Прежде всего, надо сказать, что само понятие «текстильные материалы» достаточно расплывчато и зависит от того, кто занимается классификацией. Поэтому иногда говорят «гибкие материалы», желая подчеркнуть, что они, как правило, поставляются в рулонах. Есть тканые, нетканые, воздухонепроницаемые, натуральные, синтетические материалы, композиты и т. д. и т. п. В свою очередь гибкие материалы делят на швейный и технический текстиль, и в каждой группе множество подвидов… И, например, я встречал классификацию, в которой скатерти и салфетки относятся к техническому текстилю.

Виктор Миленин, эксперт по режущему цифровому оборудованию

Вывод из этого многообразия, причём понимаемого по-разному, в общем-то, один: для того чтобы выбрать правильный станок, надо проверить на нём раскрой именно ваших материалов.

Далее выбор оборудования и его комплектность однозначно зависит от ваших объёмов производства. Причём важно обеспечение не только производительности, но и гибкости производства: раскройный станок должен поддерживать не только раскрой большого тиража, но и справляться с огромным количеством малых заказов.

И если у вас швейное производство ориентировано в основном на тиражные заказы, в первую очередь, из тканых материалов, то, скорее всего, ваш станок — это многослойное раскройное устройство.

Если же специфика компании — гибкость производства как по типам материалов, так и по виду изделий, то следует оценивать и искать однослойный планшетный плоттер.

В данной статье будем рассматривать планшетные, и как их сейчас модно называть, цифровые однослойные режущие плоттеры, причём будем говорить о том классе широкоформатных станков, который заточен на гибкость и производительность.

Классическая спецификация однослойного раскройного комплекса включает в себя устройство подачи материала из рулона, соответствующее специфике ваших тканей, стол-расширитель подачи материала, сам раскройный стол и передний стол-расширитель для выгрузки кроя. При этом в ряде случаев такой комплекс может не уступать в производительности многослойному раскрою, так как здесь отсутствует такая требующая массу времени операция, как укладка многослойного настила.

Следующий аспект: какой принцип раскроя выбрать — механический или лазерный? При этом достаточно часто считается, что лазерный раскрой намного быстрее механического.

Если излучатель лазера или лазерная головка, которая фокусирует луч «на материале», устанавливается на портале плоттера, то однозначно максимальные скорости и ускорение механического перемещения «лазерного луча» существенно ниже, чем скорости и ускорение при чисто механическом раскрое. К тому же надо помнить о том, что само лазерное устройство намного дороже механического и стоимость его эксплуатации намного выше. Но у лазера есть два бесспорных преимущества:

1) Если вы можете загрузить оборудование «на все 100» и при этом используете деликатные и/или воздухопроницаемые ткани, то только лазерный раскрой не требует надёжной фиксации материала на столе, так как отсутствует механическое воздействие на материал. То есть вакуумный присос не нужен, требуется только отсос продуктов горения.

2) Если ваши материалы требуют оплавления кромки при раскрое (при механическом крое в этом случае край будет рассыпаться). Что важно, оплавленная кромка не требует дополнительной обработки, например обмётывания края.

В остальных случаях лазерное оборудование, скорее всего, будет уступать механическому. Следует отметить, что есть прототип лазерного однослойного раскройного станка, лазерный излучатель на котором установлен над рабочей зоной, и при раскрое необходимо отклонять только луч света. Обеспечивается фантастическая скорость раскроя, глаз не успевает следить, как бегает луч. К сожалению, новостей об этом устройстве нет уже более года. Возможно, отрабатываются вопросы управления лучом, чтобы обеспечивать точность раскроя без потери скорости. Также надо заметить, что кроме задачи управления есть не менее сложная задача для реализации, а именно приводка «в контур», то есть какими техническими и программными средствами обеспечить раскрой предварительно запечатанных материалов.

Но даже для классических режущих плоттеров наличие и конкретная реализация приводки раскроя к контуру может существенно влиять на выбор оборудования покупателем. Расскажем немного поподробнее о том, что такое технология print&cut, или раскрой предварительно запечатанных материалов. Современные принтеры позволяют печатать изображения на самых различных материалах, и часто необходимо, чтобы раскрой попадал «в контур» напечатанной картинки.

Впервые приводка к печати — система i-cut, была реализована американской фирмой MGE (теперь MGE интегрирована в Esko) для плоттеров Zünd где-то незадолго до 2000 года. В основу приводки была положена следующая идея: если одновременно с печатью изображения напечатать метки приводки, то искажения, которые могут возникнуть при печати (из-за неравномерности подачи печатающей головки/материала, деформация материала и т. п.), будут легко вычисляемы, поскольку они распределяются подобно по всему напечатанному, включая метки.

Таким образом, определив при раскрое метки и вычислив их реальные координаты на материале, можно сравнить их расположение с заданным и скорректировать траекторию движения инструмента. Дизайнер в программе раскладывает части изделий с изображениями на материале, расставляет метки приводки. Далее исходный файл «делится» на два: один, растрированный с залитыми метками, — для вывода на принтер, второй, векторный, — для раскроя, причём в векторном файле должны быть контуры меток.

Для считывания меток на каретку плоттера устанавливается видеокамера, передающая изображение в программу приводки, которая и определяет координаты центров меток и сравнивает их с координатами меток из векторного чертежа. При необходимости программа вносит изменения в контуры резки. Данная концепция до настоящего времени являлась приоритетной, отличия систем приводки от разных разработчиков состоят в выборе камеры, сложности программного обеспечения, скорости и точности вычислений. Особенностью этих систем является необходимость перемещения камеры от метки к метке, соответственно, это время.

Альтернативная система приводки использует метод непрерывного сканирования при подаче материала из рулона в рабочую зону. Для этого способа метки приводки не требуются, программа векторизует изображение по всей длине поданного в рабочую область материала. Определённый минус: требуется вмешательство оператора, чтобы помочь программе определить финальный контур резки. Плюс же в том, что, особенно для текстиля, сканируется и векторизуется реальное изображение «как оно есть» и, соответственно, контур раскроя полностью соответствует напечатанному изображению.

Одна из последних новинок — замена камеры на портале на систему цифровой фиксации изображения, устанавливаемую над рабочей зоной. Фирма Zund первой предложила такую новинку в виде системы приводки OCC (Over Cutter Camera). Метки по-прежнему нужны, но время на их считывание это всего лишь выдержка при фотографировании. Современные камеры и программы векторизации растровых изображений в искусных руках разработчиков практически устраняют основной недостаток такого подхода: невысокую точность результата. Системы типа i-cut обеспечивают условную точность порядка 0,1 мм, а OCC — порядка 0,5 мм, которую можно считать очень хорошей.

Какие же существуют механические инструменты для раскроя текстиля? Перечислим основные из них и дадим краткий обзор ниже:
• статический нож (drag knife);
• осциллирующий нож;
• дисковый нож с приводом;
• пицца-нож.

«Статический нож» является достаточно вольным переводом с английского drag knife. Этот термин достаточно часто используют, так как он более-менее соответствует способу резки. Нож опускается на заданную глубину и перемещается вдоль контура раскроя: положение по оси Z не меняется, отслеживается только поворот плоскости ножа по вектору движения.

Главным образом раскрой статическим ножом широко применяется для воздухонепроницаемых гибких материалов. Подбором типа ножа и параметров резки можно достичь очень хорошего качества кромки при большой скорости раскроя. Специальный тип ножа, когда нижняя наклонённая режущая кромка переходит вверх в практически вертикальную кромку, неожиданно чисто и быстро кроит материалы типа ковролин, ковры. Основной вопрос при использовании статического ножа — обеспечение надёжной фиксации материала на столе плоттера, так как при раскрое кривых линий возникают боковые сдвигающие усилия, а острие ножа может задрать материал по ходу движения.

Осциллирующий нож совершает возвратно-поступательное движение при раскрое, и собственно разрезание материала происходит во время движения вниз, вследствие чего возникающие боковые усилия намного меньше. Но главное — осциллирующий нож практически не задирает материал «вперёд». Это свойство делает его незаменимым для раскроя кожи, вспененных материалов (типа поролон), некоторых нетканых материалов. Важным параметром такого ножа является ход, то есть амплитуда его колебаний. Чем больше ход, тем более толстые и упругие материалы можно им резать, но расплата — меньшая скорость резки. Ход ножа определяется типом привода, самую большую амплитуду обеспечивает пневмодвигатель. Электропривод же даёт самую большую скорость резки при маленьких амплитудах. Например, для раскроя кожи используется привод с ходом 0,5 мм.

Для большинства типов текстильных материалов лучшим раскройным инструментом является дисковый нож с приводом (приводной нож). На самом деле типовой дисковый нож представляет собой десятиугольник, каждый угол которого при вращении перерубает нити. Дисковый нож обеспечивает высокую (часто максимальную) скорость резки, практически не сдвигает материал вбок. Но ничто не может быть идеальным: кромка неплотных тканей после раскроя десятигранным дисковым ножом рассыпается в руках.

Резко снижает рассыпчатость реальный круглый дисковый нож. При вращении его круглая режущая кромка прижимает нити к подложке при разрезании, а не рубит их, как это делает десятигранный нож.

Пицца-нож — это круглый дисковый нож без привода, и он вращается-катится по материалу во время движения. Он не только вращается-катится, но и режет за счёт прилагаемого вертикального давления. Для предохранения поверхности стола от повреждений при раскрое этим ножом требуется специальная полиуретановая подложка. В принципе для раскроя при этом не требуется фиксация вакуумом.

Как правило, производитель для каждого инструмента предлагает разнообразные типы ножей, заточка которых подбирается для наилучшего раскроя определённых материалов. Поэтому можно добавить, что при выборе оборудования следует обращать внимание на ассортимент режущего инструмента, предлагаемый производителем, и просить дилера подобрать для ваших материалов не только инструмент, но и ножи.

В завершение статьи вернёмся к началу процесса, то есть скажем несколько слов об устройствах размотки. Надо понимать, что от скорости и аккуратности подачи вашего материала на стол плоттера зависит срок и качество исполнения заказа. Самая простое устройство размотки — это либо два параллельных ролика, либо ось, на которую устанавливается рулон. Как правило, имеются боковые ограничители, предотвращающие сдвиг рулона вбок при его вращении. Может быть добавлен механический тормоз, не позволяющий рулону набирать скорость при размотке; соответственно, материал не набегает складками в начале стола.

Усложнение устройств размотки далее идёт по нарастающей. Для тянущихся, деликатных и т. п. материалов могут понадобиться такие опции, как:
• натяжения материала;
• контроль кромки при подаче;
• синхронизация скорости подачи со скоростью конвейерной ленты;
• предотвращение образования складок при подаче.

Правильно подобранная (или спроектированная под вашу ткань) размотка позволяет подавать тянущийся трикотаж или марлёвку, к примеру, ровно, без перекосов, растяжения и складок, причём с максимально возможной скоростью. Таковы некоторые аспекты выбора оборудования для раскроя текстильных материалов. Автор надеется глубже раскрыть тему в своих ближайших публикациях.