Лазерная резка и гравировка ткани
Оригинальная обработка ткани
Лазерная обработка ткани придает изделию необычный, оригинальный вид. Если же нужно сделать заготовки, это вопрос нескольких секунд.
Для лазерной резки или гравировки подходят как натуральные, так и искусственные ткани. В данной статье мы подробнее расскажем об особенностях обработки разных видов текстиля. Дополнительную информацию о применении лазера для ткани можно посмотреть по ссылке.
Лазерная гравировка и резка натуральных тканей
В основном все натуральные ткани очень хорошо поддаются лазерной обработке. Чтобы изменить цвет на ткани с помощью лазерной гравировки, сначала следует определить базовый цвет материала:
Примеры подходящих материалов:
Лазерная гравировка темных тканей
Темный деним или фабричный хлопок может быть легко «высветлен» благодаря лазеру. Для этого нужно использовать низкую мощность лазера (примерно до 20% при 100Вт) и гравировать без смещения по оси Z в зависимости от материала.
Внимание! Если использовать высокую мощность или высокое разрешение, ткань может истончиться сразу или же после первой стирки. Поэтому рекомендуемое разрешение для лазерной гравировки темных тканей от 250 до 500 dpi.
Лазерная гравировка светлых тканей
Лазерная резка ткани
Используйте частоту от 1000 до 3000 Гц для резки ткани. Чтобы избежать темных краев, мы рекомендуем включить обдув воздухом во время процесса обработки и использовать насадку с самым маленьким диаметром.
Лазерная маркировка тканевой обложки книги
Лазерная маркировка тканевой подушки
Лазерная гравировка и резка кожаной визитницы
Laser engraving jute fabric for wedding decoration
Лазерная гравировка и резка синтетических тканей
Синтетические материалы также хорошо поддаются лазерной обработке. Часто в таких тканях содержатся пластики, такие как полиэстер. Лазерный луч расплавляет пластики до определенной степени и таким образом получаются ровные края, которые не сыпятся. Если нужно нанести рисунок, то это также возможно за счет лазерной гравировки.
Пример подходящих материалов:
Лазерная гравировка синтетической ткани
Некоторые виды ткани, такие как искусственная кожа, флис или искусственный мех очень просто поддаются лазерной гравировке. Благодаря расплавлению материала во время процесса можно получить четкий контраст рисунка. Чтобы сделать гравировку однородной, нужно использовать смещение по оси Z от 1 до 5 мм в зависимости от материала. Разрешение нужно указывать до 500 dpi.
Некоторые ткани нельзя гравировать, например, тонкие синтетические волокнистые материалы, так как они расплавляются до основания. Вы можете проверить, можно ли получить однородную гравировку на Вашей ткани, используя матрицу серых оттенков.
Лазерная резка синтетической ткани
Искусственная ткань отлично подходит для лазерной резки. Из-за содержания в ней пластика выступающие волокна плавятся и спаиваются на краях. Это экономит время, так как обработка краев не нужна.
Чтобы аккуратно порезать такой материал, а именно без следов дыма на изделии, важно указывать не очень большую мощность вместе с низкой скоростью. Мы рекомендуем использовать частоту от 1000 до 3000 Гц при лазерной резке синтетики.
Внимание: синтетические материалы, особенно искусственная кожа, часто содержат поливинилхлорид. Обработка ПВХ недопустима для лазера. Так как выделяются газы, опасные как для человека, так и для лазерного станка. По ссылке можно посмотреть список материалов, неподходящих для лазерной обработки.
Лазерная резка ажурного рисунка на фетре
Лазерная гравировка коврика около входной двери
Лазерная гравировка шерстяных тапочек
Лазерная резка флисовых сумок
Лазерная резка для дизайнеров одежды
Установка параметров для резки и гравировки
Параметры для резки
Для резки больших рисунков с прямыми линиями чем сильнее мощность, тем быстрее можно порезать материал. С лазерными станками Speedy возможно увеличение скорости примерно до 15%. Для точной резки краев с мелкими геометрическими фигурами следует уменьшить скорость и мощность лазерного гравера Speedy. Максимальная скорость обработки 3% показана в виде примера на фото.
С лазерным резаком SP встроенная программа лазера помогает в подборе параметров. Можно установить параметры с оптимальной скоростью для прямых линий. В зависимости от наличия мощности излучателя можно резать ткань со скоростью до 100%, так как система автоматически выставляет нужные значения для резки контура. Это позволяет получить очень качественные результаты раскроя ткани.
Лазерная резка латекса
Параметры для гравировки
Благодаря матрице черно-белых оттенков можно легко установить необходимые параметры для лазерной гравировки ткани.
Совет: чем больше фокус (смещение оси Z 0.5-20мм), тем темнее будет гравировка. Расфокусировка лазерного луча увеличивает лазерное пятно, уменьшает мощность и больше выжигает материал, а не выпаривает его.
Матрица черно-белых оттенков на дениме
Лазерная резка многослойной пленки для оформления ткани
Станок для раскроя текстиля и ткани
Существует несколько способов раскроя текстиля и ткани. Давайте их рассмотрим.
Как можно раскроить текстиль и ткань?
Ручной способ
До сегодняшнего момента ткань и текстиль преимущественно раскраивали ручным способом. Это обусловлено тем, что материал тонкий и податливый.
Резать её станочным способом до появления автоматической обработки было нецелесообразно, так как большеформатную ткань невозможно надёжно закрепить в каждой точке поверхности.
Раскрой на лазерном станке
Автоматическая резка ткани стала возможна с появлением лазерной техники.
Преимущества лазерного способа
Какие ткани можно обрабатывать лазером?
Автоматизированному способу раскроя наиболее поддаются синтетика, так как в них присутствует полиэстер, на котором под воздействием лазерного луча образуются кромки.
А, допустим, при кройке хлопка или льна остаётся коричневая кромка. Убрать ее можно при помощи использования определённой линзы, параметров резки и использования сжатого воздуха.
Подробнее о том, как можно устранить кромку по краю реза, мы расскажем в другой статье.
А теперь давайте перечислим виды тканей, которые подходят для лазерной резки:
Принцип лазерного кроя ткани
Принцип лазерного кроя тканиЛазерная резка происходит за счет луча. Он формируется в лазерной трубке, проходит через линзы и зеркала и фокусируется на материале.
Лазерное оборудование для резки ткани и текстиля зачастую комплектуется несколькими лазерными головами. Таким образом, производительность увеличивается в несколько раз.
А теперь давайте поговорим о технической части.
Как устроен лазерный станок для раскроя ткани?
Рабочий стол
Желательно покупать присутствие конвейерного стола, по которому перемещается материал. Но это не обязательно, ведь ткань можно протаскивать руками. Правда, это долго.
Размер рабочего поля должен совпадать со стандартной шириной рулона, а это 1600 мм.
Лазерная трубка
Чиллер
Компрессор
Если вы режете тонкую ткань, будет достаточно мембранного компрессора без ресивера, но для резки стеклоткани, синтетики, джинса и синтепона нужен более мощный поршневой компрессор.
Система линейных перемещений
Для ткани достаточно рельсовых подшипников, например, HIWIN. Если вы хотите повысить скорость и точность позиционирования, то лучше установить сервоприводы.
Система управления
В станках Lasercut используется система управления Ruida вкупе с программным обеспечением RD Works.
Руиду отличает многозадачность. То есть, за один проход на неё можно делать и резку, и гравировку разной глубины.
Возможности обработки ткани лазером
На некоторых лазерных станках в базовой комплектации возможно автоматически протянуть материл, а на других эта возможность является опционной.
Кроме того, лазерным способом можно качественно кроить и гравировать почти любую ткань, включая синтетику и “сыпучие”. Ведь частицы материала под воздействием лазерного луча испаряются так быстро, что тепло не успевает затронуть другие слои материала вне зависимости от вида ткани.
На лазерном станке можно делать сложный крой, производить лекала и кроить ткани, не поддающиеся ручной резке, например, органзу.
В управляющей программе возможно расположить изделия на ткани. Таким образом, из обрезков можно сделать новые изделия, сэкономив материал.
Кроме того, один из плюсов лазерной обработки в отсутствии брака, и можно изготавливать изделия в любом количестве.
Резка ткани в инертном газе
Допустим, если вы обрабатываете на станке ткань в несколько слоев. В таком случае край реза может пожелтеть или обогореть. Но этого можно избежать, если воспользоваться системой обдува инертным газом, нейтрализующим окислительные реакции.
При этом модернизация станка не потребуется, так как газ подается через штатную систему обдува. Как и не вырастет стоимость резки, потому что расход газа не будет большим. 
“Секреты” гравировки на ткани
Особую популярность в текстильном производстве гравировка получила на джинсовой ткани. Но проблема в том, что на практике она очень быстро стирается.
“Секрет” гравировки на джинсах заключается в том, что она наносится на те участки, которые менее всего подвергаются трению.
Это важно, ведь под воздействием лазера ткань становится менее прочной, и как следствие, гравировка приходит в негодность.
Как выбрать лазерный станок для обработки текстиля?
Стоит обратить внимание на несколько критериев:
Какие станки подходят для раскроя текстиля?
А теперь давайте сравним несколько станков, подходящих для раскроя ткани и текстиля.
Wattsan 1610 duos conveyer
Станок оснащён двумя режущими головами с двумя трубками Yongli со сроком службы 7500 часов, конвейерным рабочим столом с автоподачей рулонного материала, что ускоряет скорость работы.
В силу своих габаритов и функционала станок Wattsan duos conveyer специализируется на раскрое ткани, меха и кожи. Он широко применяется при изготовлении одежды и мягких игрушек.
Wattsan 1610 LT
Кроме того, станок оснащён автоматическим подъёмом ламелевого рабочего стола, но это не имеет принципиального значения при раскрое ткани и меха. Но его плюс в том, что на нём можно обрабатывать и тонкие и толстые материалы.
Таким образом, станок 1610 LT лучше всего подойдёт в тех случаях, когда раскрой ткани является не основной производственной задачей. Зачастую эта модель используется для обработки древесины и при изготовлении наружной рекламы. Но параллельно на нём можно делать изделия из ткани. 
Wattsan 1610 ST
Обладает теми же техническими характеристиками, что и Wattsan LT, но отличается отсутствием автоматического подъёма стола, его нужно поднимать вручную. Поэтому возможности Wattsan ST ограничены по сравнению с предыдущей моделью, он подходит для резки материалов до 4 см. А в остальном всё то же самое.
Выбор модели станка зависит от того, что и в каких объёмах вы производите. Если у вас крупное текстильное производство, вам подойдёт Wattsan duos conveyer с автоподачей рулонного материала и двумя режущими головами. Если у вас небольшое производство, вы не специализируетесь на раскрое ткани и работаете с другими материалами тоже, то Wattsan 1610 LT и ST станут для вас оптимальным решением.
Примеры применения лазерного станка для ткани
А теперь поговорим о том, какие изделия изготавливают на лазерном станке из ткани.
Одежда
Главная особенность использования лазера в производстве одежды, благодаря которой он превосходит все остальные способы кройки, является возможность сочетать в одном изделии разные фактуры, например, бархат и шифон, кружево и органзу. Таким образом, можно создавать необычную дизайнерскую одежду.
Кроме того, на лазерном станке ткани кроятся качественно, с высокой скоростью и при низкой себестоимости. 
Шторы
Таким образом, формируется кромка, которая держит сыпучий материал и не даёт рассыпаться.
Декорации
Декорации из текстиля, как правило, используются на сцене в театре и на культурно-массовых мероприятиях. Это могут быть различные драпировки и объёмно-пространственные конструкции из тканей различных фактур. Лазерная раскройка даёт возможность комбинировать ткани различных фактур.
Автомобильная промышленность
И здесь активно применяется лазерный раскрой ткани для создания автомобильных чехлов. Они изготавливаются из плотной ткани, поэтому потребуется мощная лазерная трубка от 90 Вт и обязателен компрессор с ресивером. 
Области применения
А теперь давайте подытожим и перечислим основные области, где применяется лазерный станок для раскроя ткани и текстиля:
Где купить лазерный станок для резки ткани?
Лазерный мир
Лазерная технология обработки синтетических материалов
Лебедева М.А., Хисамиева Л.Г. // Вестник Казанского технологического университета, 2015, с: 134-136, УДК 678
В статье рассматриваются понятия, виды, преимущества и режимы использования технологии лазерной перфорации для обработки синтетических материалов.
The article discusses the concepts, types, advantages and modes of using the technology of laser perforation for processing synthetic materials.
Открытие новых физических явлений, послуживших основой для создания прибора оптического квантового генератора (лазера), стало одним из самых замечательных достижений физики второй половины двадцатого века. Лазер или оптический квантовый генератор — это устройство, преобразующее энергию накачки (световую, электрическую, тепловую, монохроматическую, химическую) в энергию когерентного, монохроматического, поляризованного и узконаправленного потока излучения. Существует множество видов лазеров. Некоторые из них могут генерировать целый набор частот (мод оптического резонатора) в широком спектральном диапазоне [1].
Технологические методы лазерной обработки текстильных материалов
В настоящее время процесс лазерной обработки имеет большие перспективы по внедрению в производство изделий легкой промышленности. Существует множество видов лазерной обработки текстильных материалов: лазерная резка, перфорация, гравировка, наплавка, вакуумно-лазерное напыление, лазерное легирование.
Лазерный поток имеет маленький диаметр луча и высокую интенсивность. Луч нагревает поверхность ткани до рекордно высоких температур, заставляя плавиться, но, не задевая прилегающие участки. Таким образом, лазерный рез получается сверхтонким с идеально ровными краями или легким оплавлением поверхности ткани, что позволяет эффективно резать листовые материалы, создавая любые сложные рисунки и оставляя гладкую поверхность реза. Производится раскрой деталей и даже целых настилов (в зависимости от вида и состава ткани). При обработке геометрически сложных изделий, резка выполняется на координатных сетках размером 1500×2500 мм, прикрепленных к столам, что обеспечивает низкий процент отходов производства и большую точность.
Перфорация лазером позволяет получать узоры любой сложности как на уже вырезанных закройщиком, деталях, так и на рулонной ткани. В процессе лазерной перфорации происходит оплавление края материала, и нет необходимости в дополнительной обработке края оверлоком [2].
Для лазерной перфорации и лазерной резки подходят абсолютно все виды тканей и кожи: от натуральных до синтетических. Для синтетических тканей и кожзаменителей, цвет среза зависит исключительно от химического состава применяемых в производстве красителей, и обычно не отличается от цвета самого материала. Для натуральных материалов срез приобретает светло-коричневый оттенок, подчеркивающий рисунок и фактуру материала. Заданный узор или рисунок производится на лазерном оборудовании с уникальной точностью. Такой метод позволяет изготавливать лекала и аппликации на клеевой основе.
Лазеры используются для получения поверхностных покрытий ткани (лазерное легирование, наплавка, вакуумно-лазерное напыление) с целью повышения износостойкости. Важно, что при лазерной обработке материалов на них не оказывается механическое воздействие, зона нагрева мала, поэтому возникают лишь незначительные термические деформации.
Еще одним способом декорирования текстильных материалов является лазерная маркировка и гравировка. Основными критериями маркировки являются контрастность надписи и устойчивость к стиранию. Контрастность определяется соотношением ширины и глубины линии гравировки [3].
В процессе лазерной гравировки снимается (выжигается, испаряется) верхний слой или слои за счет чего на поверхности материала возникают углубления, сочетания которых дают необходимое изображение или надпись. Гравировка часто используется для придания дополнительного эффекта перфорации, и как самостоятельный элемент на изделии [4]. Материал для наносимой гравировки должен обладать высокой оптической чистотой и хорошим качеством поверхности, во избежание различных дефектов гравировки.
Достоинства технологических методов лазерной обработки текстильных материалов:
нет физического воздействия на материал, что позволяет обрабатывать труднодоступные и неудобно расположенные участки материала;
воздействие оказывается на минимальную площадь поверхности (примерно 10 — 20 микрон), что влияет на точность выполненного рисунка;
Таблица 1 — Подбор технических режимов лазерной гравировки синтетических тканей
Название ткани, Параметры гравировки
Костюмная ткань Скорость гравировки, мм/с 500
Артикул: Мощность, ВТ 19
205013/572 Мощность излучателя, ВТ 19
Состав: Температура воды, °С 20°
40% — п/э 60% — вискоза Высота головки лазера относительно поверхности
Время гравировки, с 8,6
Джинсовая ткань Скорость гравировки, мм/с 700
Мощность излучателя, ВТ 21
Температура воды, °С 20 °
Высота головки лазера
Время гравировки, с 6,9
Искусственная кожа Скорость гравировки, мм/с 700
на трикотажной Мощность, ВТ 20
основе Мощность излучателя, ВТ 20
Температура воды, °С 22 °
Высота головки лазера
Время гравировки, с 5,83
Вельвет Скорость гравировки, мм/с 700
Артикул: 609008/471 Мощность, ВТ 18
Состав: 15% х/б, 85% Мощность излучателя, ВТ 18
п/э Температура воды, °С 22 °
Высота головки лазера
Время гравировки, с 7,6
отсутствие механического воздействия на изделие;
высокая точность и качество нанесения различных элементов, что гарантирует надежность и стабильность их считывания;
высокая производительность; возможность полной автоматизации процесса нанесения.
Весь технологический процесс контролируется и управляется оператором с помощью компьютера. Лазер вырезает заданные формы без зазоров с оптимальной раскладкой материала, что существенно снижает количество отходов. Кроме этого, внести какие-либо изменения в рисунок или произвести изменения размеров изделия можно в течение нескольких минут.
Малое термическое воздействие на поверхность, сочетание разных материалов в пределах одной операции и высокая точность позиционирования кромок путем автоматической регистрации дает возможность получать продукцию высокого качества в короткие сроки.
Экспериментальная часть
Обработка образцов синтетических и смешенных материалов была проведена на экспериментальной опытно-промышленной установке — лазерном гравере «LWG — 1490».
В процессе лазерной гравировки, с учетом особенностей метода обработки, на краях гравируемого изображения могут возникать оплавления, как побочный эффект перегревания материала. Этот эффект может в дальнейшем быть устранен за счет уменьшения температуры и длительности воздействия луча на материал, что реализуется путем уменьшения мощности станка, увеличением скорости гравировки.
Экспериментальным путем определены технические режимы гравировки синтетических и смешенных тканей, которые представлены такими показателями как мощность, скорость, площадь обработки.
В таблице 1 представлены параметры лазерной гравировки поверхности различных видов
синтетических материалов. Площадь рисунка наносимой гравировки составляет 50 х 50 мм.
На рисунке 1 представлен опытный образец синтетического материала, поверхность которого обработана лазерной гравировкой.
При обработке образцов искусственной кожи, заданными параметрами лазерной резки, необходимо учитывать скорость и точность производимых работ (узкий рез и создание отверстий диаметром от 0,5 мм), минимальную зону термического влияния.
В таблице 2 представлены параметры лазерной перфорации искусственных кож. Площадь рисунка перфорации составляет 50 х 50 мм.
На рисунке 2 представлен опытный образец лазерной перфорации искусственной кожи.
Рис. 1 — Опытный образец синтетического материала с нанесением лазерной гравировки
Таблица 2 — Подбор технических режимов лазерной перфорации искусственной кожи
Название ткани, состав Параметры перфорации
Искусственная кожа на коттоне Состав: 100% п/э Скорость перфорации, мм/с 100
Мощность излучателя, ВТ 60
Температура воды, □ С 16 □
Высота головки лазера относительно поверхности стола, мм 37
Время перфорации, с 5,3
Искусственная кожа на трикотажной основе Состав: 100% п/э Скорость перфорации, мм/с 100
Мощность излучателя, ВТ 24
Температура воды, □ С 20 □
Высота головки лазера относительно поверхности стола, мм 37
Время перфорации, с 5,3
Рис. 2 — Опытный образец искусственной кожи с нанесением лазерной перфорации
Вывод
Подобраны оптимальные режимы обработки синтетических материалов при нанесении гравировки и перфорации лазерным гравером. Использование лазерной технологии позволит расширить диапазон технологических способов изготовления изделий легкой промышленности.
[1] Что такое лазер. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://wikipedia.org.
[2] Лазер [Электронный ресурс]. Режим доступа: www.svetoluch.ru.
[3] Хисамиева Л.Г. Декорирование поверхности текстильных полимерных материалов с помощью лазерной технологии / Хисамиева Л.Г., Петрова А.А., Гилязова А. А., Бадрутдинова А.Н. // Вестник Казанского технологического университета. 2012. Т.15. №.11, С.127-128.
[4] Хисамиева Л. Г. Проектирование игровых костюмов для пейнтбола с использованием защитных сегментов из полимерных материалов / Хисамиева Л.Г., Косолапова С.О. // Вестник Казанского технологического университета. 2012. Т.15. №.13, С.161-162.
