тоже немаловажно).
Но тут возникает одна проблема: так как для более-менее приемлемого продукта требуется достаточно большое количество крючков, это вызывает потребность применить соответствующее количество приводов этих крючков.
Помимо высокой цены, это конструкция наверняка будет отличаться достаточно большим шумом.
В самом простом варианте просится применение шагового двигателя, работающего в микрошаговом режиме, который с помощью клиноременной передачи тянет мимо ряда крючков некое небольшое устройство, которое, доезжая до целевого крючка, быстро приводит его в действие, заставляя совершить возвратно-поступательное движение. Однако, на мой взгляд, у такого способа есть существенный минус: скорость движения подобного устройства оставит желать лучшего, кроме того, наверняка не удастся избавиться в полной мере от шума двигателя…
Но есть интересная альтернатива! В одной из прошлых статей мы рассматривали линейный цилиндрический двигатель, который очень сильно может помочь в решении этой задачи!
Вкратце, что он собой представляет: катушка, намотанная медным проводом, движется по цилиндрической, неподвижной трубе, внутри которой находятся редкоземельные магниты:
Подобное устройство лишено эффекта перегрева и деформации, свойственного плоским линейным двигателям, способно реализовывать очень плавное движение без ступенек, с большой скоростью (1800 мм/сек и более) и большой точностью, благодаря чему приводы такого типа используются, в частности, в роботах для поверхностного SMD-монтажа компонентов электронных плат! То есть устройство, снабжённое таким приводом, будет ультрапрецезионным, скоростным, практически лишённым износа, а также работающим почти абсолютно бесшумно. Отличный вариант для многих устройств, и в качестве привода для самодельной вязальной машины является, на мой взгляд, тоже весьма интересным.
Выбрав такой вид конструкции с таким приводом, мы избавляемся от необходимости трат на большой массив приводов, а также параллельно решаем проблему с шумом, который на больших скоростях работы будет наверняка весьма существенным (так как, если посмотреть на видео работы даже ручных вязальных машин, шум там стоит изрядный).
Собственно говоря, если мы приглядимся к ручным плосковязальным машинам, то они примерно так и работают: ряд крючков расположен в виде единой линии, мимо которой перемещается ручная каретка, приводимая в действие человеком:
Однако это достаточно сложная и старая конструкция, которая может быть в настоящее время существенно упрощена с одновременным добавлением новых функций.
Например, если взять описанные выше варианты привода и, условно говоря, «дёргать за нужные крючки», а всю эту конструкцию подключить к любому микроконтроллеру, например, arduino/esp32, то, мы получим самый настоящий ЧПУ вязальный станок, на котором можем делать всякие интересные штуки. Только придётся додумать устройство, дёргающее за крючки и находящееся на этой движущейся каретке.
Как мы могли видеть выше, в рассмотрении видов плетения, нам ещё потребуется нитеподающее устройство, также имеющее ЧПУ, для приведения которого в движение может применяться такой же линейный цилиндрический двигатель.
То есть если подытожить всё вышесказанное, то получается, что с технической точки зрения нам требуется решить три задачи:
- создать ездящее по горизонтали и дёргающее за крючки устройство;
- создать нитеподающее устройство, также перемещающееся по горизонтали и имеющее свой независимый привод;
- крючки должны иметь возможность фиксации в любом положении, в процессе своего возвратно-поступательного движения, что может быть осуществлено с помощью кулачкового механизма или любого иного принципа, который приводится в действие той же самой «дёргалкой» за крючки. Для чего это нужно: чтобы можно было создавать узоры различного плетения с петлями разного размера.
Решив указанные задачи, мы можем получить очень интересное устройство, с помощью которого нам становится доступным, например, связать гобелен на стену с моментом из любимой компьютерной игры. Или «стать самым стильным чуваком на районе», связав толстовку/пальто/ куртку с теми же самыми элементами компьютерных игр:
Картинка: lisjfe.top
Это может быть очень интересно с коммерческой точки зрения, и может стать весьма привлекательным начинанием, где в качестве продукта выступают как готовые изделия, так и серийно производимые аппараты. Ничего подобного на данный момент по какой-нибудь доступной цене я не знаю. Стартап? ;-)
Кроме всего вышесказанного, процесс постройки подобного устройства наверняка будет очень увлекательным сам по себе, так как позволит практически исследовать многие области: петлеобразование и теорию вязального дела в целом, построение линейного привода и его программирование для достижения точного перемещения и фиксации в нужных местах и т. д.
Те же, кто хочет пойти более простым путём, но, тем не менее, приобщиться к делу вязания и «несколько утеплиться» :-) на зиму, могут пойти проверенным путём и скопировать известную в интернете инструкцию кругловязальной машины, которая существует во множестве вариантов, в том числе полностью 3D-печатная, вплоть до крючков:
Если же возникло желание пойти более классическим путём, используя приобретённую готовую вязальную машину, то можно построить конструкцию более надёжную, например, такую, как на видео ниже. Кроме того, под самим видео имеются все необходимые ссылки для сборки конструкции (на странице видео, на YouTube):
Кстати говоря, эту готовую вязальную машину можно рассмотреть не просто как заготовку для присоединения к ней привода, как на видео выше, но и пойти дальше: подумать над способом произвольного приведения в действие каждого отдельного крючка! Тем более, как мы узнали ранее, одним из способов создания плоских вязаных изделий является вязка цилиндрической трубы с последующим разрезанием её с целью получить плоское полотно. Это может быть весьма интересно, так как подобный подход среди самоделок ранее не встречался, а покупная кругловязальная машина может послужить отличной заготовкой для реализации такой затеи. Если кто заинтересуется темой сборки на основе готовой кругловязальной машины, то можно погуглить по ключевым словам «Circular Knitting Machine» (довольно доступно стоит, кстати, есть даже по цене меньше 3 тыс. руб).
Подытоживая, хочется сказать, что вы тоже имеете шанс сделать свой вклад в историю вязального дела, подключив свою инженерную смекалку и изобретательность, а наградой станет весьма интересный аппарат.
▍ Список использованных источников
- Далидович А.С. — «Основы теории вязания».
- Гусева А.А. — «Общая технология трикотажного производства».
- Кудрявин Л.А., Шалов И.И. — «Основы технологии трикотажного производства».
Автор:
DAN_SEA
