Průvodce laserovým řezáním látek: Jak řezat textilie bez ošlapání nebo deformace

Průvodce laserovým řezáním látek: Jak řezat textilie bez ošlapání nebo deformace

Proč se textilie řežou jinak než všechny ostatní listové materiály

Textilie je jediný běžný laserový materiál, který není pevný. Je to struktura složená z vláken, která jsou stočena, splétána, pletena nebo spojena, a chová se jako pružná síť spíše než jako list.

Právě tato struktura je důvodem, proč laser na textiliích dosahuje vynikajících výsledků, ale také proč selhává způsoby, které se nikdy nevyskytují u dřeva, akrylu nebo MDF.

Protože nedochází k žádnému mechanickému kontaktu, nevzniká žádné drcení, žádné protažení a žádné opotřebení nástroje. Zatímco nůž nebo razítko materiál stlačí ještě před jeho oddělením, paprsek prostě odpaří úzkou čáru vláken a zbytek desky nechá neporušený.

U syntetických textilií je řezná hrana současně uzavřena. Konce vláken se roztaví a znovu spojí, takže hrana se nezamítná, neodvíjí se a nepotřebuje olemování nebo zašívání, jak by to vyžadoval řez nožem.

Na přírodních látkách vytváří stejný proces uhlíkový povlak místo čistého uzavření a rozdíl mezi těmito dvěma výsledky není způsoben nastavením stroje. Je to chemie vláken materiálu položeného na pracovní ploše.

Chemie vláken rozhoduje o okraji dříve než jakýkoli parametr

Látky se pod paprskem CO₂ dělí do dvou zásadně odlišných skupin a nikdy by neměly být považovány za jeden materiál.

Celulózová a proteinová vlákna — bavlna, len, viskóza, vlna, hedvábí — jsou přírodní vlákna. Neztvrdnou, ale uhlíkují se a mění barvu. Střihový okraj zůstává pórovitý, může žloutnout nebo hnědnout a může mít jemný zápach spáleniny. Lze je řezat, avšak okraj je spáleninová čára, nikoli uzavřený.

Sintetická vlákna — polyester, nylon, akryl, elastan — tají. Při správné úrovni energie se sloučí do čistého, uzavřeného okraje, což často je hlavním důvodem, proč zákazník vybírá laser namísto nůžového střihu. Příliš vysoká energie vytvoří tvrdou, křehkou kuličku.

Směsi se chovají jako součet svých složek a patří mezi nejméně předvídatelné kategorie, protože oba typy vláken vyžadují od stejného průchodu rozdílné vlastnosti.

Poslední řádek je pevné pravidlo, nikoli preferovaný postup. Látky s PVC nátěrem a vinylovým podložením se běžně používají v ustlávce a venkovních výrobcích; materiály obsahující chlor uvolňují korozeivní a nebezpečné kouře, které poškozují stroj. Složení musí být potvrzeno ještě před tím, než látka dosáhne pracovní plochy.

Skutečný problém s látkami spočívá v jejich pohyblivosti

Většina obtíží při laserovém řezání textilií vyplývá z pružnosti materiálu, nikoli z jeho chemického složení.

Látka se zvedá, když přes ni proudí vzduchová asistence. Skroutí se tam, kde je aplikováno teplo. Posune se při zrychlování mostu. Tenké a lehké látky představují nejtěžší případ; jediná zvednutá oblast změní vzdálenost ohniska a způsobí nekonzistentní řez uprostřed jinak bezchybného zpracování.

Vyřešení tohoto problému je nejprve mechanickým, nikoli parametrickým úkolem:

• Použijte dopravník nebo automatický systém pro podávání materiálu z role. Zpracování z role udržuje materiál napnutý a rovný při průchodu řeznou zónou a eliminuje ruční přemisťování, které způsobuje chyby zarovnání.
• U plošných prací udržujte desky stlačené dolů. Funkční jsou včetrné stoly s vakuem, nosiče s nízkou lepivostí, závaží po obvodu nebo napínací rámy; správná volba závisí na hmotnosti a kluzkosti látky.
• Nastavte tlakový vzduch vyváženě. Je třeba dostatečného průtoku k odstranění kouře ze povrchu; příliš velký průtok materiál zvedne a posune. U tenkých látek je nutné obě nastavení posoudit současně.
• Udržujte pod kontrolou celou desku, nikoli jen řeznou čáru. Látka se chová jako síť, takže pohyb na jednom okraji může táhnout vlákna v blízkosti řezu.

Co ve skutečnosti ovlivňuje kvalitu řezu na látce

Látka je tenká, takže energie potřebná na jednotku délky je nízká. Klíčovou otázkou není, kolik výkonu je k dispozici, ale jak přesně lze tento výkon udržet stálý po dlouhé zakřivené dráze.

• Vysoká rychlost při nízké energii. Látka vyžaduje, aby se paprsek rychle posunul dál. Zpomalení průchodu je nejrychlejší způsob, jak vytvořit ohořelý přirozený okraj nebo přetavený křehký syntetický okraj.
• Zaměření na povrch. Protože je materiál tenký, je zaměření nastaveno v podstatě na povrch materiálu, čímž se úprava uchycení stává součástí nastavení zaměření.
• Stálá rychlost posuvu po zakřivených úsecích. Vzory pro oděvy a nábytkové potahy obsahují dlouhé křivky a ostré obraty. Stroj, který udržuje stálou rychlost při těchto prvcích, vytvoří rovnoměrné utěsnění; stroj, který v rozích zpomaluje, zanechá viditelné stopy tam, kde zaváhal.
• Počet vrstev. Stříhání několika vrstev najedou je běžné v odvětví oděvního průmyslu, avšak spodní vrstvy získají méně energie než vrstvy horní a jsou proto mírně jinak stříhány. Počet vrstev je třeba stanovit prostřednictvím zkoušek, nikoli na základě předpokladů.
• Těsnění versus stříhání. U syntetických materiálů správné množství energie umožňuje stříhání i těsnění v jednom průchodu. Nedostatečné množství energie ponechá neutěsněné vláknové konce, které se později rozvlákňují po převzetí zboží zákazníkem.

Střih, značení a perforace v jednom průchodu

Jednou výhodou laserového zpracování textilií, kterou se často nevyužívá dostatečně, je, že stejný soubor může vyříznout obrys, perforovat dekorativní vzor, označit značky pro stehy a vrtací body a aplikovat velikost nebo logotyp – vše bez nástrojů a v jediném průchodu.

To mění náklady na krátké výrobní série. Není třeba vyrábět razítko, nemusí docházet ke změně nástrojů a neexistuje žádné minimální množství objednávky dané fyzickým nástrojem. Vzorky i výroba používají stejný soubor, takže schválený vzorek je přímo výrobek, který se dodává.

U tištěného nebo vzorovaného materiálu umožňuje systém polohování pomocí kamery zarovnat každý řez podle již tištěného vzoru na látce. Toto je standardní postup pro práci typu „řez podle tisku“, kdy musí obrys sledovat tištěný vzor, nikoli okraj role.

Bezpečnost: výpary, požární zátěž a identita materiálu

Zpracování textilií koncentruje tři rizika.

Páry. Syntetická vlákna a zejména potiskované nebo podložené látky uvolňují výpary, které je nutné zachytit přímo u zdroje a buď odvést ven, nebo přivést přes vhodný filtr. Látky potažené PVC se nesmí zpracovávat laserem; stejné pravidlo platí i pro jakoukoli látku, jejíž chemické složení povlaku je neznámé.

Požární zátěž. Odpadní kusy látek, piliny a uhlík se hromadí na podložce a v potrubí. Piliny patří mezi nejlehčeji zapalitelné materiály v laserové dílně a hromadí se tam, kde jsou nejméně viditelné.

Identita materiálu. Protipožární úpravy, povlaky a podložky jsou běžné u nábytkových a technických textilií a mění jak profil výparů, tak chování při řezání. Složení je třeba potvrdit od dodavatele, nikoli odvozovat z názvu produktu nebo jeho vzhledu.

Postup je stejný jako u jakéhokoli hořlavého materiálu: nikdy nenechávejte stroj bez dozoru, udržujte lože a odsávací cestu čisté, před delším výrobním cyklem ověřte průtok vzduchu a materiál pevně přitiskněte, aby řez prováděl laserový paprsek, nikoli teplo samotného materiálu.

Nejčastější chyby při zpracování textilií začínají ještě před spuštěním úkolu

Většina odpadu z textilií není způsobena poruchou stroje. Vzniká tím, že se pružný, chemicky různorodý materiál považuje za jedinou známou veličinu.

• Považovat všechny látky za jeden materiál. Bavlna, polyester a jejich směsi vyžadují odlišná nastavení – nelze použít jednu společnou sadu parametrů.
• Nastavovat energii na základě testování na jiném druhu látky. Těsnění vyvinuté na polyesteru neposkytuje žádné informace o směsi bavlny a polyesteru.
• Ignorovat přitlačení materiálu. Zvednutý materiál vede k nekonzistentnímu řezu, za který je následně označován stroj.
• Příliš silný průtok vzduchu. Vzduch dostatečně silný na odstranění kouře může také pohybovat lehkým materiálem.
• Za předpokladu, že počet vrstev zůstává stejný. Stříhání šesti vrstev jednoho materiálu nic neříká o stříhání šesti vrstev jiného materiálu.
• Nabíjení potaženého nebo podloženého materiálu bez ověření jeho složení. Materiály obsahující PVC nesmí být nikdy zpracovávány laserem.
• Posuzování těsnění ještě před dokončením materiálu. Některé okraje vypadají utěsněné hned po stroji, ale po praní nebo barvení se otevřou.

Výběr správného stroje pro práci s textiliemi

Výroba textilií vyžaduje stroje, které kombinují velkou pracovní plochu, stálou rychlost posuvu a čisté zpracování materiálu.

Pracovní plocha a způsob přívodu materiálu. Textilní materiál je dodáván buď ve formě panelů, nebo v rolích. Mingxing Laser nabízí plošné formáty v rozměrech 6090, 1390, 1610 a 1325 a také automatické laserové stříhací stroje pro zpracování textilií z rolí, takže formát stroje lze přizpůsobit typu materiálu, nikoli naopak.

Stálost rychlosti posuvu. Dlouhé, zakřivené vzory pro oděvy představují nejnáročnější případ pro pohybový systém, protože tepelné těsnění závisí na rovnoměrné rychlosti. Na magnetické levitační platformě X1325 poskytuje lineární motorový systém os X a Y maximální rychlost posuvu až 1 m/s s opakovatelnou polohovací přesností až 0,05 mm, což umožňuje udržet rovnoměrnou rychlost i po zakřivených a detailních dráhách.

Řízení výkonu. Při řezání textilií je důležitá přesnost při nízké energii, nikoli maximální výstup; standardní konfigurace o výkonu 100 W, 130 W a 150 W jsou přizpůsobeny materiálu řízením dodané energie, nikoli provozem na horní hranici rozsahu.

Registrace. U potisknutých a vzorovaných látek registruje systém s kamerou každý řez vzhledem k návrhu na materiálu, čímž se stává výroba „řez podle tisku“ prakticky realizovatelnou.

Výkon. U opakujících se součástí, jako jsou panely, lemy a malé vzorové díly, umožňuje dvojnásobná světelná konfigurace provádět dvě operace paralelně na stejné platformě.

Odstraňování. Textilie vytvářejí kouř, piliny a zbytky, proto by měla být kapacita odsávání dimenzována podle materiálu a provozního cyklu, nikoli považována za doplněk.

Uvedené konfigurační údaje jsou převzaty z publikované produktové a technické dokumentace pro příslušné modely. Konečný výběr by měl být založen na typu tkaniny, formátu rolí nebo panelů a denním výstupu.

Závěr

Čisté laserové řezání textilií závisí na třech rozhodnutích: správně identifikovat vlákno, udržet materiál po celou dobu zpracování rovný a stabilní a kontrolovat kouř dříve, než dosáhne povrchu.

Vědomi si toho, že přírodní vlákna karbonizují, zatímco syntetická vlákna se uzavírají, dimenzujte přítlak a průtok vzduchu podle skutečné tkaniny a stanovte počet vrstev a energii prostřednictvím testování, nikoli odhadem. Tyto tři kroky vyřeší většinu problémů s ošlapáváním, změnou barvy a nekonzistencí ještě před tím, než se dostanou ke zákazníkovi.

Pro dílny, které začínají s výrobou textilií, je nejužitečnějším prvním krokem ten nejjednodušší: vytvořit malou referenční knihovnu z odřezků každého používaného materiálu, zaznamenat kvalitu těsnění a vzhled okrajů pro každý materiál a přestat opakovat stejný test u každé nové objednávky.