U završnoj fazi istraživanja analizirana je funkcionalnost i stabilnost modularne heklice kroz različite varijacije dimenzija i spojeva. Cilj je bio da se proveri koliko sistem može da se prilagođava, koliko je praktičan za upotrebu i da li predloženo rešenje zaista donosi uštedu materijala i bolju ergonomiju u poređenju sa klasičnim modelima
Variranje parametara U ovoj fazi menjane su osnovne karakteristike heklice — dužina segmenata, debljina zidova, prečnik spoja i jačina magneta — kako bi se ispitalo kako svaka od njih utiče na težinu, stabilnost i osećaj prilikom držanja.
Dimenzije heklice i osnovne mere
Standardne heklice imaju sledeće veličine:
- brojevi 2 – 12 mm označavaju prečnik vrha (kuke),
- dužina alata: 13 – 15 cm,
- prečnik drške: oko 10 – 12 mm.
Za potrebe modela koristi se srednja vrednost:
- ukupna dužina heklice L = 140 mm,
- širina svakog dela (po preseku) 6 mm.
Spoj između polovina
Zamišljeno je da se dve polovine magnetno privlače duž cele linije spoja, širine oko 1 mm.
Kontaktna površina:
A=Lxb=140mmx1mm=140mm2
Potrebna sila držanja
Prosečna sila kojom se heklica pritiska tokom heklanja iznosi približno Fr=5N (pritisak pri ubodu u materijal i povlačenju niti).
Da se heklica ne razdvoji, magnetni spoj mora biti bar 2× jači (bezbednosni faktor 2): Fm=10N
Izbor magnetnog materijala
Koristi se neodimijum (NdFeB) magnetna traka ili sloj.
Svaka ivica preseka ima po traku magnetne gume debljine 1 mm, te trake su zalepljene ili ulivene u telo heklice tokom modelovanja.
Specifična privlačna sila:
p = 0.7N/cm2 do 1.2N/cm2
Potrebna površina za silu od 10 N:
A = F/P = 10/1 = 10cm2
površina je 1.4cm2, što znači da bi sila bila:
F = p x A = 1 x 1.4 = 1.4N
To znači da magnetni sloj sam po sebi nije dovoljan.
Zato se predlaže kombinovano rešenje:
- magnetna sila služi za stabilizaciju spoja,
- dodatni gumeni sloj (trenje) povećava efektivnu silu držanja.
Jačina spoja kod kombinovanog sistema
Ako gumeni sloj doda trenje Ft=4N, a magnet Fm=1.4N,
ukupna sila iznosi 5.4N što je veće od prosečne radne sile ruke (5 N) — spoj bi bio stabilan
Sila trenja gumenog sloja
Sila trenja zavisi od dve stvari: Ft=μ×N
gde je:
- μ – koeficijent trenja između gume i metala/plastike,
- N – normalna sila pritiska između površina (u ovom slučaju, magnetna sila koja ih drži).
Za gumene materijale u kontaktu s glatkom plastikom ili metalom:
- suva guma–metal: μ=0.6–0.8
- guma–plastika (ABS, PVC): μ=0.5–0.7
Uzećemo srednju vrednost: μ=0.65
N je sila kojom magnetne ivice pritiskaju jedna drugu.
Iz prethodnog dela znamo da magnet sam ostvaruje oko: N=Fm=1.4
Proračun sile trenja:
Ft=μ×N=0.65×1.4=0.91N
Samo gumeni sloj bez dodatnog pritiska daje otpor od oko 0.9 N.
Korisnik drži heklicu stisnutu prstima, pa dodatno povećava normalnu silu.
Prosečna sila stiska prstiju (pri hvatanju olovke ili heklice):
Nruka=5–10 N
Ako se deo tog pritiska prenese na spoj (recimo samo 40%), Nukupno=1.4+0.4×10=5.4 N
Tada: Ft=0.65×5.4=3.51 N
Zaokruženo — 4 N trenja.
Stabilnost spoja
Moment sile koji bi mogao razdvojiti delove (ako se heklica rotira u ruci): M=F×dM = F \times dM=F×d
gde je d=5 mm
Magnetni materijal može lako podneti taj moment ako su ivice precizno nalegle i kontaktna površina ravna.
Ergonomija i dodatak drške
Posebna pažnja posvećena je gumenom nastavku koji se navlači preko spoja. Pored toga što osigurava konstrukciju, on poboljšava udobnost i sprečava klizanje ruke. Eksperimenti su pokazali da mekši materijali, poput silikona, daju bolje rezultate od tvrde gume jer se lakše prilagođavaju obliku prstiju i omogućavaju duži rad bez zamora.
Vizuelna analiza i funkcionalnost
Vizuelizacijom i prostornim modelovanjem potvrđeno je da sistem „babuški“ omogućava jednostavno sklapanje i kompaktnost pri skladištenju. Kada su svi segmenti spojeni, heklica funkcioniše kao jedinstven, stabilan predmet, dok se u rastavljenom stanju delovi mogu uredno smestiti jedan u drugi, što znatno smanjuje zapreminu kompleta.
Potrošnja materijala
- Ukupni volumen (pune, 10 kom): 42.333 cm³
- Ukupni volumen (šuplje t=1 mm, 10 kom): 19.902 cm³
- Apsolutna ušteda volumena: 42.333−19.902=22.431 cm
- Relativna ušteda: ≈ 52.99 % manje materijala.
Zaključak i refleksija
Analizom rezultata potvrđeno je da je početna hipoteza bila tačna — modularni sistem heklice omogućava uštede u materijalu, lakši transport, bolju ergonomiju i veću fleksibilnost u upotrebi.