Концептуальный дизайн универсальной двухщелевой пуговицы

Двухщелевая пуговица – тип пуговицы унитарной конструкции, главной особенностью которой являются две параллельные вертикальные прорези и межщелевая перегородка в центре диска пуговицы, используемые для её нанизывания на киперную ленту, концы которой подшиваются к текстильной поверхности [1], [2]. Описанный способ крепления и принцип конструкции пуговицы позволил создать наиболее простой и надежный вид ответной части пуговичной застежки (рис.1, слева).

На данный момент почти невозможно установить создателя пуговицы данной конфигурации в официальных источниках, несмотря на то, что она обладает всемирно заслуженной популярностью. В бытовом обиходе данный тип пуговицы получил прозвище «Канадка» [3]. Наиболее широкое применение эта пуговица получила в элементах полевого обмундирования военнослужащих Вооруженных Сил Великобритании в середине 90-х годов прошлого века (рис.1, справа) [4]. 

 

Рисунок 1 - Общий вид на застежку двухщелевой пуговицы, куртка из комплекта обмундирования CS95, ВС Великобритании [4]

DOI:10.23670/IRJ.2022.122.28.1

Сейчас она также применяется в маскировочном костюме 6Ш122 (рис.2, слева) комплекта боевой экипировки «Ратник», находящегося на оснащении Вооруженных Сил России, а также в большом количестве специальной формы одежды, изготавливаемой в нашей стране частными предприятиями (рис.2, справа).

Рисунок 2 - Куртка анорак из комплекта 6Ш122 экипировки «Ратник», ВС России и куртка полевого костюма «Горка» российского производства

DOI:10.23670/IRJ.2022.122.28.2

Несмотря на очевидные преимущества, пуговица данной конфигурации обладает существенным недостатком: осуществить крепление двухщелевой пуговицы приведенной конструкции возможно только поочередным продеванием киперной ленты через пару щелей с последующим застрачиванием ее концов к текстильной поверхности [5]. Данный недостаток влечёт за собой следующие проблемы:

· установка новой двухщелевой пуговицы на место потерянной старой потребует освобождения одного из концов стропы, что может быть очень затруднительным как в случае использования единичного сегмента стропы на одну пуговицу, так и в особенности при установке пуговицы внутри ряда застежек, расположенных на общей крепежной ленте (рис.1).

· пристрочка крепежной ленты осуществляется с заранее нанизанной на неё пуговицей, которая требует отступов от пуговицы с обеих сторон для продевания ленты и нанесения швов швейной машинкой. В некоторых случаях данные отступы могут быть выполнены с погрешностями по длине, что позволит пуговице совершать нежелательное смещения по ленте и, тем самым, значительно отклоняться от соосного расположения с прорезью клапана застежки. Это в конечном счете повлияет на увеличение длительности процесса застегивания и ширины зазора между бортами клапана.

Данная работа посвящена разработке новой оригинальной конструкции двухщелевой пуговицы, с помощью концептуального дизайна: от идеи до готовой модели изделия.

Для устранения проблем, связанных с конструкцией, рассмотренной выше двухщелевой пуговицы, были применены новые технические решения. Строение пуговицы позволяет осуществлять её установку, как при помощи поочередного продевание свободного конца стропы через продольные прорези, так и нанизыванием самой пряжки на подшитую стропу через косые боковые прорези. Конфигурация данных прорезей не позволяет стропе без особых механических манипуляций освободиться от пряжки, что, в свою очередь, позволяет уделить особое внимание универсальности данной конструкции.

С учетом обозначенных недостатков конструкции двухщелевой пуговицы, был разработан чертеж прототипа двухщелевой пуговицы новой конструкции [6]. Разработанный тип пуговицы получил промежуточное название «Универсальная двухщелевая пуговица» (рис.3).

Особенность и актуальность конфигурации разработанной модели нового типа двухщелевой пуговицы заключаются в следующих оригинальных технических решениях:

· за основу модели была взята оригинальная конструкция рассмотренной выше двухщелевой пуговицы;

· в эту конструкцию были добавлены две сквозные направляющие прорези, разделяющие внутренний диск, кольцевую канавку и внешний ободок (рис.3) на две неравные части, формирующие три основные части пуговицы: направляющий наконечник, межщелевую перегородку и несущую часть (рис.4);

· направляющие прорези служат для нанизывания пуговицы на подшитую стропу путем протаскивания ленты сначала через два сегмента прорезей, параллельных межщелевой перегородке, затем через пару сегментов, соединенных с параллельными сегментами под углом 45 градусов, и, в конечном счете, вдевания ленты в пару ограничительных прорезей внутреннего диска, разделенных межщеловой перегородкой;

· направляющие прорези впадают в ограничительные по середине их внешних продольных граней, являющихся разделенными сторонами внутреннего диска; эти прорези имеют равную ширину с минимальным допуском по толщине размещаемых в них ленты;

· межщелевая перегородка несет основную функцию по удержанию пуговицы при помощи давления на нее стропы сверху, а также служит для соединения несущей части и направляющего наконечника. Поэтому, по сравнению с исходной конструкцией, были увеличены на треть от высоты диска её ширина и высота. Также была увеличена её длина вплоть до касания внутренней грани кольцевой канавки для обеспечения надежности соединения деталей;

кольцевая канавка и внешний ободок служат для ухватистости пуговицы пальцами рук; канавка углублена на треть высоты диска.

Рисунок 3 - Конструктивные элементы прототипа пуговицы

DOI:10.23670/IRJ.2022.122.28.3

Рисунок 4 - Основные конструктивные части прототипа пуговицы

DOI:10.23670/IRJ.2022.122.28.4

На основе созданного чертежа в программной среде AutoCAD была построена трехмерная модель двухщелевой пуговицы [7], которая представлена на рис.5. Разработка трехмерной модели пуговицы позволяет нам осуществить изготовление реального прототипа при помощи 3D принтера, и провести его испытание.

Рисунок 5 - Виды трехмерной модели универсальной двухщелевой пуговицы

DOI:10.23670/IRJ.2022.122.28.5

Действующий прототип пуговицы был изготовлен из нейлона с помощью печати на 3D принтере с диаметром 30 мм и шириной ограничительных ленточных прорезей в 12 мм (рис.6, слева) [8], [9]. Для печати использовался 3D принтер FLSUN QQ-S PRO производства Китай. Прототип был успешно испытан на базовую пригодность к нанизыванию на участок закрепленной к текстильной поверхности киперной ленты шириной 15 мм и длиной 32 мм при помощи направляющих прорезей и наконечника. На полный процесс испытания двухщелевой пуговицы нанизыванием в среднем может быть затрачено до 8 секунд (рис.6, справа).

Испытание прототипа модели двухщелевой пуговицы нового типа проводилось в производственных условиях, результат показал удачность выбранного технического решения для модернизации пуговицы оригинальной конструкции [10], [11]. Доработка данного прототипа до промышленного образца позволит создать наиболее универсальный и надежный тип пуговицы, имеющий возможность стать стандартным элементом швейной фурнитуры, применяемым в специальном обмундировании и экипировке. Главным предназначением данной пуговицы является её применение в нагрудных клапанах бортов рубашек и курток, а также других важных узлов текстильных изделий.

Скорость, простота и надежность предложенного способа установки пуговицы данной конфигурации на фрагмент стропы (по сравнению с традиционными пуговицами с отверстием, подшиваемыми простыми нитками), позволит успешно применять её как при фабричном изготовлении, так и в случае необходимости проведения легкого ремонта в полевых условиях специального обмундирования и экипировки. Подшивание отдельных фрагментов стропы без предварительного нанизывания пуговиц и выделения отступов позволит также уменьшить затраты на швейные принадлежности. Также пуговицы данной конфигурации могут быть быстро сорваны с ленты (путём перелома межщелевой перегородки), что может положительно сказаться в экстренных ситуациях, особенно в случаях спасения человеческой жизни.

Рисунок 6 - Распечатанный на 3D принтере прототип универсальной двухщелевой пуговицы и результат применения

DOI:10.23670/IRJ.2022.122.28.6

В данной работе был представлен концептуальный дизайн новой усовершенствованной конструкции двухщелевой пуговицы для специального обмундирования. Процесс разработки был представлен от исходного чертежа до напечатанного прототипа. Проведенные испытания подтвердили преимущества предложенной новой конструкции изделия, особенно для экстренных случаев в полевых условиях. Оригинальная конструкция данного изделия была запатентована [10].