DE10234011A1

DE10234011A1 - Einzellagen-Cutters (Schneidsystem)

Info

Publication number: DE10234011A1
Application number: DE10234011A
Authority: DE
Original assignee: LANG LASER SYSTEM GmbH; LANG LASER-SYSTEM GmbH
Current assignee: LANG LASER SYSTEM GmbH; LANG LASER-SYSTEM GmbH
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2002-07-26
Publication date: 2004-02-05
Also published as: AU2003223872A1; WO2004016847A1; DE10393495D2

Abstract

Zum Schneiden von Textilien, die aus Kunststoffasern bestehen oder einen Anteil an Kunststoffasern aufweisen, wie beispielsweise Airbagmaterialien, ist ein Laserstrahl als Schneidwerkzeug vorgesehen, der von einer Laserquelle über eine Aufweitoptik (2) und zwei nachfolgende, Umlenkspiegel (3, 5) antreibende Galvanometer-Scanner (4, 6) auf den Textilstoff (8) fokussiert wird. Die Aufweitoptik (2) ist über eine motorisch angetriebene Linsenverschiebung mit einer variablen Brennweite ausgestattet, die dafür sorgt, daß bei Auslenkung des Laserstrahls über die Galvanometer-Scanner der Brennpunkt stets auf der durch den Textilstoff definierten Schneidebene liegt.

Description

Das technische Gebiet, zu dem die Erfindung gehört ist das Schneiden von Textilien bestehend aus Kunststofffasern (wie z.B. Polyamid, Polyethylen etc.) bzw. Kunststoff faseranteilen.
Speziell beim Schneiden von Airbagmaterialien (beschichtet, unbeschichtet etc.) wird, um eine große Ausbringungsmenge zu erreichen mit Hochlagen-Cuttern geschnitten. Das heißt übereinanderlegen bis zu 20 Lagen, um dann die Lagen gemeinsam zu Schneiden Geschnitten wird hier mit einem Laserstrahl, was im Kantenbereich aufgrund der Kunststofffasern bzw. Faseranteil zum Verschweißen führt. Deshalb wird hier beim Schneiden eine Folie als Zwischenlage verwendet. Die Nachteile sind;

– die zusätzlich notwendige Zwischenlage und das damit verbundene vereinzeln,
– beim Legen mehrer Lagen übereinander bilden sich Unebenheiten durch Lufteinschlüsse und Verzug der einzelnen Lagen (z.B. Welligkeit im Außenbereich etc.) ⇒ keine sauberen Schnittkanten und große Maßtoleranzen

Die Alternative hierzu ist das Schneiden auf einem Einzellagen-Cutter. In der Regel handelt es sich hier um einen Plotter, der einen Laserschneidkopf in x- und y- Richtung verfährt. Die Vorteile sind, dass hier keine Zwischenlagen notwendig sind und auch der Stoff relativ eben liegt, was zu einem besseren Schneidergebnis und höheren Genauigkeit führt.
Der Nachteil hierin liegt in der viel zu geringen Geschwindigkeit. Sehr schnelle Systeme liegen bei ca. 40 m/min ⇒ deshalb keine echte Alternative zum Hochlagen-Cutter hinsichtlich der Ausbringungsmenge.
Die Erfindung besteht darin, dass die Vorteile des Einzellagen-Cutters kombiniert mit der Realisierung extrem hoher Schneidgeschwindigkeiten gelöst wurde.
Als Schneidwerkzeug dient ein Laserstrahl, der von der Laserstrahlquelle über eine Aufweitoptik und zwei nachfolgenden Galvanometer-Scanner auf das Gewebe/Stoff fokussiert wird. Dabei ist die Aufweitoptik mit einer variablen (motorisch angetriebener Linsenverschiebung) Brennweite ausgestattet, die dafür sorgt, dass bei Auslenkung des Laserstrahls über die Galvanometer-Scanner der Brennpunkt immer auf der Schneidebene liegt. Die Galvanometer-Scanner sind mit Spiegeln ausgestattet ( Siehe l) und lenken den Laserstrahl in X-Y-Richtung ab. Das somit entstandene Schneidfenster liegt im Bereich von 200mm × 200mm bis ca. 1500mm × 1500mm.
Neu daran ist, dass es möglich ist mit einer Laserleistung im Bereich von ca. 500 W – 3 kW Kunststoffgewebe (Airbagmaterial) mit sehr hohen Geschwindigkeiten zu schneiden und somit alle Vorteile eines Einzellagen-Cutters zu nutzen. Die Geschwindigkeiten sind in der Größenordnung von ca. 1m/sec. bis ca. 7m/sec. (Abhängig von den jeweiligen Materialien und Schneidfenstern). Desweiteren neu ist, daß durch den Einsatz von 2 Systemen nebeneinander über einen entsprechenden mechanischen Aufbau und einer speziell hierfür entwickelten Ansteuerung Gewebe/Stoff bis zu einer Breite von ca. 3m geschnitten werden kann. Der Gewebe/Stoff Transport erfolgt automatisch über einen Conveyor bzw. Transportsystem und kann entweder "Schneidfenster-weise" geschnitten werden oder auch kontinuierlich im Durchlauf der Stoffbahn (⇒ sehr kompakte Bauweise).
1 zeigt einen erfindungsgemäßen 3D-Galvanometerscanner, wobei
1 Strahleintritt
2 Aufweitoptik mit variabler Brennweite
3 Spiegel 1
4 Galvanometer-Scanner 1
5 Spiegel 2
6 Galvanometer-Scanner 2
7 Strahlaustritt
8 Schneidebene
2 zeigt eine Frontansicht und 3 zeigt eine Seitenansicht eines Beispiels eines Anlagenkonzeptes Einzellagen-Cutters (Schneidsystem), wobei
1 3D - Galvanometerscanner
2 Schneidebene
3 Transportband/Conveyor
4 Laserstrahlquelle
5 Strahlweg
6 Stoff/Gewebe-Zuführung
7 Strahlschutzgehäuse
8 Teile-Entnahmebereich

Claims

Verfahren zum Schneiden von Textilien, die aus Kunststoffasern bestehen oder einen Anteil an Kunststoffasern aufweisen, mittels eines Laserstrahls nach einem vorgegebenen Schnittmuster, wobei ein Laserstrahl aufgeweitet, entsprechend dem zu erzeugenden Schnittmuster umgelenkt und auf die zu schneidende Textilie fokussiert wird.
Schneidvorrichtung zum Schneiden von Textilien, die aus Kunststoffen bestehen oder einen Anteil an Kunststoffen aufweisen, nach einem vorgegebenen Schnittmuster, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei die Schneidvorrichtung folgendes enthält: eine Laserquelle zur Erzeugung eines Laserstrahls, eine Aufweitoptik zur Aufweitung des in der Laserquelle erzeugten Laserstrahls, eine motorisch angetriebene Umlenkspiegeleinrichtung zum Umlenken des aufgeweiteten Laserstrahls entsprechend dem zu erzeugenden Schnittmuster, eine motorisch angetriebene Fokussiereinrichtung zum Fokussieren des Laserstrahls auf die Ebene der zu schneidenden Textilie in Abhängigkeit von der Umlenkung des Laserstrahls, und eine Steuereinrichtung zum Steuern des Betriebs der Schneidvorrichtung.
Schneidvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufweitoptik mit einer variablen Brennweite ausgestattet ist.
Schneidvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Linse oder Linsengruppe der Aufweitoptik motorisch in Richtung des Laserstrahls verschiebbar ist.
Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkspiegeleinrichtung zwei Umlenkspiegel umfaßt, die in zwei zueinander senkrecht stehenden Ebenen verschwenkbar sind.
Schneidvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschwenken eines jeden Umlenkspiegels jeweils ein Galvanometer-Scanner vorgesehen ist.
Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserquelle ortsfest ist.
Schneidanlage zum Schneiden von Textilien, die mindestens zwei Schneidvorrichtungen nach einem der Ansprüche 2 bis 7 aufweist, wobei für die mindestens zwei Schneidvorrichtungen eine gemeinsame Steuereinrichtung vorgesehen ist und die mindestens zwei Schneidvorrichtungen so angeordnet und steuerbar sind, daß unmittelbar benachbarte Bereiche der zu schneidenden Textilien geschnitten werden können.
Schneidanlage nach Anspruch 8, wobei eine Textilienbahn einem Schneidbereich der Schneidanlage zuführbar ist, in welchem die Textilienbahn entsprechend dem Schnittmuster geschnitten wird, wobei die Umlenkspiegeleinrichtungen der mindestens zwei Schneidvorrichtungen quer zur Transportrichtung der Textilienbahnen nebeneinanderliegend angeordnet sind.
Schneidanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Textilienbahn den Schneidbereich entsprechend dem zu schneidenden Schnittmuster schrittweise zuführbar ist.
Schneidanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Textilienbahn dem Schneidbereich kontinuierlich zuführbar ist.
Schneidanlage nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeich net, daß die Textilienbahn von einer Vorratsrolle zuführbar ist.