基于智能制造的男衬衫衣领模具设计研究

左 俊,余 天,于 玲,青 军

(1.四川师范大学 服装与设计艺术学院,四川 成都610101;2.际华三五三六实业有限公司,四川 绵阳621000)

目前中国制造业已经进入了以智能制造为核心主导的“工业4.0”时代[1],近年来服装制造业搭上生产智能化这趟“列车”,正在积极主动地改变服装传统式的制造,以良好的势头向智能制造转型。国家也为服装行业注入“强心剂”,出台相关发展政策,鼓励服装企业携手智能化、数字化、信息化和自动化技术共同发展,助力企业的稳步前行。在服装智能化生产的概念里,服装样板模具技术的应用研究在其中占据着不可动摇的地位,它的应用研究是实现生产线上标准化管理的突破口,是企业智能化生产和发展的重要标志。

生产线上的工作是企业运行的基础,在服装智能化生产中,服装样板模具技术是关键。在生产线上很多缝制工艺对工人的操作技术要求和依赖性很强,每位缝制工人操作的熟练程度和精准程度基本决定了服装的生产效率和质量,这就难以实现生产线上的标准化管理。所以优化升级生产线上的制作工序,开发应用科学合理的样板模具以加强作业的标准化实行,是企业智能发展的基础性要求。

1 关于服装样板模具

服装样板模具作为一种刚性板材,在操作过程中固定柔软的服装裁片、辅助缝制过程、简化操作工序、降低对操作人员的缝制要求[2],是一种专业的工艺模具。

1.1 服装样板模具的四大结构

服装样板模具是一种以服装生产线上的工艺工序要求为依据,固定裁片辅助缝制的专业工艺模具。服装样板模具的主体由4部分构成,即模板主构件、模板固定构件、裁片固定构件和辅助构件。其中,模板主构件是用于夹紧主要裁片并防止衣片在传递过程中松散掉落;模板固定构件作用是连接各层胶板、固定夹板;裁片固定构件作用是定位裁片在样板模具中的位置,防止服装裁片在缝纫的过程中偏离设定的位置;辅助构件是为了确保面料和里料的翻吐设计,达到里外均匀的工艺要求或其他工艺要求而增设的夹板等。

1.1.1 模板主构件

硬质透明塑料PVC 胶板是目前模板主构件制作所普遍采用的材料,规格按其厚度分为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.5 mm 等,模板主构件常采用规格1.0、1.5、2.0 mm 的PVC胶板。

通常由2层PVC 胶板组装而成的样板模具采用的是规格1.5 mm 的PVC胶板;由3层及以上组装而成的模板采用的是规格1.0 mm 的PVC 胶板;2.0 mm 的PVC胶板是用于制作冬季厚重羽绒服和棉服大衣类的服装样板模具,并需要在全自动模板机上使用。

1.1.2 模板固定构件

构成模板固定构件的元素有很多。从成本角度考虑,目前服装企业多选用2.5 cm 和3.0 cm 宽度的布基胶、透明胶带、牛皮胶作为固定模板的消耗材料,用来粘合模板主构件和辅助构件。

1.1.3 裁片固定构件

裁片固定构件通常选用砂纸条、海绵条、马尾衬、挡板胶等材料来构建(图1)。砂纸条需要贴在样板模具开槽两侧,对于有位于中间层辅助构件的模具,辅助构件两面槽位均需要贴上砂纸条,作用是增加裁片与模具间的摩擦力,加强模具的固定。海绵条贴在裁片设定标记线的外沿,防止裁片的偏离;选用马尾衬是为了锁住缝纫线以固定裁片,通常用于轻薄类的裁片。

图1 裁片固定构件

1.1.4 辅助构件

辅助构件的制作通常采用较薄的PVC胶板、海绵条、砂纸条等。辅助构件类型一般分为插板、压板、嵌条芯板等(图2),为了减小模板整体厚度,便于操作,通常选用0.5 mm、1.0 mm 的薄板。海绵条贴在辅助构件上,根据成品要求增加吃势量或达到里外均匀工艺要求等目的。砂纸条是为了增加摩擦力,加固裁片稳定性[3]。

图2 辅助构件

1.2 服装样板模具的分类

服装样板模具类型多种多样,已经广泛地应用到许多类别的服装生产制作中(表1)。

1.3 服装样板模具的应用环境

样板模具技术的价值体现依托于服装生产制作过程中智能化模板缝纫设备的应用。

全自动模板缝纫机是由单个或多个可以沿着X轴、Y 轴方向运动的机头和其余辅助部件构成的,运用伺服驱动系统,进行多轴联动[4]。全自动模板缝纫机的智能化体现在能够自动开合气动框固定模板、自动识别模板定位点、自动矫正起点偏离、一键即可完成缝制、自动断线、自动加油等自主进行的功能。

表1 服装样板模具分类

“一机多模”、“一人多机”是全自动模板机突出的特点,它的投入使用极大程度地提高了生产效率,实现了产品同质化,而且制作过程完全不需要考虑操作者的工艺能力,有效地解决了服装企业所面临的用工短缺、招熟练工难、工人培训成本高等问题。全自动模板缝纫机是智能制造时代背景下,服装制造业努力向前发展的标志,样板模具的智能化使用需要依靠智能设备的输出,两者相辅相成,合为一体,为服装行业智能制造创造价值。

2 男衬衫衣领模具的设计

2.1 男衬衫衣领传统缝制工艺的局限

在服装加工制作的过程中,衣领的缝制是关键节点,是整个流程的重要工序,衣领的外在美观感和内在舒适感与衣领的裁片和制作过程紧密相关。男衬衫衣领(图3)的传统式缝制步骤多而复杂,先是划线工人根据净样板画好领子的缝位线,再传递给车缝工人,由其沿着线迹进行缝制。车缝时还需要注意吃势问题,避免领子缝制完成后出现外紧内松的外翻现象,还有翻领子时出现的领角不尖或不圆滑不美观的状况。通过衣领样板模具的辅助缝制,就可阻止上述现象的发生,而且只需摆放裁片、车缝2道工序,相比传统缝制方法节约40多s的时间。总的来说衣领传统缝制工艺的局限如下:划线准备繁琐,剪缝位误差大,翻领技术严苛,熨烫要求严格,过分依赖缝制工人的操作技术。

2.2 男衬衫衣领工艺模板设计

以规格为94A6的男式衬衫(N=41cm)为设计依据,应用BOKE工艺模板设计软件进行衬衫翻领和坐领的设计(图4、图5),模板开槽宽为0.3 cm(根据针板上进针孔的直径大小)。在设计时应注意:由于模板有一定的厚度,会使翻领领角在缝制后产生变形、变大,所以需预先将翻领领长增加0.6 cm,翻领角的角度改小(图6)。具体操作如下:首先在两边分别取0.6 cm的点,再将两边向外平行0.05 cm 延长交于一点,然后将该点与原线上两点连接,最后将折线修圆顺即可。翻领模板为3层,而坐领模板为4层,2片领芯,领面与领底完全一样。

图3 衬衫衣领构成[5]

图4 男衬衫翻领模板设计

图5 男衬衫坐领模板设计

2.3 衣领样板模具的制作与应用

2.3.1 翻领和坐领样板模具切割

将PLT 格式的文件(图7)在激光模板切割机的软件中打开,将领芯和领面领底分别传输到激光切割机的操作系统中。将用于制作领芯0.5 mm 的环保型PVC胶板和用于制作领面与领底的1.5 mm 环保型PVC胶板,分别放置到操作台上[6],根据电脑屏幕的设置开始工作。激光切割会产生刺激性的有毒气体,开启设备的抽风系统,将该气体抽取排出。

图6 翻领领角改小

图7 衣领切割软件界面

2.3.2 翻领和坐领样板模具的组装

(1)翻领的组合过程

A.用布基胶将中间层翻领领芯固定在翻领领底下边缘向上1 cm 的标记线上。将以海绵垫为材料切割好的翻领领芯垫沿着中间层3边贴好,粘贴前先将领芯垫从中间剪切开,从两边向中间粘贴。因海绵材料有受力易发生变形的特质,若发现粘到中间海绵垫变长切开即可。

B.用砂纸条沿开槽边缘贴好,增加摩擦,防止裁片滑动。根据领面宽松领底紧的原则,在与领面相邻的领芯领角和领身粘贴绿色海绵条(图8)且要均匀分配粘贴。这样,翻领的样板模具就组合完成。

(2)坐领的组合过程

坐领模板有4层,领面、领底及2层领芯。

A.先将两层领芯用透明胶带连接起来,再将领芯用布基胶固定在领底上,最后将带有领芯的领底与领面结合,样板固定就完成了。

B.接下来开槽的边缘粘贴上砂纸条,然后将领芯上翻领和坐领净样轮廓线分别用2 mm 和1 mm 海绵条沿边缘严格粘贴好,由于翻领稍长于坐领,缝纫时要将多的量吃进去,所以要在领芯的开槽边固定2 mm海绵条。这样,坐领样板模具就组合完成(图9)。

值得注意的是,在组合模板时一定要注意粘贴海绵条要严格沿边缘或标记线粘贴,否则会影响成品精确度。

图8 样板模具的组合

图9 制作完成的翻领和坐领样板模具

2.3.3 翻领和坐领样板模具的复核

衣领样板模具制作完成后进行试缝操作,检验模具缝制效果,再进行优化调整。

(1)将裁剪好的纸样用于裁片制作和缝纫时划线,裁片粘合好布衬后进入机缝阶段(图10)。

图10 粘合好布衬的裁片

(2)复核结果与修板。在翻领和坐领结合时出现了成品翻领过分大于坐领模板上位于领芯的翻领对位线。分别测量坐领和翻领长,结果显示,坐领模板尺寸偏小,需要进行调整。在原件的基础上,将坐领长度增加0.6 cm,并重新制作模板(图11)。

(3)成品制作。缝制前先将裁片在模板上摆放固定好(图12),再将针板孔卡在开槽内进行机缝,制作好的衬衣衣领如图13所示。

图11 修改后的坐领模板

图12 裁片的摆放

图13 衣领成品

(4)分析评价。通过对男衬衫衣领生产缝制的工序时间分析,可以总结出衣领模具及全自动智能模板缝纫机在流水线上的应用,很明显的优势是制作时间的节省和成品效果的提升。从表2可知,工序2可完全由全自动智能模板缝纫机操作,不仅缝制时长缩短,可一次性完成8件,且翻领领尖的美观程度可以保证,缩短了产品完成后检验质量和瑕疵品返修周转的时间。工序16、17也可做相同涉及。工序8、10、14等涉及需人工划样的工作被简化或取消,为企业节约人工成本。由此可见,企业衬衫流水线模板技术的使用,通过人员的合理调配、流水线生产的重新优化,对生产线上工艺操作的标准化、标准工时构建的优化、企业管理的标准化有着积极的促进作用。

表2 男衬衫衣领生产缝制工序安排及模具应用前后生产时间分析

3 结语

服装面料具有的柔软特性使其在缝纫加工时不易被固定,给操作增加难度。而样板模具的应用使这一问题迎刃而解。它作为一种将面料固定使其刚化稳定的夹具,不仅有效地保证了产品质量,还极大程度地提高了生产效率,同时,可以缩减流水线人员,降低人工成本。

服装模板技术发展的核心问题是专业高级技术人才的稀缺,模板的制作、智能设备的操作应用以及设备的检测维修都对操作人员有着很高的专业技术要求。因此要重视对专业化高级技术人员的培养,不断增强各部门之间的联系和智能化的意识,从根本上促进模板技术的应用发展。合理化地利用模板技术,极大地发挥其优势,为企业创造效益。