[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schneiden von Textilmaterial mittels Laserstrahlung,
bei dem die Laserstrahlung mittels einer Schneidoptik auf das Textilmaterial gerichtet
wird und wobei das Textilmaterial durch eine relative Bewegung der Schneidoptik zu
dem Textilmaterial entlang einer vorgegebenen Schnittlinie geschnitten wird.
[0002] Die Erfindung betrifft weiterhin eine Anlage zum Schneiden von Textilmaterial mittels
Laserstrahlung, mit einer Quelle für die Laserstrahlung, mit einer Schneidoptik und
einer Einrichtung zum Erzeugen einer relativen Bewegung der Schneidoptik zu dem Textilmaterial
entlang einer vorgegebenen Schnittlinie.
[0003] Solche Verfahren und Anlagen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise
entwickelt und fertigt die Anmelderin entsprechende Anlagen, welche bestimmungsgemäß
entsprechende Verfahren ausführen.
[0004] Bei dem Schneiden von Materialien mittels Laserstrahlung wird das Material durch
die Laserstrahlung im Bereich einer Schnittlinie abgetragen. Dabei wird das abzutragene
Material stark erhitzt und dadurch je nach Art des Materials geschmolzen und/oder
verdampft und/oder verbrannt. Dabei entstehen bei den meisten Materialen gas-, nebel-
oder rauchartige Abfallprodukte. Diese Abfallprodukte werden bei Anlagen und Verfahren
nach dem Stand der Technik abgesaugt.
[0005] Bei einigen Textilmaterialien tritt allerdings das Problem auf, dass sich die Abfallprodukte
unmittelbar nach dem Schneiden in dem geschnittenen Material ablagern. Dies ist insbesondere
bei Naturtextilien tierischen Ursprungs, wie z.B. Wollstoffen, unerwünscht, da die
Abfallprodukte eine starke Geruchsbelastung des geschnittenen Textilmaterials bewirken,
so dass eine Nutzung des Materials z.B. zur Herstellung von Bekleidungsartikeln kaum
mehr möglich ist.
[0006] Zwar lässt sich die Geruchsbelastung durch eine nachträgliche Reinigung des Textilmaterials
beseitigen bzw. maßgeblich reduzieren. Allerdings wird durch diesen zusätzlichen Arbeitsschritt
der Zeitvorteil, der sich durch das Laserschneiden in der Verarbeitung erzielen lässt,
deutlich reduziert oder gar ganz aufgezehrt. Hinzu kommt, dass trotz einer nachträglichen
Reinigung eine Verwendung solcher Textilmaterialien für besonders hochwertige Bekleidungsartikel
zum Teil nicht mehr in Frage kommt.
[0007] Demgemäß besteht die Aufgabe der Erfindung darin, Verfahren und Anlagen zum Schneiden
von Textilmaterialien mittels Laserstrahlung bereitzustellen, bei welchen eine Geruchsbelastung
des zu schneidenden Textilmaterials deutlich reduziert ist.
[0008] Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zum Schneiden von
Textilmaterial mittels Laserstrahlung, bei dem die Laserstrahlung mittels einer Schneidoptik
auf das Textilmaterial gerichtet wird und wobei das Textilmaterial durch eine relative
Bewegung der Schneidoptik zu dem Textilmaterial entlang einer vorgegebenen Schnittlinie
geschnitten wird, welches dadurch weitergebildet ist, dass nach dem Schneiden ein
geruchsminderndes Behandlungsmittel nur im Bereich der Schnittlinie auf das Textilmaterial
aufgebracht wird.
[0009] Die Aufgabe wird weiter gelöst durch eine Anlage zum Schneiden von Textilmaterial
mittels Laserstrahlung, mit einer Quelle für die Laserstrahlung, mit einer Schneidoptik
und einer Einrichtung zum Erzeugen einer relativen Bewegung der Schneidoptik zu dem
Textilmaterial entlang einer vorgegebenen Schnittlinie, welche dadurch weitergebildet
ist, dass die Anlage eine Einrichtung zum Aufbringen eines geruchsmindernden Behandlungsmittels
auf das Textilmaterial im Bereich der Schnittlinie aufweist.
[0010] Die Erfindung hat erkannt, dass die Abfallprodukte des Schneidens sich gerade bei
Textilien schon kurz nach dem Schnitt durch Diffusion im Gewebe verteilen und großflächig
auf den Fasern niederschlagen. Daher sind die ersten Sekunden nach dem Schnitt entscheidend,
um eine wirkungsvolle Bekämpfung der Geruchsbelastung zu erreichen. Durch das Aufbringen
eines geruchsmindernden Behandlungsmittels in diesem Zeitraum kann daher ein besonders
großer Effekt erzielt werden. Gleichzeitig haben sich die Abfallprodukte noch nicht
ausgebreitet, so dass der Einsatz des Behandlungsmittels auf den Bereich der Schnittlinie
beschränkt werden kann.
[0011] Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das geruchsmindernde
Behandlungsmittel ein Fluid. Fluide sind verfahrenstechnisch besonders gut handhabbar
und können insbesondere in Textilmaterialien besonders gut eingebracht werden.
[0012] In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet das
Behandlungsmittel Wasserdampf. Es hat sich gezeigt, dass durch die kurz nach dem Schnitt
erfolgende Nachbehandlung größtensteils auf chemische Reinigungsmittel verzichtet
werden kann. In den meisten Fällen kann auf solche Reinigungsmittel komplett verzichtet
werden.
[0013] Wasserdampf ist kann besonders günstig bereitgestellt werden und ist gleichzeitig
besonders umweltverträglich.
[0014] Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird das Behandlungsmittel über eine Düse aufgebracht.
[0015] Entsprechend ist die erfindungsgemäße Anlage vorzugsweise derart weitergebildet,
dass die Einrichtung zum Aufbringen eines geruchsmindernden Behandlungsmittels auf
das Textilmaterial eine Düse umfasst.
[0016] Durch eine Düse kann das Behandlungsmittel besonders einfach und gezielt auf die
Schnittlinie gerichtet werden.
[0017] Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anlage weist die Einrichtung zum
Erzeugen einer relativen Bewegung der Schneidoptik zu dem Textilmaterial einen Tisch
sowie einen entlang zweier Achsen parallel zur Tischebene verfahrbaren ersten Bearbeitungskopf
auf, welcher die Schneidoptik aufnimmt. Durch diese Ausführung können belieg gestaltete
Schnittlinien einfach und präzise abgefahren werden.
[0018] Gemäß einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Düse und die
[0019] Schneidoptik gemeinsam entlang der Schnittlinie bewegt.
[0020] Entsprechend ist die erfindungsgemäße Anlage bevorzugt dadurch weitergebildet, dass
die Düse an dem ersten Bearbeitungskopf angeordnet ist. Durch diese Ausführung kann
durch einmaliges Abfahren der Schnittlinie sowohl das Schneiden als auch das Nachbehandeln
durchgeführt werden.
[0021] Gemäß einer besonderen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anlage ist die Düse so
an dem ersten Bearbeitungskopf angeordnet, dass das Behandlungsmittels in Richtung
eines Punktes auf dem Tisch abgegeben wird, welcher gegenüber dem Fokus der Schneidoptik
versetzt ist. In dieser Ausführung kann die Zeitdauer zwischen dem Schneiden und dem
Aufbringen durch Variation der Bewegungsgeschwindigkeit des Bearbeitungskopfes gesteuert
werden.
[0022] In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Anlage dadurch weitergebildet,
dass die Düse um eine senkrecht zur Tischebene duch den Fokus der Schneidoptik verlaufende
Achse schwenkbar an dem Bearbeitungskopf angeordnet ist. Diese Weiterbildung ermöglicht
es, unabhängig von Richtung und Krümmung der Schnittlinie jederzeit sowohl den Fokus
der Schneidoptik als auch den Wirkort des Behandlungsmittels auf der Schnittlinie
zu halten.
[0023] Gemäß einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Düse und
die Schneidoptik nacheinander entlang der Schnittlinie bewegt.
[0024] Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Anlage dazu einen entlang zweier Achsen parallel
zur Tischebene verfahrbaren zweiten Bearbeitungskopf auf, an welchem die Düse angeordnet
ist.
[0025] Diese Variante ermöglicht das Abfahren von besonders stark gekrümmten Schnittlinien.
[0026] In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anlage umfasst diese eine Einrichtung
zur Bereitstellung des Behandlungsmittels umfasst.
[0027] In einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anlage umfasst die Einrichtung
zur Bereitstellung des Behandlungsmittels einen Dampferzeuger.
[0028] Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger beispielhaften Zeichnugen näher erläutert.
Es zeigen:
- Figur 1:
- Eine Anlage zum Schneiden von Textilmaterialien mittels Laserstrahlung gemäß der Erfindung
- Figur 2:
- Ein Bearbeitungskopf einer Anlage gemäß der Erfindung
- Figur 3:
- Eine prinzipielle Darstellung einer Schnittlinie
[0029] In Figur 1 ist eine Anlage 1 zum Schneiden von Textilmaterialien mittels Laserstrahlung
gemäß der Erfindung schematisch dargestellt. Eine Sicherheitsverkleidung der Anlage
ist dabei der Übersichtlichkeit halber weggelassen.
[0030] Die Anlage 1 besteht aus einem Tisch 2, auf dem ein Schlitten 3 in einer durch den
Doppelpfeil 4 dargestellten Richtung verfahrbar angeordnet ist. Der Schlitten 3 trägt
einen Bearbeitungskopf 5, welcher wiederum auf dem Schlitten 3 in einer durch den
Doppelpfeil 6 dargestellten Richtung verfahrbar angeordnet ist.
[0031] Die Anlage 1 weist eine Laserstrahlquelle 7 auf, welche die zum Schneiden eines Textilmaterials
8 erforderliche Laserstrahlung erzeugt. Die Laserstrahlung gelangt entlang eines ersten
Strahlwegabschnitts 9 zu einer ersten Strahlumlenkung 10 und von dort entlang eines
zweiten Strahlwegabschnitts 11 zu dem Bearbeitungskopf 5.
[0032] Der Bearbeitungskopf 5 trägt eine Schneidoptik 12, welche den Strahl auf einen Fokus
13 abbildet, an welchem das Textilmaterial 8 geschnitten wird.
[0033] Das Verfahren des Schlittens 3 und des Bearbeitungskopfes 5 erfolgt auf bekannte
Weise, z.B. mittels nicht dargestellter Spindeltriebe. Eine ebenfalls nicht dargestellte
Steuerung aktiviert diese Spideltriebe so, dass der Bearbeitungskopf 5 und somit der
Fokus 13 entlang einer vorbestimmten Schnittlinie 14 geführt wird. Dabei wird das
Textilmaterial 8 an dieser Schnittlinie 14 durch den Laserstrahl geschnitten.
[0034] Um während des Schneidens entstehende Abfallprodukte zu entfernen, ist der Tisch
mit einer nicht dargestellten großflächigen Absaugung versehen.
[0035] Beim Schneiden von Textilmaterialien aus Naturfasern tierischen Ursprungs reicht
diese Absaugugn jedoch nicht aus, um eine Ablagerung geruchsintensiver Abfallprodukte
in dem Textilmaterial zu verhindern. Daher ist an dem Bearbeitungskopf 5 eine Düse
15 angeordnet, durch welche ein geruchsminderndes Behandlungsmittel 16 im Bereich
der Schnittlinie 14 auf das Textilmaterial 8 aufgebracht wird. Bei dem Behandlungsmaterial
16 handelt es sich beispielsweise um Wasserdampf, welcher durch einen Dampferzeuger
17 über einen Schlauch 18 der Düse 15 zugeführt wird.
[0036] Falls gewünscht können dem Dampf in dem Dampferzeuger 17 geruchsbindende Zusatzstoffe
zugegeben werden. Als solche kommen z.B. Triethylenglykol oder Cyclodextrinderivate
in Betracht, die aus kommerziellen Geruchsneutralisierern bekannt sind. Ebenso kommt
als Alternative zu Wasserdampf auch Ethanoldampf in Betracht.
[0037] In Figur 2 ist der Bearbeitungskopf 5 der Anlage 1 näher dargestellt. An dem Bearbeitungskopf
ist die Schneidoptik 12 befestigt, wobei nur das Gehäuse der Schneidoptik 12 erkennbar
ist. Der optische Aubau der Schneidoptik 12 entspricht dabei dem bekannten Aufbau
von Schneidoptiken in Laserschneidanlagen und benötigt daher keine nähere Erläuterung.
[0038] Als Besonderheit ist die Schneidoptik 12 um ihre optische Achse drehbar an dem Bearbeitungskopf
befestigt. An der Schneidoptik 12 ist ein Zahnkranz 20 befestigt, welcher mit einem
Ritzel 21 kämmt, das von einem Drehmotor 22 angetrieben wird.
[0039] Weiterhin sind an der Schneidoptik zwei Schleifringe 23, 24 angeordnet, von denen
der Schleifring 23 drehfest mit der Schneidoptik 12 verbunden ist, während der Schneidring
24 mittels eines Lagers 25 gegenüber der Schneidoptik 12 drehbar gelagert ist. Die
Schleifringe 23, 24 weisen jeweils einen zum anderen Schleifring hin geöffneten Ringkanal
26, 27 auf.
[0040] Am drehbaren Schleifring 24 ist ein Anschlussstutzen 28 angeordnet, welcher über
eine Bohrung mit dem Ringkanal 27 verbunden ist. Am Schleifring 23 ist wiederum die
Düse 15 über eine Bohrung mit dem Ringkanal 26 verbunden.
[0041] Im Betrieb der Anlage wird das geruchsmindernde Behandlungsmittel 16 über den Schlauch
18 und den Anschlussstutzen 28 dem Ringkanal 27 zugeführt und gelangt von dort über
den Ringkanal 26 in die Düse 15, von wo es abgegeben wird.
[0042] In der in den Figuren 1 und 2 dargestellen Ausführung ist die Düse 15 so geformt,
dass das Behandlungsmedium 16 als einfacher Sprühkegel abgegeben wird. Andere Ausführungen
sind ebenfalls denkbar, wie schlitzförmige oder halbmondförmige Düsen.
[0043] Durch Antreiben des Drehmotors 22 wird die Bearbeitungsoptik 12 zusammen mit dem
Schleifring 23 und der Düse 15 um die optische Achse der Schneidoptik 12 gedreht,
dabei schwenkt der Abgabepunkt des Behandlungsmittels 16 um den Fokus 13 der Schneidoptik
12. Dabei bleibt ein Abstand 29 zwischen dem Abgabepunkt des Behandlungsmittels 16
und dem Fokus 13 der Schneidoptik 12 konstant.
[0044] Während des Schneidens des Textikmaterials 8 werden der Schlitten 3, der Behandlungskopf
5 sowie der Drehmotor 22 so gesteuert, dass einerseits der Fokus 13 der Schneidoptik
12 an der Schnittlinie 14 entlang geführt wird und andererseits auch der Abgabepunkt
des Behandlungsmittels 16 an der Schnittlinie entlang geführt wird.
[0045] Dies ist in Figur 3 schematisch dargestellt. In einem Bezugskoordinatensystem 30
der Anlage 1 ist eine zweiteilige Schnittlinie 14', 14" dargestellt, entlang der z.B.
Ärmel eines Anzugs geschnitten werden. Dabei zeigen Pfeile 31', 31" die Schnittrichtung
an. Entlang der Schnittlinie 14' sind schematisch einige Punkte P1, P2, P3, P4 markiert,
zu denen jeweils die rechtwinkligen Koordinaten x,y sowie der Einstellwinkel ϕ des
Drehmotors 22 dargestellt sind. Diese Werte sind für die gesamten Schnittlinien 14',
14" in einer Steuerung der Anlage 1 abgelegt.
[0046] Bei den in Figur 3 dargestellten Schnittlinien 14', 14" können Schneiden und Auftragen
des Behandlungsmittels in einem Arbeitsgang erfolgen. Wenn jedoch die Schnittlinie
Konturen aufweist, die kleiner sind als der Abstand 29 zwischen Fokus 13 der Schneidoptik
und dem Abgabepunkt des Behandlungsmittels, ist dies nicht immer möglich. In diesem
Fall wird die Schnittlinie 14 in zwei Schritten abgefahren, wobei im ersten Schritt
der Schnitt erfolgt und im zweiten Schritt die Abgabe des Behandlungsmittels.
[0047] Dies kann mit dem in Figur 2 dargestellten Bearbeitungskopf erfolgen, wobei die von
der Steuerung angefahrene Position im zweiten Durchlauf um den Abstand 29 versetzt
ist. Alternativ dazu kann ein in Fig. 1 gestrichelt dargestellter zweiter Bearbeitungskopf
5' vorgesehen sein, an welchem lediglich eine zweite Düse 15' für das Behandlungsmittel
16 vorgesehen ist.
[0048] In einer weiteren alternativen Ausführung ist nur an dem zweiten Bearbeitungskopf
5' eine Düse 15' angeordnet. Bei dieser Ausführung ist allerdings das Schneiden und
Nachbehandeln in einem Arbeitsgang nicht möglich.
1. Verfahren zum Schneiden von Textilmaterial mittels Laserstrahlung, bei dem die Laserstrahlung
mittels einer Schneidoptik auf das Textilmaterial gerichtet wird und wobei das Textilmaterial
durch eine relative Bewegung der Schneidoptik zu dem Textilmaterial entlang einer
vorgegebenen Schnittlinie geschnitten wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schneiden ein geruchsminderndes Behandlungsmittel nur im Bereich der Schnittlinie
auf das Textilmaterial aufgebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das geruchsmindernde Behandlungsmittel ein Fluid ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das geruchsmindernde Behandlungsmittel Wasserdampf beinhaltet.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsmittel über eine Düse aufgebracht wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse und die Schneidoptik gemeinsam entlang der Schnittlinie bewegt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse und die Schneidoptik nacheinander entlang der Schnittlinie bewegt werden.
7. Anlage zum Schneiden von Textilmaterial mittels Laserstrahlung, mit einer Quelle für
die Laserstrahlung, mit einer Schneidoptik und einer Einrichtung zum Erzeugen einer
relativen Bewegung der Schneidoptik zu dem Textilmaterial entlang einer vorgegebenen
Schnittlinie, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage eine Einrichtung zum Aufbringen eines geruchsmindernden Behandlungsmittels
auf das Textilmaterial im Berich der Schnittlinie aufweist
8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Aufbringen eines geruchsmindernden Behandlungsmittels auf das
Textilmaterial eine Düse umfasst.
9. Anlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Erzeugen einer relativen Bewegung der Schneidoptik zu dem Textilmaterial
einen Tisch sowie einen entlang zweier Achsen parallel zur Tischebene verfahrbaren
ersten Bearbeitungskopf aufweist, welcher die Schneidoptik aufnimmt.
10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse an dem ersten Bearbeitungskopf angeordnet ist.
11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse so an dem ersten Bearbeitungskopf angeordnet ist, dass das Behandlungsmittel
in Richtung eines Punktes auf dem Tisch abgegeben wird, welcher gegenüber dem Fokus
der Schneidoptik versetzt ist.
12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse um eine senkrecht zur Tischebene duch den Fokus der Schneidoptik verlaufende
Achse schwenkbar an dem Bearbeitungskopf angeordnet ist.
13. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage einen entlang zweier Achsen parallel zur Tischebene verfahrbaren zweiten
Bearbeitungskopf aufweist, an welchem die Düse angeordnet ist.
14. Anlage nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage eine Einrichtung zur Bereitstellung des Behandlungsmittels umfasst.
15. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Bereitstellung des Behandlungsmittels einen Dampferzeuger umfasst.