基于智能制造的男襯衫衣領模具設計研究

左 俊,余 天,于 玲,青 軍

(1.四川師范大學 服裝與設計藝術學院,四川 成都610101;2.際華三五三六實業有限公司,四川 綿陽621000)

目前中國制造業已經進入了以智能制造為核心主導的“工業4.0”時代[1],近年來服裝制造業搭上生產智能化這趟“列車”,正在積極主動地改變服裝傳統式的制造,以良好的勢頭向智能制造轉型。國家也為服裝行業注入“強心劑”,出臺相關發展政策,鼓勵服裝企業攜手智能化、數字化、信息化和自動化技術共同發展,助力企業的穩步前行。在服裝智能化生產的概念里,服裝樣板模具技術的應用研究在其中占據著不可動搖的地位,它的應用研究是實現生產線上標準化管理的突破口,是企業智能化生產和發展的重要標志。

生產線上的工作是企業運行的基礎,在服裝智能化生產中,服裝樣板模具技術是關鍵。在生產線上很多縫制工藝對工人的操作技術要求和依賴性很強,每位縫制工人操作的熟練程度和精準程度基本決定了服裝的生產效率和質量,這就難以實現生產線上的標準化管理。所以優化升級生產線上的制作工序,開發應用科學合理的樣板模具以加強作業的標準化實行,是企業智能發展的基礎性要求。

1 關于服裝樣板模具

服裝樣板模具作為一種剛性板材,在操作過程中固定柔軟的服裝裁片、輔助縫制過程、簡化操作工序、降低對操作人員的縫制要求[2],是一種專業的工藝模具。

1.1 服裝樣板模具的四大結構

服裝樣板模具是一種以服裝生產線上的工藝工序要求為依據,固定裁片輔助縫制的專業工藝模具。服裝樣板模具的主體由4部分構成,即模板主構件、模板固定構件、裁片固定構件和輔助構件。其中,模板主構件是用于夾緊主要裁片并防止衣片在傳遞過程中松散掉落;模板固定構件作用是連接各層膠板、固定夾板;裁片固定構件作用是定位裁片在樣板模具中的位置,防止服裝裁片在縫紉的過程中偏離設定的位置;輔助構件是為了確保面料和里料的翻吐設計,達到里外均勻的工藝要求或其他工藝要求而增設的夾板等。

1.1.1 模板主構件

硬質透明塑料PVC 膠板是目前模板主構件制作所普遍采用的材料,規格按其厚度分為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.5 mm 等,模板主構件常采用規格1.0、1.5、2.0 mm 的PVC膠板。

通常由2層PVC 膠板組裝而成的樣板模具采用的是規格1.5 mm 的PVC膠板;由3層及以上組裝而成的模板采用的是規格1.0 mm 的PVC 膠板;2.0 mm 的PVC膠板是用于制作冬季厚重羽絨服和棉服大衣類的服裝樣板模具,并需要在全自動模板機上使用。

1.1.2 模板固定構件

構成模板固定構件的元素有很多。從成本角度考慮,目前服裝企業多選用2.5 cm 和3.0 cm 寬度的布基膠、透明膠帶、牛皮膠作為固定模板的消耗材料,用來粘合模板主構件和輔助構件。

1.1.3 裁片固定構件

裁片固定構件通常選用砂紙條、海綿條、馬尾襯、擋板膠等材料來構建(圖1)。砂紙條需要貼在樣板模具開槽兩側,對于有位于中間層輔助構件的模具,輔助構件兩面槽位均需要貼上砂紙條,作用是增加裁片與模具間的摩擦力,加強模具的固定。海綿條貼在裁片設定標記線的外沿,防止裁片的偏離;選用馬尾襯是為了鎖住縫紉線以固定裁片,通常用于輕薄類的裁片。

圖1 裁片固定構件

1.1.4 輔助構件

輔助構件的制作通常采用較薄的PVC膠板、海綿條、砂紙條等。輔助構件類型一般分為插板、壓板、嵌條芯板等(圖2),為了減小模板整體厚度,便于操作,通常選用0.5 mm、1.0 mm 的薄板。海綿條貼在輔助構件上,根據成品要求增加吃勢量或達到里外均勻工藝要求等目的。砂紙條是為了增加摩擦力,加固裁片穩定性[3]。

圖2 輔助構件

1.2 服裝樣板模具的分類

服裝樣板模具類型多種多樣,已經廣泛地應用到許多類別的服裝生產制作中(表1)。

1.3 服裝樣板模具的應用環境

樣板模具技術的價值體現依托于服裝生產制作過程中智能化模板縫紉設備的應用。

全自動模板縫紉機是由單個或多個可以沿著X軸、Y 軸方向運動的機頭和其余輔助部件構成的,運用伺服驅動系統,進行多軸聯動[4]。全自動模板縫紉機的智能化體現在能夠自動開合氣動框固定模板、自動識別模板定位點、自動矯正起點偏離、一鍵即可完成縫制、自動斷線、自動加油等自主進行的功能。

表1 服裝樣板模具分類

“一機多模”、“一人多機”是全自動模板機突出的特點,它的投入使用極大程度地提高了生產效率,實現了產品同質化,而且制作過程完全不需要考慮操作者的工藝能力,有效地解決了服裝企業所面臨的用工短缺、招熟練工難、工人培訓成本高等問題。全自動模板縫紉機是智能制造時代背景下,服裝制造業努力向前發展的標志,樣板模具的智能化使用需要依靠智能設備的輸出,兩者相輔相成,合為一體,為服裝行業智能制造創造價值。

2 男襯衫衣領模具的設計

2.1 男襯衫衣領傳統縫制工藝的局限

在服裝加工制作的過程中,衣領的縫制是關鍵節點,是整個流程的重要工序,衣領的外在美觀感和內在舒適感與衣領的裁片和制作過程緊密相關。男襯衫衣領(圖3)的傳統式縫制步驟多而復雜,先是劃線工人根據凈樣板畫好領子的縫位線,再傳遞給車縫工人,由其沿著線跡進行縫制。車縫時還需要注意吃勢問題,避免領子縫制完成后出現外緊內松的外翻現象,還有翻領子時出現的領角不尖或不圓滑不美觀的狀況。通過衣領樣板模具的輔助縫制,就可阻止上述現象的發生,而且只需擺放裁片、車縫2道工序,相比傳統縫制方法節約40多s的時間。總的來說衣領傳統縫制工藝的局限如下:劃線準備繁瑣,剪縫位誤差大,翻領技術嚴苛,熨燙要求嚴格,過分依賴縫制工人的操作技術。

2.2 男襯衫衣領工藝模板設計

以規格為94A6的男式襯衫(N=41cm)為設計依據,應用BOKE工藝模板設計軟件進行襯衫翻領和坐領的設計(圖4、圖5),模板開槽寬為0.3 cm(根據針板上進針孔的直徑大小)。在設計時應注意:由于模板有一定的厚度,會使翻領領角在縫制后產生變形、變大,所以需預先將翻領領長增加0.6 cm,翻領角的角度改小(圖6)。具體操作如下:首先在兩邊分別取0.6 cm的點,再將兩邊向外平行0.05 cm 延長交于一點,然后將該點與原線上兩點連接,最后將折線修圓順即可。翻領模板為3層,而坐領模板為4層,2片領芯,領面與領底完全一樣。

圖3 襯衫衣領構成[5]

圖4 男襯衫翻領模板設計

圖5 男襯衫坐領模板設計

2.3 衣領樣板模具的制作與應用

2.3.1 翻領和坐領樣板模具切割

將PLT 格式的文件(圖7)在激光模板切割機的軟件中打開,將領芯和領面領底分別傳輸到激光切割機的操作系統中。將用于制作領芯0.5 mm 的環保型PVC膠板和用于制作領面與領底的1.5 mm 環保型PVC膠板,分別放置到操作臺上[6],根據電腦屏幕的設置開始工作。激光切割會產生刺激性的有毒氣體,開啟設備的抽風系統,將該氣體抽取排出。

圖6 翻領領角改小

圖7 衣領切割軟件界面

2.3.2 翻領和坐領樣板模具的組裝

(1)翻領的組合過程

A.用布基膠將中間層翻領領芯固定在翻領領底下邊緣向上1 cm 的標記線上。將以海綿墊為材料切割好的翻領領芯墊沿著中間層3邊貼好,粘貼前先將領芯墊從中間剪切開,從兩邊向中間粘貼。因海綿材料有受力易發生變形的特質,若發現粘到中間海綿墊變長切開即可。

B.用砂紙條沿開槽邊緣貼好,增加摩擦,防止裁片滑動。根據領面寬松領底緊的原則,在與領面相鄰的領芯領角和領身粘貼綠色海綿條(圖8)且要均勻分配粘貼。這樣,翻領的樣板模具就組合完成。

(2)坐領的組合過程

坐領模板有4層,領面、領底及2層領芯。

A.先將兩層領芯用透明膠帶連接起來,再將領芯用布基膠固定在領底上,最后將帶有領芯的領底與領面結合,樣板固定就完成了。

B.接下來開槽的邊緣粘貼上砂紙條,然后將領芯上翻領和坐領凈樣輪廓線分別用2 mm 和1 mm 海綿條沿邊緣嚴格粘貼好,由于翻領稍長于坐領,縫紉時要將多的量吃進去,所以要在領芯的開槽邊固定2 mm海綿條。這樣,坐領樣板模具就組合完成(圖9)。

值得注意的是,在組合模板時一定要注意粘貼海綿條要嚴格沿邊緣或標記線粘貼,否則會影響成品精確度。

圖8 樣板模具的組合

圖9 制作完成的翻領和坐領樣板模具

2.3.3 翻領和坐領樣板模具的復核

衣領樣板模具制作完成后進行試縫操作,檢驗模具縫制效果,再進行優化調整。

(1)將裁剪好的紙樣用于裁片制作和縫紉時劃線,裁片粘合好布襯后進入機縫階段(圖10)。

圖10 粘合好布襯的裁片

(2)復核結果與修板。在翻領和坐領結合時出現了成品翻領過分大于坐領模板上位于領芯的翻領對位線。分別測量坐領和翻領長,結果顯示,坐領模板尺寸偏小,需要進行調整。在原件的基礎上,將坐領長度增加0.6 cm,并重新制作模板(圖11)。

(3)成品制作。縫制前先將裁片在模板上擺放固定好(圖12),再將針板孔卡在開槽內進行機縫,制作好的襯衣衣領如圖13所示。

圖11 修改后的坐領模板

圖12 裁片的擺放

圖13 衣領成品

(4)分析評價。通過對男襯衫衣領生產縫制的工序時間分析,可以總結出衣領模具及全自動智能模板縫紉機在流水線上的應用,很明顯的優勢是制作時間的節省和成品效果的提升。從表2可知,工序2可完全由全自動智能模板縫紉機操作,不僅縫制時長縮短,可一次性完成8件,且翻領領尖的美觀程度可以保證,縮短了產品完成后檢驗質量和瑕疵品返修周轉的時間。工序16、17也可做相同涉及。工序8、10、14等涉及需人工劃樣的工作被簡化或取消,為企業節約人工成本。由此可見,企業襯衫流水線模板技術的使用,通過人員的合理調配、流水線生產的重新優化,對生產線上工藝操作的標準化、標準工時構建的優化、企業管理的標準化有著積極的促進作用。

表2 男襯衫衣領生產縫制工序安排及模具應用前后生產時間分析

3 結語

服裝面料具有的柔軟特性使其在縫紉加工時不易被固定,給操作增加難度。而樣板模具的應用使這一問題迎刃而解。它作為一種將面料固定使其剛化穩定的夾具,不僅有效地保證了產品質量,還極大程度地提高了生產效率,同時,可以縮減流水線人員,降低人工成本。

服裝模板技術發展的核心問題是專業高級技術人才的稀缺,模板的制作、智能設備的操作應用以及設備的檢測維修都對操作人員有著很高的專業技術要求。因此要重視對專業化高級技術人員的培養,不斷增強各部門之間的聯系和智能化的意識,從根本上促進模板技術的應用發展。合理化地利用模板技術,極大地發揮其優勢,為企業創造效益。