Cięcie laserowe materiałów miękkich: filc, tkaniny i skóra

Nóż i wykrojnik dociskają materiał, żeby go przeciąć. Laser go nie dotyka. Miękka tkanina nie ucieka spod ostrza, filc nie rozwarstwia się przy krawędzi, a cienka skóra nie rozciąga się w łuk. Przy materiałach syntetycznych dochodzi druga rzecz: wiązka w tym samym ruchu tnie i zgrzewa brzeg, więc nie trzeba go potem obrębiać ani zabezpieczać.

Dlaczego laser radzi sobie tam, gdzie nóż się ślizga

Przy cięciu mechanicznym problemem nie jest samo ostrze, tylko nacisk. Materiał miękki trzeba unieruchomić, a każde dociśnięcie zostawia ślad: filc się zgniata, dzianina przesuwa, cienka skóra ciągnie. Im drobniejszy wzór, tym bardziej to widać, bo błąd kumuluje się na każdym kolejnym elemencie.

Wiązka lasera nie ma masy. Materiał leży swobodnie, a jedyne, co go dotyka, to punkt o średnicy około 120 µm. Stąd bierze się tolerancja rzędu 0,1 mm i krawędź, która nie wymaga gratowania ani docinania.

Druga sprawa to sam brzeg. Nasze lasery pracują w podczerwieni na fali 10,6 µm, którą materiały organiczne i tworzywa pochłaniają bardzo dobrze. Na syntetyku włókna przy krawędzi topią się i zastygają razem. To jest ta „zgrzana krawędź”, o którą pytają klienci: tkanina po laserze nie ma z czego się pruć, bo nie ma już luźnych nitek.

Trzy materiały, które schodzą u nas najczęściej, i to, czego można się po nich spodziewać:

Cięcie laserowe filcu

Filc jest wdzięczny, bo w większości przypadków to poliester, czyli materiał w pełni syntetyczny. Krawędź wychodzi twarda i gładka, bez kożucha, który zostaje po nożu. Nie trzeba jej niczym wykańczać.

Najwięcej robimy w trzech rzeczach: organizery i wkłady, przegrody oraz panele akustyczne. Wszystkie trzy mają wspólną cechę, która jest dla lasera łatwa, a dla wykrojnika kosztowna: dużo powtarzalnych otworów albo długi, kręty kontur.

• Perforacja. Setki otworów to dla lasera jedna ścieżka w pliku. Wykrojnik na każdy wzór trzeba wykonać osobno.
• Powtarzalność w serii. Dwusetny element jest taki sam jak pierwszy, bo nic się nie tępi ani nie rozkalibrowuje.
• Zmiana wzoru bez kosztu. Poprawka w projekcie to nowy plik, nie nowe narzędzie.

Filc wchodzi też do zleceń przemysłowych jako materiał techniczny, o czym niżej.

Cięcie laserowe tkanin

Tkaniny dekoracyjne tniemy przede wszystkim pod wystrój wnętrz i elementy scenografii. Efekt, po który przychodzą klienci, to ażur: wzór wycięty w materiale, który przy nożu rozpadłby się na nitki.

Największe zlecenie tego typu w naszej pracowni to ubranko dla Zamku Sułkowskich w Bielsku-Białej: 800 metrów bieżących materiału, wycięte z projektu przygotowanego przez grafika klienta. Warto z niego wyciągnąć dwie rzeczy, bo dotyczą każdego dużego zlecenia na tkaninie.

Ograniczeniem bywa szerokość, nie długość. Bela miała metr pięćdziesiąt, dokładnie tyle, co szerokość stołu, a wzór szedł przez całą ścianę. Trzeba go było rozłożyć na pasy tej szerokości i tak zaplanować, żeby po zawieszeniu obok siebie rysunek się zgrał.

W długości szwu nie ma. Powstało dziesięć elementów, każdy po piętnaście metrów w jednym kawałku, bo materiał przesuwa się przez maszynę w trakcie cięcia. Przy takim wzorze to nie jest szczegół: każde łączenie byłoby widoczne z ulicy.

Cięcie laserowe skóry

Tniemy skórę naturalną i syntetyczną. Idą z tego wzory ażurowe, elementy galanterii i detale do wnętrz, czyli wszystko, gdzie liczy się czysty kontur bez postrzępienia.

Jedna różnica jest warta zapowiedzenia, bo zaskakuje przy pierwszym zleceniu. Skóra naturalna to materiał organiczny i zachowuje się przy cięciu podobnie do drewna: krawędź wychodzi ciemniejsza od powierzchni. Na większości projektów czyta się to jako wykończenie, ale jeśli w Twoim ma być inaczej, powiedz o tym od razu, bo to zmienia dobór parametrów.

Skóra syntetyczna zachowuje się jak każdy inny syntetyk: brzeg się zgrzewa i zostaje jasny.

Filc techniczny i laminaty

Poza dekoracją miękkie materiały wchodzą do zleceń przemysłowych. W usługach dla przemysłu filc i laminaty stoją obok blach i tworzyw technicznych: cięcie konturowe z tolerancją 0,1 mm i krawędzią gotową bez dalszej obróbki.

Typowe zastosowania to uszczelki, przekładki, wkłady do skrzyń narzędziowych i elementy wygłuszające. Jeżeli pracujesz z tkaniną techniczną albo siatką, napisz, z czym dokładnie, bo tu skład decyduje o wszystkim.

Co powiedzieć o materiale przed wyceną

Przy miękkich materiałach nazwa handlowa mówi mało. „Filc” bywa poliestrowy, wełniany albo mieszany, a każdy z nich reaguje inaczej. Trzy rzeczy skracają wycenę najbardziej:

1. Skład. Syntetyk, materiał naturalny czy mieszanka. Jeżeli materiał jest powlekany albo laminowany, napisz czym, bo powłoka bywa ważniejsza od podłoża.
2. Grubość i szerokość beli. Szerokość decyduje o tym, jak rozłożymy wzór, i czasem o tym, czy w ogóle da się uniknąć łączeń.
3. Nakład. Przy jednej sztuce liczy się czas przygotowania, przy serii układ elementów na materiale.

Do tego plik wektorowy z zamkniętymi konturami. Jeżeli masz tylko pomysł albo zdjęcie, też napisz, powiemy czy da się z tego zrobić projekt.

Najczęstsze pytania

Czy krawędź po laserze się strzępi?

Na materiałach syntetycznych nie, bo włókna przy brzegu topią się i zastygają razem. Na materiałach naturalnych krawędź jest czysta, ale nie zgrzana, więc przy dużym obciążeniu mechanicznym warto ją zabezpieczyć.

Jak długi element da się wyciąć w jednym kawałku?

Długość nie jest ograniczona wymiarem stołu, bo materiał może przesuwać się w trakcie cięcia. Najdłuższe elementy, jakie u nas powstały, miały piętnaście metrów bez szwu. Ograniczeniem jest szerokość: pole robocze największej maszyny to 2510 × 1680 mm.

Jaka jest dokładność?

Tolerancja rzędu 0,1 mm przy plamce lasera około 120 µm. W praktyce przy miękkich materiałach więcej zależy od tego, jak materiał leży, niż od samej maszyny.

Czy laser przypala materiał?

Przy dobrze dobranej mocy i prędkości nie zostawia osadu na powierzchni. Krawędź materiałów organicznych, w tym skóry naturalnej, wychodzi ciemniejsza i to jest normalne. Przed serią robimy próby, żeby dobrać parametry pod konkretną partię materiału.