Факторы, определяющие рациональное использование материалов при раскрое
Виды отходов
Факторы, влияющие на величину отходов
При раскрое материалов на детали обуви и кожгалантерейных изделий, как правило, нельзя добиться их 100 - % - ного использования.
Это связано с: различием свойств раскраиваемых материалов: размер, конфигурация, толщина, плотность, качество и различием выкраиваемых деталей по площади, конфигурации, технологическим требованиям.
При раскрое образуются отходы:
Межшаблонными называют отходы, образующиеся между соседними шаблонами деталей при их размещении на материале.
Краевыми называют отходы, образующиеся по краям при несовпадении контуров материала и шаблона и из-за некратности размеров материала и шаблона.
Межшаблонные мостики – отходы в местах стыка деталей, образующиеся из-за невозможности разместить шаблоны вплотную один к другому.
Обозначить площадь материала через А, можно написать следующее равенство.
(1)
где аi – площадь, выкроенных деталей,
S, T, V, Q – площадь соответственно межшаблонных, краевых отходов, межшаблонных мостиков и площадь пороков материала.
Если расход материала на один комплект деталей обозначить N, дм2, то
N = 
, (2)
где А - площадь раскраиваемого материала, дм2;
η - число выкраиваемых комплектов деталей.
Экономичность использования материала при раскрое характеризуется показателем использования Р, % (Процент использования)
(3)
где n – число выкраеваемых деталей;
ai - чистая площадь одной детали, дм2;
А-площадь материала, дм2.
Учитывая соотношение (2) и (3) можно записать
Расход материала (или норма расхода) 
(4)
где ак- площадь комплекта деталей, дм2.
Т.о. норма расхода материала (N) зависит от чистой площади комплекта деталей, предназначенных для определенного вида изделия и процента использования площади раскраиваемого материала.
Учитывая соотношение (1) и (3) можно записать, что
Р= 
, (5) Р=100-Ом-Ок-Ом.м.-Ос (6)
где Ом= 
-относительный межшаблонный отход, %
Ок= 
-относительный краевой отход, %
Ом м= 
-относительный отход на межшаблонные мостики, %
Ос= 
-относительный отход сортности, %
Таким образом, процент использования можно определить определив величину каждого отхода.
Факторы, влияющие на величину отходов.
На величину межшаблонных отходов влияют:
-конфигурация шаблона;
(если контур шаблона прямолинейный или сложные контуры деталей совпадают, то межшаблонные отходы отсутствуют)
-система размещения шаблонов;
Система размещения шаблонов должна удовлетворять следующим требованиям:
- быть легко воспроизводимой;
- давать возможность лабораторной оценки варианта совмещения;
-снижать до минимума межшаблонные отходы.
Зыбиным Ю.П. предложена прямолинейно-поступательная система, которая удовлетворяет всем требованиям. Система основана на параллельности рядов и поступательном перемещение шаблона в каждом ряду.
Одноименные точки шаблона соединяют прямыми линиями в двух направлениях, получают параллелограмм. В параллелограмм входит одна деталь, т.е. составленные вместе части образуют одну деталь.
В площадь параллелограмма входит площадь межшаблонных отходов, приходящаяся на один шаблон при данном варианте совмещения
Отношение площади шаблона (а) в площади параллелограмма равно коэффициенту использования площади данного параллелограмма (р). р=а/М, Площадь параллелограмма М=а+s
где а- площадь шаблона;
s- площадь отходов;
Следовательно р=а/а+s
т. е коэффициент использования площади параллелограмма для шаблона площади (а) зависит только от площади межшаблонных отходов s.
Шаблоны можно размещать различными вариантами, поэтому определяют плотность укладки и находят площадь наименьшего параллелограмма.
Укладываемость (У) это отношение площади шаблона к площади оптимального параллелограмма в процентах.
У= 
Иногда на практике рационально совмещать не одноименные детали, а две различные детали, или комбинацию деталей «гнездо». Тогда две детали или «гнездо» рассматривают как единое целое и размещают по прямолинейно-поступательной системе. В параллелограмм в таких случаях будет входить не один шаблон, а два или принятая комбинация.
Отходы, образующиеся при размещении одноименных шаблонов называются нормальными межшаблонными отходами Он м
Онм =100-У
Не вся кожа может быть раскроена по одной схеме размещения шаблонов.
Произвольное размещение шаблонов используется:
- когда площадь шаблона велика по сравнению с площадью кожи;
- при переходе от раскроя центральной части кожи с равномерными свойствами к периферийным участкам кожи.
Отходы, образующиеся при размещении разнооименных шаблонов называются дополнительными межшаблонными отходами Од м
Они образуются также при совмещении однотипных шаблонов разных размеров.
Краевые отходы уменьшаются при увеличении площади материала, при наличии деталей малой площади.
Для максимального использования материалов необходимо к крупным деталям добавлять детали меньших размеров.
Чем больше площадь материала по сравнению с площадью детали, тем меньше краевой отход.
Отношение площади материала к площади детали называют фактором площади W= 
, Фактор площади влияет также и на величину межшаблонного дополнительного отхода.
Установлено, что Ок+Ом.д=39 
- для кож верха
Ок+Ом.д=25 - для кож низа
Отходы сортности. Кожи имеют пороки, которые необходимо обходить при раскрое. Чет больше пороков, тем ниже сорт кожи и тем больше будет отходов. Установлено, что отходы сортности можно найти из выражения:
Ос= 
, - для кож верха; Ос= 
, - для подошвенных и стелечных чепраков.
где в – оценка пораженности материала в баллах,
- средневзвешенная площадь выкраиваемой детали
Отходы на межшаблонные мостики зависят от:
-толщины деталей, чем толще материал, тем больше ширина межшаблонного мостика;
-при раскрое тканей от количества слоев, чем >слоев, тем > Омм;
-угла заточки резака; чем > угол заточки, тем >> Омм;
-площадь детали, чем меньше площадь, тем больше Омм;
При использовании совмещенных резаков Омм отсутствует.
Принимают среднюю величину на мкжшаблонный мостик Омм=1,5% для кож низа, а для кож верха этой величиной пренебрегают так, как она имеет небольшую величину.
На величину отходов влияет квалификация рабочего, тем она выше, тем выше коэффициент использования материала, тем меньше отходов.
Т.о. зная величину отходов можно рассчитать процент использования материала.
Процент использования площади материала, определяется по формуле
Р=100-Омн -Омд -Ок-Ом.м.-Ос
Подставляя в формулу значения отходов, получаем:
Р= 
-для кож верха обуви;
Р= 
-для кож низа обуви (чепраки).
Для повышения процента использования кож верха обуви их раскраивают на детали двух различных комплектов, к которым предъявляются различные технологические требования. Например: повседневная-модельная, мужская-мальчиковая, женская-детская).
Необходимо комбинировать комплекты с большими деталями и комплекты с маленькими деталями.
Детали верха обуви делят на ответственные и менее ответственные.
Ответственные (союзка, носок) – к ним предъявляются большие требования, поэтому они выкраиваются из центральной части (чепрак), так как он более прочный имеет более равномерные свойства.
Не ответственные (берцы, задинки, голенища и др.) выкраивают из периферийных участков.
В зависимости от вида обуви доля ответственных деталей может быть различной. Например: сапоги – площадь ответственных деталей чаще всего 20%, ботинки -35%, полуботинки -45%, туфли «лодочки»-85%.
Удельное значение площади чепрака (r) составляет около 45 – 55%, в зависимости от сорта, следовательно, при раскрое, например, только сапог, с долей ответственных деталей 20%, чепрак кожи не будет использован полностью на раскрой ответственных деталей, около 25-35% чепрака пойдет на раскрой менее ответственных деталей.
В данном случае целесообразно сапоги кроить в комплекте с туфлями (r=85%), т.к. в суммарная доля ответственных деталей близка к 100% (20+85=105%).
Соотношение пар обуви, обеспечивающих высокое использование чепрака по назначению, определяют по уравнению (формула Б.Л. Элен):
,
где 
-соотношение числа пар обуви 1-го и 2-го комплектов;
а1, а2 – площадь деталей обуви соответственно1-го и 2-го комплектов;
m - средняя удельная площадь чепрака кожи =0,5;
S1, S2 – удельная площадь ответственных деталей соответственно1-го и 2-го комплектов;