الحياكة بالسدى — أسرع تقنية لتشكيل الأقمشة في صناعة النسيج

في الحياكة باللحمة (النوع الذي يقوم به الحاكة اليدويون وآلات الحياكة الدائرية)، يمتد خيط واحد أفقياً عبر القماش، مكوناً حلقات في إبر متتالية. إذا انكسرت حلقة واحدة، يمكن أن "يجري" القماش، أي ينفك على طول العمود. في الحياكة بالسدى، لكل إبرة خيط مخصص خاص بها يمتد عمودياً (في اتجاه السدى). تشكل هذه الخيوط حلقات تتشابك مع الخيوط المجاورة من خلال حركات جانبية مضبوطة. ولأن لكل إبرة خيطها الخاص، فإن القماش المحاك بالسدى مقاوم للجري، فالخيط المكسور يؤثر في حلقة واحدة فقط، لا في العمود بأكمله. يجعل هذا الفرق البنيوي الحياكة بالسدى مثالية للملابس الداخلية النسائية والجوارب والأقمشة التقنية حيث يكون للثبات البعدي أهمية.

لف آلاف الخيوط المتوازية على عارضات السداة المقطعية، وهي أسطوانات كبيرة تُثبَّت على آلة الحياكة بالسداة. تحتاج آلة التريكو النموذجية إلى 2–4 عارضات سداة، يحمل كل منها ما بين 2,000 و5,000 طرف خيط. يجب أن تكون جميع الخيوط على العارضة الواحدة متساوية في الشد والطول، فحتى الفروق الصغيرة تسبب عيوبًا مرئية في القماش (عرى مشدودة أو مرتخية). إعداد السداة للحياكة بالسداة مماثل من حيث المبدأ لإعداد السداة للنسيج، وهو أكثر أجزاء العملية استهلاكًا للوقت، إذ قد تستغرق عملية تغيير العارضات ساعات على الآلات العريضة.

يغذّي كل محور لحمة (سداة) خيوطه عبر قضيب توجيه — وهو قضيب طويل مسطح يمتد على عرض الآلة، ومزود بعين توجيه واحدة لكل خيط. يحافظ قضيب التوجيه على الخيوط في موضعها ويحركها جانبياً (يساراً أو يميناً) بين أعمدة الإبر لإنشاء النمط المتشابك. تحتوي آلة الترايكو على 2–4 قضبان توجيه؛ ويمكن أن تحتوي آلة الرشيل على ما يصل إلى 78 قضيباً. يتحرك كل قضيب توجيه بشكل مستقل وفق نمط مبرمج — إذ تحدد مجموعة حركات جميع قضبان التوجيه بنية النسيج. قضبان التوجيه هي 'النول' في الحياكة بالسداة: فهي تحدد النمط كما تحدد الشدّادات (الهيدلات) النسيج المنسوج.

تتكون دورة حياكة السداة من حركتين أساسيتين. التداخل هو حركة جانبية لقضيب الخيوط بينما تكون الإبر في وضع التعشيق، حيث يلتف الخيط حول الإبرة ليشكّل عروة. أما التراكب فهو حركة جانبية بينما تكون الإبر في وضع عدم التعشيق، حيث يمتد الخيط عبر ظهر القماش إلى موضع إبرة جديد. يحدد التداخل الإبرة التي يلتف حولها كل خيط، ويحدد التراكب المسافة الجانبية التي يقطعها كل خيط بين الصفوف. معًا، يحددان بنية القماش، من التريكو البسيط (تداخل بإبرة واحدة، وتراكب بإبرة واحدة) إلى أنماط القضبان المتعددة المعقدة.

التريكو (من الفرنسية tricoter، بمعنى يحيك) هو أبسط بنية نسيج سدائي وأكثرها شيوعًا. يستخدم شريطين موجهين. يلتف شريط التوجيه الأمامي في اتجاه واحد (مثلاً إلى اليمين)، ويلتف شريط التوجيه الخلفي في الاتجاه المعاكس (إلى اليسار). ينتج عن ذلك قماش بوجه أملس يظهر أضلاعًا عمودية دقيقة (wales) وظهر ذو نسيج يُظهر عوائم أفقية. التريكو هو القماش القياسي للملابس الداخلية النسائية والبطانات والصوف المفرد المسحوب. تنتج آلة التريكو من Karl Mayer HKS هذا القماش بسرعة 3,000–4,000 صف في الدقيقة، حيث يضيف كل صف صفًا من العرى عبر عرض الآلة الكامل في آن واحد.

تستخدم آلات الراشيل إبر مزلاجية (بدلًا من الإبر المركبة في آلات التريكو) ويمكنها استيعاب خيوط أثقل وأكثر تنوعًا بكثير. مع أشرطة الدليل المتحكم فيها بنظام جاكار، تنتج آلات الراشيل هياكل مفتوحة: شبكات، وشباك، وأنماط دانتيل معقدة. يتحكم نظام جاكار بشكل فردي في حركة اللف لكل خيط في شريط الدليل، مما يتيح أنماطًا فريدة لكل خيط — وهي قدرة تنتج التصاميم الزهرية والهندسية المعقدة للدانتيل المصنوع آليًا. تنتج آلات دانتيل الراشيل ذات 78 شريط دليل والتحكم بنظام جاكار أقمشة بالغة التعقيد بسرعات صناعية.

الحياكة السداسية (Warp knitting) هي التقنية الأساسية لإنتاج الأقمشة المطاطة — ملابس السباحة، والملابس الرياضية، والملابس المشكّلة للجسم، وملابس الضغط. يُغذّى خيط السبانديكس عبر شريط توجيه مخصص بشد مضبوط. يُحاك السبانديكس ضمن بنية القماش جنبًا إلى جنب مع خيوط الأساس من البوليستر أو النايلون. يحدد نمط شريط التوجيه ما إذا كان السبانديكس يوفر تمددًا في اتجاه واحد (اتجاه السداة أو اللحمة) أم تمددًا في اتجاهين (كلا الاتجاهين). يحتوي قماش ملابس السباحة النموذجي على 78–82% نايلون و18–22% سبانديكس، ويُحاك بطريقة السداة على آلة Karl Mayer — وهي البنية نفسها للقماش التي مكّنت من ظهور ملابس السباحة التنافسية الحديثة.

يمكن لآلات الرashل ذات الإبرة المزدوجة الشريطية إنتاج أقمشة فراغية ثلاثية الأبعاد — طبقتان خارجيتان من القماش تربطهما طبقة من خيوط أحادية الفتيل تُبقي الطبقتين متباعدتين، فتُنشئ بنية ساندويتش قابلة للضغط ومسامية. يمكن أن يتراوح سُمك طبقة السبيسر بين 2 و20 ملم. تحل هذه الأقمشة محل حشوات الرغوة في المراتب ونعال الأحذية ووسائد مقاعد السيارات والحشوات الرياضية، لأنها مسامية (يتداول الهواء عبر طبقة السبيسر)، وقابلة للغسل، وقابلة لإعادة التدوير (بوليمر واحد)، وتحافظ على مرونتها عبر ملايين دورات الضغط.

يمكن لآلات التريكو السداوي المكيفة للمنسوجات التقنية إنتاج أقمشة متعددة المحاور — طبقات من خيوط مستقيمة (غير متموجة) موجهة بزوايا 0°، و90°، و+45°، و-45°، مثبتة معاً بغرزة تريكو سداوي خفيفة. تُستخدم هذه الأقمشة كتقوية في المركبات المقواة بالألياف لشفرات توربينات الرياح، وهياكل الطائرات، والقوارب، ومكونات السيارات. ولأن ألياف التقوية تبقى مستقيمة (وليست متموجة كما في النسيج المنسوج)، فإن أقمشة التريكو السداوي متعددة المحاور توفر خصائص ميكانيكية أعلى لكل وحدة وزن مقارنة بتقويات النسيج المنسوج. يمكن أن تكون الخيوط من ألياف الزجاج، أو ألياف الكربون، أو الأراميد (كيفلر).

يُصبغ قماش السداة المحبوك ويُشطّب على المعدات نفسها المستخدمة للأقمشة المنسوجة، وهي آلات الصباغة النفاثة وإطارات التثبيت (الستنتر) والكلندرات. ومع ذلك، يتطلب قماش السداة المحبوك تحكمًا دقيقًا في الشد أثناء المعالجات الرطبة لأنه أكثر قابلية للتمدد من الأقمشة المنسوجة، ويمكن أن يتشوه بشكل دائم إذا جرى شده بإفراط. يعمل التثبيت الحراري على الستنتر عند درجة حرارة 180–200 °م على تثبيت أبعاد نسائج السداة المحبوكة من البوليستر والنايلون. أما بالنسبة للفليس المفروش (وهو منتج رئيسي من السداة المحبوكة)، فإن سطح القماش يُرفع على آلة النفش، حيث تسحب أسطوانات دوارة مغطاة بالأسلاك حلقات الألياف إلى السطح، مما يُنشئ الوبر الناعم والعازل لسترات الفليس والبطانيات.

تُعد ميزة السرعة في الحياكة السداسية مقارنةً بتقنيات تشكيل الأقمشة الأخرى هائلة. فآلة التريكو HKS 3-1 من Karl Mayer، التي تعمل بسرعة 3,500 صف في الدقيقة بكثافة 28 إبرة لكل بوصة عبر عرض 130 بوصة، تنتج نحو 500–600 متر مربع من القماش في الساعة. أما نول النسيج المماثل (راپير، 600 لحمة في الدقيقة، عرض 130 بوصة) فينتج نحو 40–60 متراً مربعاً في الساعة. أي أن الحياكة السداسية أسرع بعشر مرات. والمقابل هو المرونة: فتغيير بنية القماش يتطلب تغيير المحاور السداسية وإعداد قضبان التوجيه، وهي عملية تستغرق ساعات إلى أيام، مقارنةً بدقائق في آلة الحياكة السدوية. وتتفوق الحياكة السداسية في الإنتاج الكبير الحجم للأقمشة القياسية.

تحتل الحياكة بالسدى موقعاً فريداً بين النسيج والحياكة باللحمة. فهي تنتج الأقمشة أسرع من كلتيهما، بخصائص يمكنها محاكاة الاثنتين معاً؛ فهي ثابتة ومضبوطة الأبعاد كالقماش المنسوج، ومع ذلك مطاطية ومتكيفة مع الجسم كالقماش المحبوك. وقد توسعت قدرات هذه التقنية من التطور من التحكم الميكانيكي في النقوش (حلقات السلسلة) إلى نول جاكار الإلكتروني (التحكم الفردي في الإبر)، من الترِيكو البسيط للملابس الداخلية إلى المنسوجات التقنية المعقدة للمواد المركبة في صناعة الفضاء. وتواصل شركة Karl Mayer، المصنّع المهيمن في هذا المجال، دفع السرعات والقدرات إلى الأمام؛ إذ تتضمن الآلات الحديثة مراقبة الجودة أثناء التشغيل، والصيانة التنبؤية، وتصميم الأنماط الرقمي. تمثل الحياكة بالسدى أقرب ما وصلت إليه صناعة النسيج من التصنيع المستمر، وهي تحسين لا هوادة فيه لمبدأ تكوين الحلقات الذي قاد صناعة آلات النسيج منذ اختراع William Lee لآلة الجوارب عام 1589.