В данной статье приведены о выборе материала и технологии изготовления комфортной, медицинской профилактической обуви для детей с патологическими отклонениями.
Ключевые слова: ортопедические стельки пенополиэтилен, сэвилен, эвапласт, упруго-амортизационные свойства, потостойкость, многоцикловые деформации, упругость, пластичность
This article discusses about the choice of material and manufacturing technology comfortable, medical preventive footwear for children with severe disabilities.
В настоящее время в производстве ортопедических стелек широкое применение получили вспененные материалы, такие как пенополиэтилен, сэвилен, эвапласт, отличающиеся хорошими упруго-амортизационными свойствами, легкостью и невысокой стоимостью. Эти материалы отличаются высокой химической стойкостью, водостойкостью, потостойкостью, а изделия из них не оказывают вредного воздействия на организм.
Вспененные материалы должны обладать определенным набором физико-механических характеристик при изгибе и сжатии. Для материалов, применяемых при изготовлении вкладных стелек, важным является их поведение при многократном сжатии со значительной скоростью деформации, характерной для ходьбы. Некоторые виды материалов под воздействием многоцикловых деформаций сжатия теряют свою форму в связи с накоплением остаточных деформаций. Остаточная деформация при сжатии материалов для деталей низа обуви, не должна превышать 15–30 %.
Снижение твердости материалов низа обуви увеличивает амортизационные свойства обуви, уменьшает утомляемость стопы при ходьбе и беге. Снижение твердости возможно только до определенного предела, который лимитируется величиной остаточной деформации материала при сжатии, пределы которой были указаны выше.
Были проведены испытания, по определению показателей свойств материалов при сжатии, и был подобран материал для изготовления стелечного узла и вкладной разгружающей стельки. При этом стояла задача выбора материала, обладающего: малой плотностью, с целью снижения веса изделия, оптимальными значениями показателей эластичности и упругости для обеспечения необходимых амортизационных свойств; необходимой пластичностью, для обеспечения при формоваемости. Технологичность материала оценивалась показателями термопластичных и адгезионных свойств, которые определяют способность формования в пресс-формах и способность к склеиванию.
Таким образом, для оценки эксплуатационных и технологических свойств были выбраны следующие показатели: остаточная деформация (є0, %), упругость (У, %), пластичность (П, %), изменения пластичности (А П, %) при увеличении усилия.
В ходе выполнения работы были исследованы материалы различных марок как отечественных, так и зарубежных производителей. Из представленного ассортимента необходимо было выбрать материал, по своему составу, строению и физико-механическим показателям наилучшим образом удовлетворяющий поставленным требованиям. Он должен обладать достаточно высокими упругими свойствами, чтобы обеспечивать профилированное ложе под пятку, и поддержку сводов при максимальной нагрузке и в тоже время обладать оптимальным соотношением показателей упругости и пластичности, чтобы в пучках, после при формования к стопе держать исходную форму.
Вначале проводились одно цикловые испытания, где пробы материалов нагружались на 37,5; 57,5; 77,5; 97,5; 112,5 кг. При выборе величин мы исходили из того, что средняя масса тела человека составляет 75 кг.
Пробе сообщали требуемую нагрузку и определяли толщину при действии заданной нагрузки, затем разгружали пробу и определяли толщину материала после сжатия и отдыха. По полученным результатам вычисляли остаточную и полную деформацию, а затем рассчитывали упругость и пластичность. Твердость материалов определяли абсолютным методом.
При исследовании поведения материалов, применяемых для изготовления вкладных стелек, при многократном сжатии установлено, что наибольшее изменение модуля сжатия и других показателей материала происходит в первые 5 циклов нагружения, до 10 циклов показатели несколько меняются, а затем остаются практически неизменными. Некоторые виды материалов под воздействием много цикловых деформаций сжатия теряют свою форму («растаптываются»). Чтобы определить, как поведет себя материал при многократной нагрузке, пробы нагружались по 5 и 10 циклов (при значениях нагрузки 37.5 и 112.5 кг). После проведенных испытаний определялась остаточная и полная деформации, и рассчитывались показатели упругости и пластичности. Полученные результаты при полу цикловых и много цикловых испытаниях для всех материалов сравнивались.
По результатам испытаний были построены графики изменения пластичности и упругости в зависимости от нагрузки, а также график, показывающий динамику изменения свойств материалов при увеличении нагрузки (Рис. 1–2). Показатели свойств материалов при сжатии представлены в таблице в приложении И.
После оценки полученных результатов был выбран образец материала под № 5 (эвапласт вид Б плотностью 0,35 г/см, твердостью 20–25 ед.). Этот материал обладает достаточно высокими упругими свойствами, чтобы обеспечивать профилированное ложе под пятку, и доля упругой деформации при увеличении нагрузки изменяется незначительно по сравнению с другими материалами. То есть, представленный материал обладает наилучшей способностью сохранять размер и форму при деформировании и, следовательно, является наиболее пригодным материалом для изготовления стелечного узла и вкладной разгружающей стельки.
Рис. 1. График изменения упругости от нагрузки
Рис. 2. График изменения пластичности от нагрузки
Рис. 3. Динамика изменения пластических свойств материалов при увеличении нагрузки
Выбор технологии изготовления стелечного узла. Для выбранного материала были подобраны оптимальные режимы формования (температура нагрева материала, давление пресса, время разогрева материала в термоактиваторе). Полученные данные позволяют в процессе формования обеспечить формуемым изделиям требуемую форму и заданный комплекс свойств.
Литература:
- Практикум по технологии изделий из кожи./ Под ред. проф. В. Л. Раяцкаса. — М., Легкая и пищевая промышленность, 1981. — 279 с.
- Мусаев С. С.,Узакова Л. П., Абдурахманова Ф. А. “Разработка рациональной конструкции профилактической обуви”. Монография: Ташкент “Тuron zamin ziyo”, 2016.-175 с.
