Перфорация и раскрой искусственных кож с использованием лазерного оборудования Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

ТЕХНОЛОГИИ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ ТЕКСТИЛЬНОЙ И ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

УДК 678

Л. Г. Хисамиева, Л. Н. Абуталипова, М. А. Лебедева

ПЕРФОРАЦИЯ И РАСКРОЙ ИСКУССТВЕННЫХ КОЖ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЛАЗЕРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Ключевые слова: лазер, лазерная технология, перфорация, искусственная кожа, графический редактор, экспериментальные

образцы.

В статье обоснована эффективность лазерной технологии в производстве изделий легкой промышленности, рассмотрены преимущества использования лазерной технологии для раскроя и перфорации искусственных кож, показаны возможности графического редактора и лазерного оборудования, приведены экспериментальные образцы перфорированных искусственных кож лазерным лучом

Keywords: laser, laser technology, perforation, artificial leather, graphic editor, experimental samples.

The article substantiates the effectiveness of laser technology in the manufacture of light industry products, discusses the advantages of using laser technology for cutting and perforating artificial leather, shows the possibilities of a graphic editor and laser equipment, presents experimental samples of perforated artificial leather with a laser beam

Введение

Благодаря уникальности лазерной технологии технические возможности производств совершенно разных направлений значительно обогатились. В настоящее время технологическим прорывом стало применение энергии в виде лазерного луча в современном производстве.

Лазер - это термин аббревиатура, составленный из начальных букв английской фразы «Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (laser)». В переводе это означает «усиление света с помощью вынужденного излучения».

«Вынужденность» излучения состоит в том, что оно возникает после стимуляции атомов рабочего вещества внешним электромагнитным полем. За счет многократного отражения в системе зеркал излучение усиливается, и в итоге получаем явление, физические свойства которого не имеют аналогов в природе [1]. Т.е. физической основой работы лазера служит квантово-механическое явление вынужденного (индуцированного) излучения. Излучение лазера может быть непрерывным, с постоянной мощностью, или импульсивным, достигающим предельно больших пиковых мощностей.

Лазерная технология в качестве новой технологии показала свою эффективность и в швейном производстве, так как практически не существует материалов, которые невозможно обработать данным способом. При этом одновременно решаются и другие задачи раскроя материалов одним лишь резом лазерного луча [2]. Луч нагревает поверхность ткани до рекордно высоких температур, заставляя плавиться, но не задевает прилегающие участки. Таким образом, срез получается сверхтонким с идеально ровными краями, но может быть легкое оплавление поверхности ткани, в зависимости от ее волокнистого состава. Точность позиционирования лазерной головки до 0,01мм, а разрешающая способность до 2000 dpi, позволяет выполнять даже

мелкие, сложные элементы кроя быстро и качественно.

Цель научного исследования - расширить диапазон технологических способов изготовления изделий легкой промышленности.

Экспериментальная часть

Процесс раскроя и перфорации с помощью лазерного оборудования управляется на компьютере с помощью программного обеспечения, которое включено в базовый комплект с лазерным станком. Оператору, работающему на лазерном станке необходим чертеж выкройки (разработанный на САПР «Грация», «Ассоль» и т.п.), в требуемом формате (cdr, al, dxf, plt, hpgl) и в результате можно вырезать контур любой сложности. Кроме того, напрямую можно работать с такими графическим редактором как «CorelDRAW». Заданный узор или рисунок производится на лазерном оборудовании с уникальной точностью.

Современное программное обеспечение позволяет оптимизировать расположение рисунка на общей площади материала еще до отправки программного файла на станок, что позволяет не только сэкономить материал при обработке, но и сократить длительность производственного цикла. Размер рисунка занимает 35-60% от общей площади образца. Элементы рисунка располагаются на таком расстоянии друг от друга, чтобы при резке не было нежелательного сплавления мелких деталей, и рисунок не деформировался. Технологически непростые элементы (рисунки) одежды могут выполняться в считанные секунды. Кроме того, можно внести какие-либо изменения в рисунок или произвести изменения размеров изделия в течение нескольких минут. При обработке геометрически сложных изделий, резка выполняется на координатных сетках размером 1500х2500 мм, что обеспечивает большую точность и низкий процент отходов производства, т.е. благодаря

оптимизации, лазерный раскрои ткани происходит при минимальном количестве отходов. К тому же их можно использовать и в дальнейшем - для изготовления полноценных изделий. Весь технологический процесс контролируется и управляется оператором с помощью компьютера.

Разработаны эскизы для лазерной перфорации и гравировки в графическом редакторе «CorelDRAW» с помощью программного обеспечения «Laser Cut 5.3», которое включено в базовый комплект с лазерным гравером («ZEONMARK LWG - 1490») [3].

На рисунке 1 представлены рисунки для лазерной обработки в графическом редакторе «CorelDRAW».

Рис. 1 - Рисунки лазерной обработки в графическом редакторе «CorelDRAW»

Как видно из рисунка, обеспечивается высокая точность позиционирования элементов рисунка путем их автоматической регистрации. Дальнейшая технологическая обработка деталей кроя с помощью лазерного луча позволяет декорировать искусственной кожи в пределах одной операции.

Экспериментальным путем подобраны режимы перфорации пакета материалов. Скорость перфорации 60 мм/с , мощность 30 ВТ, мощность излучателя 28ВТ, температура воды, 17°С, высота головки лазера относительно поверхности стола 43мм, время перфорации 21 с.

По итогам проведенных экспериментов установили, что время перфорации зависит от сложности элементов узора и физических свойств каждого вида искусственной кожи. Выявили, что для проектирования аксессуаров и кожгалантерейных изделий предпочтительно использовать мягкие

искусственные кожи с более плотной текстильной основой.

Экспериментальные образцы перфорированных искусственных кож лазерной перфорацией представлены на рисунке 2.

#

X м

•irA-i-

Рис. 2 - Экспериментальные образцы перфорированных искусственных кож лазерным лучом

Края деталей обработанных лазерным лучом, оплавляются и не требуют дополнительной технологической обработки. Форма рисунка не искажается. С помощью выкраивания и нанесения перфорации на лазерном гравере детали изделий из искусственной кожи имеют эстетичный вид.

Таким образом, сфокусированный лазерный луч является идеальным инструментом, обеспечивающим гладкую поверхность кромки реза. Исключается необходимость последующей обработки кроя и повышается возможность выполнять даже мелкие и сложные элементы рисунка быстро и качественно.

Литература

[1] Лазеры. [Электронный ресурс]. Режим доступа: ppt4web.ru

[2] Хисамиева Л.Г., Петрова А.А., Гилязова А.А., Бадрутдинова А.Н. Декорирование поверхности полимерных материалов с помощью лазерной технологии // Вестник Казанского технологического университета, Т.15. №11, - 2012. - С.127-128.

[3] Лебедева М.А., Хисамиева Л.Г. Лазерная технология обработки синтетических материалов/ Лебедева М.А., Хисамиева Л.Г. // Вестник технологического университета: Т.18. №.14, 2015 , С.134-137

© Л. Г. Хисамиева - к.п.н., доцент каф. МТ КНИТУ, Lg-kgtu@mail.ru; Л. Н. Абуталипова - д.т.н., профессор, зав. каф МТ КНИТУ, М. А. Лебедева - магистр каф. ИТЛПМД КНИТУ, mariafamilylm@yandex.ru.

© L. G. Khisamieva - Candidate of Pedagogical Sciences, Assoc. Department of FT KNRTU, lg-kgtu@mail.ru; L. N. Abutalipova -doctor of technical sciences, professor, head. kaf MT KNRTU, М. А. Lebedeva - маster of the Department HLIFD KNRTO, mariafamilylm@yandex.ru.