曹米莎高级工程师  周伟工程师

     陈昱昆程序员    吕恩繁高级工程师

摘要：本文阐述多用激光缝纫机，选用CO2激光器对面料加工的多种方法和加工的机理，同时分析这类加工机的发展优势和市场展望。

关健字：激光 缝纫机 加工 机理

多用激光缝纫机为多功能的激光加工机。它可作为无线缝纫，两层粘合按照针线的步距打孔以及切割代替级骨等多用途的加工机。主要适用于化纤尼龙布料，绦纶无纺布，人造革、塑料、人造生物制品等材料的加工机器。可用于各类型的尼龙蚊帐、制伞、婚纱、服装、领带、皮包、皮箱、皮带、鞋类等制作使用。        

一、国内外现状水平和发展趋势

在国内外激光的加工机器的现状和发展趋势呈上升状态，尤其是对有机物和无机物材料的加工主要以CO2激光器为主，而金属的加工是以YAG激光加工为主的加工机，目前国内外均有投入大量的研究经费，进行研究，配以电脑CPU芯片的单片机配合为主，以X—Y方向二维的大型激光电脑加工机器，以其造价高、体积大，也深爱厂家的欢迎。仍有巨大的市场发展潜力，尤其是国内的加工业迅猛发展服装、皮革、金属、塑料、电子、包装、竹木器、石器、宝石等的加工市场需求量更加庞大。

国内激光加工的水平在不断提高，其知识面涵盖光学计算机软、硬件，电路设计和机械结构设计，自动化和半自动水平突显，目前国内激光加工机的企业发展迅速，效益也很好。发展趋势市场需求呈不断增加的态势，新产品新思路新应用不断涌现。多用激光缝纫机在这大好形势下，正是推向市场的好机遇。

多用激光缝纫机设备的推出，不仅带动激光行业的发展，还拉动缝纫机设备的发展，机械制造业和金属行业也得到发展。

二、化纤面料性能和温度的分析

多用激光缝纫机加工的材料，多以服装化纤面料为主。为了掌握好多用激光缝纫机的加工工艺，我们首先需要对化纤面料进一步的分析和认识。

面料由化学纤维织成，化学纤维共分两大类，一大类是合成纤维，还有一大类是人造纤维。以下分析最常用的六种合成纤维面料的性能：

1、晴纶面料、晴纶的原料为石油裂解副产品的廉价丙烯，由于聚丙烯晴共聚加热到摄氏230度以上时，只发生分解而不溶融，只有采用溶液纺丝的方法。耐热性、软化温度为摄氏190-230度,仅次于绦伦。耐光性，是所有合成纤维中最好。露天暴晒一天，强度仅下降20%，学名为：聚丙纤维，近火焰熔缩，易燃，吸湿性很小。

2、维伦面料：聚乙烯醇缩醛纤维，也叫维尼纶。熔融温度摄氏225-230度，高于分解温度摄氏200-220度。吸湿性大，吸湿率为4.5%-5%。强度好，较长时间的日晒对其影响不大，缺点是不耐热，耐热水性差，湿态遇热会收缩变形。

3、丙纶面料：吸湿性极小，不耐热耐腐蚀，稳定性较差，不耐光，耐光性差，易老化，不耐熨烫。

4、氯纶面料：耐水性，耐化学不燃性，有良好的静电绝缘性。其缺点怕热，在于软化点非常低，通常温度在摄氏60-70度便开始软化，产生收缩。一般熨烫时，尽量不要熨烫氯纶面料。

5、氨纶面料：聚氨脂类纤维，热定形温度范围：摄氏180度-195度

6、锦纶面料：或称尼龙6。学名：聚酰胺纤维、强度高、耐磨性好、吸湿性较差、熨烫 温度在摄氏140度以下，

以上是主要聚酰胺6纤维，合成纤维，以人工合成的高分子化合物为原料制成化学纤维。以上合成纤维制成的面料，均为当前激光常用以加工的面料。

面对化纤面料的大家族，各面料的性能，耐光性、耐热性、耐季性各不相同，对于激光的切割、打孔、粘合的加工，效果是一样的，由于激光高度的聚焦性、照射光斑纤细，热扩散区小，如果激光射入面料，只对射入区的极小范围产生作用，不对全面料产生不良效果，因此极适合对纺织纤维面料的加工。

根据面料耐光性和耐热性分析、温度在摄氏60度-240度的范围，激光经聚焦后，温度在摄氏200-400度左右，其功率和能量，足以使面料产生溶断，溶融及溶合的效果。根据目前粘合机的技术参数，我们看到,最高温度在摄氏200度,粘合的时间为5-20 SEC,可见传统的设备其性能参数与CO2激光器的性能参数，已是非常接近了。

一、      多用激光缝纫机多功能的加工机理探讨

多用激光缝纫机的工作原理是利用激光对材料的热熔性，使材料可以达到粘合、收敛、分割等功能。经过激光缝纫机缝制的布料，可以使孔口收敛间内，边缘不带线而不脱边。它有着一般缝纫机达不到的效果。

多用激光缝纫机是CO2激光加工机，它由激光产生光能，对布料，皮革等有机化学材料进行加工的设备，由于多用激光缝纫机功能较多，它们加工方式也较多。

1、切割功能：

当激光聚焦射出的光束，作用于单层材料面时，材料在强激光的作用下，产生新的热塑整合，将材料分离，从而使两端材料面为收敛塑合，形成整齐的边。

2、激光打孔：

当激光经过时间控制，可形成各种孔，激光输出的时间，为孔的形成时间，激光停止的时间，为孔间的距离，当激光经过控制输出后，可形成有规则的孔。

3、激光打扣门：

当激光聚焦,射出强光束,三层以上有机面料合,光束以圆孔状射入,并经缝纫机送布至一段距离后，便停止，形成一长行扣门状，如扣门要求宽，则射孔要大，如扣门窄，射孔要小。

4、激光缝合:

 双层面料叠合后, 将两面化纤面料 ，用缝纫机压在送布牙上端，将一束聚焦激光定向射向面料叠合的部位，由于激光能量被吸收，使得材料温度升高，熔化了两层的面料，面料便牢固地整塑到一起。经过强激光束的作用,两层便粘合在一起。随着缝纫机的传动，面料经激光加工后，一条整齐的加工面料便出现了。我们可看到面料越薄,粘合的程度越差,粘合材料后,粘合程度好,如果形成塑合状态,其材料便融合一起,粘合的度强并牢固。

    由于多用激光缝纫机功能较多，它们加工方式也较多。我们选用CO2激光做光源，它能产生10600NM的光波，处于远红外光谱区，易于各种面料的吸收。当激光束定向到待加工面料的部位，需要能够保证足够的激光通过，激光的功率可根据面料的厚薄选定，其功率1-25W可调。由于激光功率不同，它加工的温度也不相同。不同的面料调整不同的功率，可做出效果满意的加工料。

四、多用激光缝纫机的技术水平及市场前景

多用激光缝纫机是自主研发、独创产品。目前国内外均未有该技术和产品上市。多用激光缝纫机的工作原理是使激光器用于工业的加工机，它使激光器机械化，使激光加工机简单化。从缝纫机加工角度看，它也使缝纫机简单化。它省去了大量的机械加工零部件。在整个仪器设备中，是以激光器为主体，以机械传动为辅的激光加工机。

由于多用激光缝纫机是以激光为主，材料传动的加工形式为辅，以简单易操作的特性，适于单个人使用的加工机，其加工材料效率较高。以一维的加工方式，满足二维的使用。加工生产的气味易于收集排出，机器体积小，造价廉宜，各类加工厂可大量的使用。

在国际金融危机国内拉动内需的形势下，市场的需求仍有巨大的潜力，国内人们的穿着，并不排斥化纤服装，尤其冬装或职业性的着装要求随意洗济和洗后免烫的优势，我国人民生活日益提高，人们的品味提高了花色品种要求也多了。多用激光缝纫机正迎合当前的经济、社会的发展趋势、有着良好的孕育土壤。

其市场前景和需求潜力巨大，国内各大激光公司的发展非常良好，经济呈上升的趋势。国内开发激光产品的公司，其价格大部分在5万-10万元以上销售情况非常可观。全年的销售额在3000台以上。大族激光公司销售量已占全世界的10%左右。因此激光加工的市场还在拓展、还会呈大幅上升的趋势。

多用激光缝纫机广泛应用于纺织、服装、装饰、皮革、制鞋等的加工机器，尤其以服装加工较多。中国是世界服装生产大国，同时也是世界缝制机械生产大国，更应该成为世界缝纫机生产强国。多功能、一机多用、在某种意义上也代表了缝纫机总的研发趋势。缝纫机引入激光的功能，演变成一种新型的激光加工机，进入更加崭新的领域。

参考文献：

1、 曹米莎“介绍一种新型的激光加工机——多用激光缝纫机” 红外 （月刊） 1993年第十二期

作者简介:

曹米莎 女 广州优里卡光电科技有限公司 光电子、电气高级工程师,1980年毕业于华南理工大学,2002年暨南大学在职研究生,从事激光的研究和应用开发工作,近年开展宽带网络的工作。从事激光研究开发工作。

周伟   女  工程师  1980年天津大学精密仪器专业毕业，从事光机方面的工作。

陈昱昆 男  程序员  2008年美国檳西法尼亚大学电子工程系硕士研究生毕业。

吕恩繁 男  高级工程师  原任广州市光机电中心付总工程师。