Řezání textilních materiálů

---

Zadání a požadavky klienta

Pro českého výrobce jsme navrhli systém pro laserové řezání textilních materiálů. Úkolem je řezání polyesterových tkanin s vysokou propustností výroby. Vyřezávání požadovaných dílů probíhá za pohybu (on the fly) z pásu o šířce 190 mm, největší díl má cca 175 mm. Pro testování byly zvoleny 2 materiály: 1) technická polyesterová (PET) textilie s tloušťkou 0,45 mm  2) technická polyesterová (PET) textilie s tloušťkou 0,16 mm.

Naše řešení

Po konzultaci se zákazníkem byl pro testování v naší laboratoři zvolen laserový subsystém složený s laserového zdroje Coherent Diamond J3 250 W s vlnovou délkou 10.6 μm, skenovací hlava s pracovním polem 200 x 200 mm a beam expander 1.3x.

CO2 lasery řady Coherent Diamond J od jsou uzavřené pulzní CO2 lasery nabízející nadprůměrně vysoký výkon až 1000 W v plně integrovaném a kompaktním krytování. Jedinečné pulzní charakteristiky odvozené z konstrukce deskového výboje umožňují laserům řady Diamond J dosahovat špičkových výkonů výrazně přesahujících 2800W v pulzu na rozdíl od laserů s modulací CW.

Lasery řady Coherent J jsou k dispozici v 10,6 μm, 10,2 μm a 9,4 μm a lze je provozovat s opakovací frekvencí pulsů až 200 kHz s rychlými časy náběhu a poklesu výkonu. Tato kombinace volby vlnové délky, vysokého špičkového výkonu a rychlých časů náběhu a poklesu, společně s dostatečným výkonem a vynikající kvalitou paprsku činí z řady J ideální laser pro širokou škálu aplikací zpracování materiálů. Všechny lasery řady Diamond jsou postaveny na společné platformě se standardizovanými mechanickými a elektrickými rozhraními, optickými rozhraními, společným softwarem a společnou strategií služeb a podpory. Všechny lasery řady J nabízejí možnost proaktivní údržby, která je umožněna integrovaným a komplexním monitorováním laseru sadou diagnostických nástrojů společnosti Coherent.

Klíčové vlastnosti

• Široký rozsah provozního výkonu
• Vysoký špičkový výkon 450 - 2800 W podle typu laseru
• Pulzní frekvence od jednotlivých pulzů do 200 kHz
• Rychlý náběh a pokles výkonu
• Vynikající kvalita paprsku
• Vynikající stabilita výkonu
• Nízkonákladová konfigurace OEM
• Integrovaný vyjímatelný RF napájecí zdroj
• Kompaktní design
• Integrovaná diagnostika stavu laserového zdroje

Při testování byl zvolen postup, který demonstruje různé rychlosti zpracování zvoleného materiálu a umožnil zákazníkovi lépe určit požadovanou úroveň kvality řezu. Z tohoto důvodu byly všechny vzorky zpracovny podle dvou různých standardů kvality řezu: 1) strict cut - v řezu nezůstává žádný materiál, jednotlivé díly jsou zcela odděleny a k jejich vyjmutí není potřeba využít žádnou sílu. 2) relaxed cut - v řezu zůstávají zbytky taveniny materiálu, pro vyjmutí dílu je třeba vynaložit malou sílu.

Závěr

• Zvolená laserová sestava se zdrojem Coherent Diamond j-3 10,6 µm byla schopna opakovaně řezat PET tkaninu testovací vzorek A při kvalitě Strict Cut rychlosti 500 mm/s, při kvalitě Relaxed Cut při rychlosti 1500 mm/s.
• Zvolená laserová sestava se zdrojem Coherent Diamond j-3 10,6 µm byla schopna opakovaně řezat PET tkaninu testovací vzorek B při kvalitě Strict Cut rychlosti 3500 mm/s, při kvalitě Relaxed Cut při rychlosti 4000 mm/s.

• Na rychlost řezu má při přímých řezech vliv orientace materiálu vůči směru pohybu laserového paprsku. Na některých snímcích je vidět, že je řez přerušen v místech, kde protíná vzor vazby. Tento efekt je patrný i u kruhových řezů s vyšší rychlostí.

Poznámky a doporučení:

• Pro řezání PET materiálu by bylo vhodnější využít laserový zdroj Coherent Diamond J-3 9.4 µm. Díky lepší absorpci této vlnové délky PET materiálem může být tento laser schopen dosahovat vyšší řezné rychlosti.
• Zejména u silnějšího materiálu dochází při řezání ke vzniku většího množství dýmu, Z tohoto důvodu doporučujeme do sestavy integrovat odsavač kouře.