制鞋工艺--现代裁切技术

作者：Sergio DULIO    来源：Ringer

欢迎访问e展厅 展厅 2 服装/皮革/制鞋机械展厅 缝纫机, 绗缝机, 锁边机, 包缝机, 捆条机, ... 裁切，是制鞋工艺的第一道重要工序；它负责处理各种精致的和贵重的材料，将它们“变形”为各种形状（样式），然后形成鞋面部件并最终组成为一双鞋子；在这个阶段，能力、经验、效率和速度是关键字；优秀的裁切师傅可以快速地、高产地完成工作，并持续输出着高质量的成品，且最大程度地利用所使用的原材料（尤其是皮革）。可以毫不夸张地说，如果没有高质量、高效率和多功能性的裁切的话，整个制鞋业就不可有高效率。 裁切的目标与要求 现代制鞋业首当其冲并且至关重要的是善于吸收采纳现代科技，确保鞋类生产高效优质。在这里值得再次强调，裁切鞋部件的一致性和高质量性，是十分重要的，而且“做正确的事情”也是十分重要的。比如，注重对现有科技做最佳的选择等。裁切的步骤贯穿整个鞋子制作工艺当中，在这个阶段鞋子厂商对各种需求都会进行综合衡量，但通常往往会相互抵触，诸如： ★各种不同的原料 如今，用于鞋子生产的原料数量和类型越来越多，包括天然原料（皮革）和人造原料，厚度、质地和其它的特性都不一样。这使得所用的裁切技术非常多样化。 ★高生产率 正如前面所说，裁切步骤是鞋子生产工艺的开始，它的产能（双/小时或者每班）必须与公司每日的产能目标相一致，在大批量生产和批次生产情况下这些都是分立的。这就要求按照生产目标所要求的数量（机器/资源的数量）来仔细选择所采纳的裁切技术。 ★原料使用率 原料的成本（尤其是贵重的原材料，主要是天然的）占最终产品成本较大比重。该成本项实际上主要取决于裁切的利用率（比如，最小化原料的浪费），最终成本也非常依赖该利用率。因此，由于所用的裁切技术并不能分别保证生产率和使用率，但将这两个关键指标更好地结合起来是十分重要的。 因此，裁切和裁切技术自然受到了非常多的关注。该领域近几年非常混乱，因为市场上采用不同的技术手段和设备能实现不用的设计，故此需要仔细甄别。 无模裁切技术和高频电动振动刀 无模（Dieless）裁切是目前裁切鞋用面料最先进和高效的方式。诸如此类的系统，在样本和小批量（尺寸范围内的极端数）的初次使用当中，如今是针对传统冲切系统的实用的和高效的选择，同样也适用于满负荷的生产中。此类的裁切系统有着两个基本特征： ★它们不使用切模； ★它们几乎完全是“数字化”的。 它们完美地符合了灵活性、对市场快速反应以及成本节约的要求，冲模（刀）的取消促进了发展，并且从手工\模拟裁切中还引入新的改进使得技术更具可控性、预测性以及得以集成数字控制。长久以来，人们研究了用于鞋类生产的各种材料所用的不同无模裁切技术，每种都有自己的优势和缺点。有两种与其它相比，在这个领域以技术创新为特征，它们是高压喷水（水喷）和切割刀片，或者高频电振荡刀。 这两种技术的第一种，一直以来都被认为是最快速和最高效的皮革及其他原料的裁切方法（不管所有的该技术所展现的操作困难），现在它的推广相对具有局限性；即便在一些专门经营裁切机器的公司产品目录中会出现，它的使用主要针对鞋类部件上的合成材料的裁切（诸如鞋头衬，包片，或者鞋垫）。 如今该领域占垄断地位的裁切技术是高频电振荡刀技术。这种优势技术结合了低振幅以及高频率，最新一代的机器的刀头使得它们在多功能性和速度方面更显优势(与高压喷水相比)，并且采购和运行成本更能受控。因此，可以说高频电振荡刀技术是如今鞋类和皮类产品无模裁切的参考系（但是它的用途同样与其它皮革应用相关，诸如家具和汽车内饰等）。 多切割工具头－性能和多功能性的关键元素 制鞋企业及时采纳了无模裁切技术，目前的趋势是使用这种机械设备满足最多种类原料的生产，这并不意味着所有裁切的操作都要用一个系统来完成（这可能导致不能接受的生产瓶颈），但是裁切的技术已经集中为了一种（即不适用刀模），针对产能有各种不同的设备，但是各种设备之间又有完美的可交换性（在维护，零件替换及类似特征方面有着显著的优势）。 这种多功能性的重要元素便是刀头，该刀头是分组的，除了振荡刀头之外，还有大量的其它工具（可以同时安装5～7种不同的工具）用来开孔和开槽，钻孔以及削尖。一个切割刀头的设计的好处表现为： ★多功能性 振荡刀刃的稳定性，可调整能力以及根据材料的厚度和一致性进行裁切的调校，能够确定设备本身能够处理的材料厚度和类型； ★生产率 生产率取决于刀刃的特性和设备的动态性能（移动的速度和加速度）。生产率受特殊工具的影响较大（孔以及槽的刀模和冲压机），这些特殊的工具可以快速进行一些几何形状的裁切，否则的话就会对设备进行减速/加速操作，从而对设备的平均裁切速度造成影响。 仔细观察刀头，可以发现它的形状是通过特别设计的，简洁、稳定和轻量（刀头重量越轻，移动起来越容易，越容易获得高性能），而且给操作者提供了便利来进行维护工作或者更换刀头。 设备的结构 裁切体系的优势和质量不仅仅来于振荡刀头的效率，或者是刀头的设计；还十分重要的是在许多机器操作的情况下，各个裁切操作可以有序地进行组织和管理。比如：原料装载，检查和定位模具，进行实际的裁切以及收集裁好的材料。同时可以进行多少项和那些项，以及在设备的什么区域完成，这取决于它的结构，该结构是由生产商设计的。经过许多年的实验和总结，生产商的裁切系统的解决方案主要归结于两种结构： ★平板型设备（卧式的或者倾斜的） 含有一个矩形的工作区域以及载荷是横向的；这些设备又被称为二工位系统，在正常工作状态下，裁切是并行完成的，即卸载-嵌套-装载。在这些系统中，模具的布置是交互式的（由操作者来完成），并且通过原料用一个或更多LCD投影机（或其他技术）投射的形状来保证各种类型的材料保持高可见性。该结构有多重体系，它们都配备了单刀头或双刀头（第二个刀头的存在使得设备的生产率得以提高）。 ★输送机设备（在前端加载材料） 这种解决方案特点在于，材料的自动操控使用的是非常灵活的传动带，由于可以同时实现前方加载\卸载（与前面方案的操作对比，与卸载-定位-加载进行对比）以及前端加载裁切和后端卸载；在这个最后的例子中，用于对比的操作是：加载-嵌套/裁切/卸载。这种解决方案通常采用的是双刀头和图案布置（嵌套），与材料上的形状投影交互作用。 CAD数据管理和裁切顺序的处理 在现代裁切系统中，最重要的优势是企业从设计到生产的速度大大加快；实际上，一个新的鞋模（或者对现有模型的更新）可以通过CAD 2D建模的方式来表现，裁切掉的几何形状可以随时显现，不同的鞋子部件可以随时进行生产而不需等待，不像传统模切那样耗费时间，该生产链的一个重要因素是将CAD产生的任何几何形状传递到任何裁切机器中，这通常称作“交互性”。 简易交互性的前提是在CAD系统和裁切机器之间，使用标准化和常见的几何表现形式以及过程数据。 关于这个问题有个例子，这些系统的一个最重要的意大利供应商便遵从ASSOMAC提议的标准，他们提供的方案都是易交互式的，并可以将某个与其它的实现集成。 为了合理和高效地管理设备给料的数据，我们同时还对其他方面十分关注： ★根据各种尺寸标准或其它的标准定义的模型的整合决定了的裁切工作的构成； ★设备软件与企业的订单处理系统直接整合，通过裁切指令的直接导入； ★取决于将要裁切的原料以及裁切车间不同设备的，合适和高效的裁切任务分配； ★对裁切操作的监控，以及瞬时产能的监控，以及对生产产量的持续及精确捕捉。 这样看来，模拟和数字化操作的转换使得对工艺本身进行控制变得很重要，操作的可靠性和精确性极大地降低了生产失误带来的风险。 手工和自动套料 假使多工具与设备的结构在很大程度上决定了系统的多功能性、生产率及裁切的效率，并且，最终成品的成本取决于裁切排布构建得如何，比如，需要裁切的不同的形状位置（嵌套）等。该操作，在现代的非模切裁切体系中由操作者借助“交互嵌套”的程序来实现，或者可以全部或者部分由诸如软件本身自动实现（比如，无操作员介入）。 最常用的嵌套方法，哪怕是裁切皮革，都是可交互式的，由操作员凭自身的产品和材料经验可以完全进行操作；在这种情况下，软件的介入可以促进和加速工作的进行，因此操作员便可以将注意力保持在最重要的任务当中：花最少的时间实现生产，完全避免缺陷并最小化浪费；在这样的操作模式下，自动裁切的典型优势十分明确，它们是： ★操作者可以全程评估配置的总体质量，与连续进料相比，连续进料是手动裁切的方式，需要在一个形状完成后再进行下一个，一个时间只能进行一种样式； ★可以在裁切开始之前，对不合适的定位（甚至整个布局）进行修正，这在传统的刀模裁切中是不可能的。 感谢这项技术，这些设备可以获得的裁切效率非常地高，水准优越于传统裁切。交互式嵌套软件的优点在于裁切指令的简单和操作的高效，调速操作的速度，易用性，形状可以时刻保持可见等。 取而代之的是，当材料是合成材料时，尤其形状是片状的时候（常用于鞋头衬，鞋跟衬和鞋垫），裁切的形状由自动嵌套程序计算，该程序能够高效地计算出最优的形状安排，可以直接在设备上计算或者“脱机”，在别的电脑上先行进行计算，而并不使用设备的资源，而使得设备可以专注于裁切工作。 以上概述了现在裁切科技的艺术，并不能说NC控制的无板裁切设备已经完全取代了传统的设备；平面裁断机，移动头裁断机和摇臂式裁断机依旧十分广泛地运用于刀模裁切系统中；NC控制的刀模裁断设备对合成材料的大批量裁切应用十分成功。但是我们可以断言，在未来，随着产出要求与实际生产相悖越大，结合考虑了产出，多功能性和易用性，NC控制的无刀模裁切设备将成为全球制鞋工厂的标准技术。(end)

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