激光雕刻技術在服裝中的運用

馮繹冉，苑國祥

（東華大學，上海 201620）

1 激光雕刻技術在服裝中的運用

1.1 激光雕刻技術的簡介與運用現狀

激光雕刻技術是一種現代化的工業加工方法，主要操作設備是激光器與控制主機，激光的發展可大致分為“受激輻射”概念的提出、激光器的研發、激光技術的廣泛運用三個階段。激光雕刻技術最早起源于愛因斯坦（Albert Einstein）1916 年提出的“受激輻射”概念，經過幾十年的研究，1960 年7 月美國物理學家家梅曼（Maiman,Theodore Harold）發明了世界上第一臺紅寶石激光機。1961 年，中國也研發出國內第一臺激光機。激光的英文“Laser”是Light Amplification By Stimulated Emission of Radiation首字母的縮寫，也曾被譯為中文“萊塞”，在1964 年才被錢學森更改翻譯為“激光”，由此“激光”這個名稱得到廣泛認可并沿用至今[1]。

隨著社會的進步與科技的發展，計算機智能化生產已成為許多行業現代化轉型的方向。目前，機械、五金、軍事、醫療、設計等行業逐漸把激光技術運用在產業中去，激光燒花、激光手術、激光打孔打標等技術已經日漸成熟，學術方面的研究成果多達幾千項，越來越多的學者投身于激光理論和實踐的研究中。由于各個行業的生產需求不同，激光設備的種類也不斷增多，例如激光繡花機、激光染料及以及光纖激光器等。由此可見，無論從科研人員的投入還是設備種類的增多都可以看出激光工藝技術已經是一項不可替代的加工技術。在服裝制造生產方面，快捷、便利、無污染已成為行業關注重點，也是服裝企業現代化轉型的絕佳方向，在此背景下，激光雕刻技術逐漸受到市場青睞。作為一種方便快捷的材料加工技術，激光雕刻技術最初僅被使用于工業生產作業中，其原理是利用高功率密度的聚焦激光光束擊打在作業材料表面，使其產生氣化或其他物理變化從而改變作業材料形態[2]。近幾年來，激光雕刻技術在紡織服裝面料上的應用范圍也隨之擴大，對服裝面料的多種處理方式豐富了服裝與其圖案的多樣性，受到了設計師們的青睞并被廣泛運用。

1.2 激光雕刻技術在服裝中的運用方式

因消費者審美具有多樣性和多變性的特點，面料成為現代設計師們的設計重點之一，也成為影響服裝設計的重要因素之一。激光雕刻技術憑借其制作精準快捷的特點，受到現代設計師的關注與使用，各大品牌使用激光雕刻技術創作出的系列服裝不斷登上舞臺，激光雕刻技術逐漸在現代時尚中成為主流設計方式。激光雕刻技術在服裝上的運用主要有激光切割、激光去色及激光鏤空三種方式。

1.2.1 激光切割技術在服裝設計上的運用

在大幅面料的使用上，相對比傳統切割技術，激光切割技術更為精確便捷，且耗費人工及資源較少；在服裝局部上使用可制作出邊緣清晰的圖案。激光切割技術憑借以上優勢，被知名設計師廣泛使用于服裝創作中，如圖1，讓·保羅·高緹耶(Jean Paul Gaultier)在2015 年的春夏高定系列中，設計師使用激光切割工藝將裙裝切割成條狀流蘇，在穿著時隨模特的步伐飄動，營造出獨特的優雅與性感。

1.2.2 激光去色技術在服裝設計上的運用

激光去色技術是常見的面料處理技術，根據所用面料的性質，使用合適能量的激光光束按照設計的圖案灼燒面料的表層，使其發生汽化以達到想要的設計效果。目前，牛仔面料是激光雕花技術的主要運用面料，除了激光雕花技術效果較好，被激光雕花后的牛仔材料無需再經過傳統的水洗工序，可以高效的作出破舊等效果。颯拉(ZARA)曾推出過一款使用激光去色技術設計的雕花牛仔褲，此款牛仔褲使用激光去色技術制作了精細的民族風幾何紋樣，把現代技術與傳統藝術通過設計結合在一起，并取得了理想的藝術效果（圖2）。

1.2.3 激光鏤空技術在服裝設計上的運用

激光鏤空技術可在適用面料上制作出精致繁復的圖案，使其呈現邊緣光滑的鏤空效果，與傳統鏤空方式相比使用激光鏤空作業速度更快并且圖案更加精準，被時尚界廣泛運用在服裝設計中。2019 年海德·艾克曼(Haider Ackermann)在其春夏男裝系列中便多次運用激光鏤空技術，使其在服裝衣擺、衣身與肩部整齊排列，使原本普通的服裝呈現獨特的藝術效果，如圖3。

2 影響激光雕刻技術作業的因素

激光雕花技術能高效靈活地在服裝面料上塑造再造效果，但是圖案效果的好壞會受到多種因素的制約與影響。

2.1 紡織面料的材質

因各類紡織面料本身特性的不同，經激光雕刻技術作業后的效果也有較大區別，應根據所需設計效果選擇合適的紡織面料進行制作。合成纖維類面料較為適合使用激光雕刻技術制作鏤空紋樣，合成纖維面料被激光束切割時邊緣的纖維會因高溫熔化，產生膠化效果，不會出現脫絲與毛邊現象。天然纖維被激光束切割時邊緣遇熱化為灰燼，易產生邊緣脫散現象，所以不適合使用激光雕刻技術制作鏤空效果。羊毛、PU 類皮革、植絨類或起絨類面料、復合類太空棉等面料因為構造多層，經過激光束去除表面組織后可露出下層組織形成圖案，十分適合進行激光雕花作業，若表層與底層色彩或材質對比大的面料更能表現出刻花的紋樣效果。激光去色印花適用于純棉面料，因棉纖維的色牢度相對于其他纖維弱，經過不同激光束的燒灼能夠產生不同灰度的色衰，產生層次感豐富的圖案。

2.2 紡織面料的厚度及克重

除面料材質外，厚度與克重也是進行激光雕刻作業時不可忽略的重要因素。面料厚度越大、激光束能量越大并且雕刻速度越慢，那么激光束所雕刻的深度就越大。但在使用高能量低雕刻速度對厚面料進行雕刻時容易出現雕刻深度不均勻現象。在低能量高速度對較薄面料進行作業時，容易因部分面料過度熔融膠化從而產生起皺現象。因此，在對不同材質與厚度的面料進行激光雕刻作業時，激光束的參數需進行多次試驗調整，以保證作業的最佳效果[4]。

3 激光雕刻技術在不同面料上的試驗

激光雕刻技術既可在以羊毛、蠶絲、棉麻為主的天然纖維織物表面進行刻蝕處理而獲得圖案，也可在化纖紡織面料和皮革等材料的任何位置雕刻出不同的圖案或鏤空的花型。通過激光雕刻技術制作的圖案切口平滑，無面料脫絲現象，更不會改變面料材質特點。與使用傳統印染工藝制作的圖案相比，激光雕刻技術方便、快捷，無浪費與環境污染，適合服裝產品設計開發的時尚潮流。

本研究選取了幾種不同的紡織材料進行試驗，實驗采用二氧化碳激光器，以美觀與適用為前提對比不同激光強度對紡織面料表面的作業效果。

3.1 激光雕刻實驗步驟及參數設置

此次激光雕刻實驗步驟為1.制作實驗圖案。2.調整工作臺與激光束位置。3.設置實驗參數開始試驗]分析實驗結果。

二氧化碳激光(CO2Laser)是通過二氧化碳混合氣體所產生，不可見的激光經由透鏡聚焦后產生巨大的能量，能將材料的表面汽化，依靠調節速度和激光的強度，CO2激光可以較廣泛范圍的材料上雕刻或切割，激光機主要涉及到以下幾個參數[5]:

（1）每英寸點數DPI，代表激光每掃過一英寸所發射的次數，這個設定決定了點陣雕刻圖像的雕刻品質。DPI 越高，激光燒花越精細，速度越慢。DPI 越低，精細越差，速度越快。

（2）輸出能量Power 為實際輸出的能量與最大能量的百分比（0～100%），因本實驗中的能量為變量，所以不在表1 中標注。

（3）速度Velocity 是激光噴頭移動的速度與最大速度的百分比（0～100%），其數值越高燒花的速度越快。

（4）跳轉延時與激光延時。

表1 為此次實驗所用機器參數：

表1 試驗所用機器參數

3.2 激光實驗材料及結果

根據研究需要，本實驗選取了以下幾種面料進行實驗與分析：由以上試驗結果可看出，克重較大的純棉面料經激光雕刻后呈現的圖案較為清晰，在被大強度的激光改造后產生鏤空效果時面料邊緣較為平滑，極少出現脫絲現象，適合進行激光鏤空、切割處理。克重偏小的純棉面料與滌綸面料在較小能量激光的改造下面料形態發生起皺變化，但圖案較為模糊，未能達到理想效果；在較大能量激光改造下雖然鏤空效果較好，圖案明顯，但面料脆弱易碎無法作為服裝面料使用，如要使用此種材料進行激光雕刻并運用到服裝中去，需要選取合適的激光參數，才能使美觀性和實用性并存。成分為人造絲即纖維素面料在此次試驗中效果較好，經過低能量和高能量激光改造后都能得到理想效果，適合在此次研究中的設計中使用。

4 總結

激光雕刻技術作為一種新型智能加工技術已被運用在工業生產之中，其中激光切割技術、激光鏤空技術以及激光雕花技術被服裝設計師靈活運用在系列服裝的設計與制作中并達到了理想效果。激光雕刻技術在紡織服裝中的作業效果根據面料材質、厚度及克重密切相關。本研究由實驗可得出克重較大的純棉面料經過能量較大激光束實驗后去色效果較好；克重較小純棉面料經能量較大激光束實驗后出現鏤空效果；克重較小滌綸面料經較大強度激光束實驗后出現嚴重鏤空及脫絲。在今后的設計中，可根據以上實驗結果選擇合適的面料與激光能量從而達到預期效果。