CN117415461A - 一种基于矢量图的墙布逐层刻蚀激光处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于矢量图的墙布逐层刻蚀激光处理方法，方法包括：制备多层复合墙布；印刷图案矢量图转化和分图层填充；基于转化前的图案灰度和主题背景关系确定激光器的工作参数，根据所述工作参数配置所述激光器对所述多层复合墙布进行逐层刻蚀处理。本发明可以实现精细、复杂、个性化的图案设计，提高墙布的美观度和整体感。不受到技术人员的限制。将多层复合墙布的制作/刻蚀设备的架设/刻蚀图像的处理相结合。通过不同工艺参数的激光将复合布料剥离至不同程度，使得图案呈现色彩和立体感。

Description

一种基于矢量图的墙布逐层刻蚀激光处理方法
技术领域
本发明属于激光标刻技术领域，更具体地，涉及一种基于矢量图的墙布逐层刻蚀激光处理方法。
背景技术
使用传统的技术加工墙布，主要依赖于三种方法。
(1)使用刺绣工艺，用针线在布上绣出各种图案，通过多次缝纫，可以使得立体层次强，但同时非常耗时，手工费用和成本费用极高。
(2)使用提花工艺，用不同颜色的纱线编织出图案，实现提花工艺需要以下必备参数：织机、负责提花装置、提花机、上位机电脑程序。缺点是织机是必需要配合相应的提花装置。提花机需要保证生产质量和效率所需工作人员专业程度较高。
(3)是使用裱糊工艺，用墙纸、墙布等材料贴在墙面上，这种墙布具有图案多样的特点。对操作需要较高的技术水平和操作技能的前提下，裱糊工艺的设计、编程、调试、维修等都比普通织造复杂。需要较多的原料消耗，且裱糊工艺会产生大量的废纸、废胶等垃圾，对环境造成污染。
刺绣工艺的缺点和原因有以下几点：
设备投入和维护成本高：刺绣工艺需要专业的刺绣机或手工刺绣，这些设备或工具的购买和保养都需要较高的费用，而且刺绣机的寿命和性能也会随着使用时间和频率而降低。色彩变化和覆盖力不强：刺绣工艺在深色面料上印不出明亮的颜色，只适合颜色不多，简单的图案，过于复杂的图案印不出效果，而且刺绣的颜色也容易褪色或掉色。尺寸和形状受限：刺绣工艺受到底布或面料的尺寸和形状的限制，不能做出太大或太小，太复杂或太简单的作品，而且刺绣过程中也需要注意定位准确，不要出现错位或偏移。
对于提花工艺来说，设备投入和维护成本高：必须引进先进的提花机和自动化控制系统，提高设备的性能和寿命，降低故障率和维修费用，同时可以通过节能措施，降低耗电量和运行成本。原料消耗多：可以通过优化设计和改进工艺，减少经线和纬线的密度和数量，降低面料的重量和成本，同时可以通过利用废弃的纱线和布料，进行再生利用，减少浪费和污染。
裱糊工艺制造墙布的缺点有折皱，因为裱糊前要将纸张充分浸水或涂胶，使其吸水膨胀，裱糊时要用刮板或压辊将多余的胶水和空气赶出，裱糊后要及时用砂纸打磨平整。会露灰(露底)：裱糊前要将刀版制作的非常精确，裱糊时要注意定位准确，不要出现错位或偏移，裱糊后要用同色的腻子或油漆涂抹遮盖。表面不净：裱糊前要将基层清扫干净，不得有污垢、尘土等杂物，裱糊时要注意保持手套、工具、墙面等的清洁，不要沾染油污、灰尘等污物，裱糊后要及时用湿布或海绵擦拭表面。
发明内容
提供了本发明以解决现有技术中存在的上述问题。因此，需要一种基于矢量图的墙布逐层刻蚀激光处理方法，以克服如下技术问题：
(1)传统切割和缝合过程中的刀痕、破损、变形等质量问题，限制了墙布的完整性和平整度。
(2)传统印花和染色过程中的色差、褪色、渗色等质量问题，限制了墙布的色彩稳定性和鲜艳度。
(3)传统加工过程中的操作复杂度、人工依赖度、生产效率低下等问题，限制了墙布的生产效率和质量控制水平。
本申请提出一种基于矢量图的墙布逐层刻蚀激光处理方法，所述方法包括：
制备多层复合墙布；
印刷图案矢量图转化和分图层填充；
基于转化前的图案灰度和主题背景关系确定激光器的工作参数，根据所述工作参数配置所述激光器对所述多层复合墙布进行逐层刻蚀处理。
进一步地，所述制备多层复合墙布，具体包括：
清洁和处理纤维，所述纤维包括棉纤维和聚酯纤维；
纤维混合：将处理好的纤维按70％棉纤维和30％聚酯纤维比例混合得到混合纤维，所述棉纤维的长度为20-40mm，直径为15-25μm，所述聚酯纤维的长度为30-50mm,直径为20-30μm；
混合时间：将纤维放入混纺机中进行混合，持续混合15-20分钟。
染色：根据成品图样颜色要求选择染料和染色剂，对所述混合纤维进行染色处理，染色搅拌间隔3-5min，染色温度60-70℃；
纺纱：喂纱速度为150-200m/min，纺纱杯开度范围为30-40mm，纱线粗细根据印刷图案100-300dpi在Ne10-30之间选择，越高的dpi选择越细的纱线粗细；
织造；
复合层处理：复合层材料采用热敏性的聚烯烃树脂，复合层的厚度为20-30g/㎡。
进一步地，所述清洁和处理纤维，具体包括：
使用温水和中性洗涤剂进行洗涤，保持ph值为7.5-8.5，温度在30-40℃；
将洗净的纤维在50-60℃的温度下烘干。
进一步地，在染色完成后，使用热辊压对染色后的混合纤维进行防缩处理，辊压温度160-180℃，压力2.5-3Mpa,辊压速度为25-30mm/s。
进一步地，所述印刷图案的分层处理获得矢量图，具体包括：
将位图导入到AdobePhotoshop中，在选择指令中找到色彩范围，根据要加工的内容，选中相应灰度的图层，保存并导出；
将AdobePhotoshop制作完成的图片导入到AdobeIllustrator，在对象用栏里找到图像描摹功能并建立，在图像描摹选项卡中选择描摹模式为灰度，描摹方法为邻接，将图案转化为对应灰度的相邻色块并导出为dxf格式；
将创建的dxf格式图档导入到Autocad中，解散为独立的图案填充和样条曲线；
解散后使用快速选择命令，在对象类型中选择样条曲线，选择原有外框并删除，保留对应灰度的相邻色块；
先根据要分离的图层数量创建相应的矩形边框，然后使用快速选择命令选中整个，对象类型选择图案填充，运算符勾选大于，值列表里下拉到选择颜色然后根据要标刻的能量阶梯选择相应的笔号；
在原填充的轮廓上绘制边界，选中并输入填充图案边界命令确定；
将做完边界曲线的图案先解散，然后再运用快速选择命令选中图案填充，全部选择删除，只留图案边界；
将绘制的边界线转换为多段线，选中目标，使用pedit命令，选择1～2的转化精度，避免系统卡顿；
使用填充命令填充轮廓线框；将不同灰度图层线框的填充原点设定为重合：通过选择对象命令选择出要填充的区域；
以填充原点为参考，使用移动命令拼合不同图层的填充图案，使不同灰度图层的填充线互相结合，将处理好的矢量图导出为dxf或plt格式。
进一步地，使用填充命令填充轮廓线框时，填充类型为45°斜纹。
进一步地，所述根据所述工作参数配置所述激光器对所述多层复合墙布进行逐层刻蚀处理，具体包括：
将所述多层复合墙布整卷固定于卷布轴上；
将激光器设于操作台的一侧；
所述激光器发射的CO2连续激光，经过整形光路放大光束尺寸、再经过光束传输光路输入到振镜、再经过场镜后聚焦在操作台上的墙布表面；
根据确定的工作参数，控制激光束X、Y、Z轴的移动，完成墙布表面的褪色处理。
进一步地，在所述激光器发射CO2连续激光之前，锁定所述激光器的发射频率为100KHZ；输入电压±15VDC平均工作电流2A信号接口中模拟量设置为±5V峰值电流8A位置信号输入抗阻10KΩ±1％。
进一步地，所述激光器写入速度600cps，阶跃响应时间(全行程1％)210us，阶跃响应时间(全行程10％)控制在710us，使得跟踪误差≤138us。
进一步地，所述整形光路为扩束光路，所述扩束光路的放大倍率以最大且小于振镜入瞳直径为准，所述光束传输光路为传输距离1～10m的传输光路组成。
本发明至少具有以下有益效果：
(1)实现精细、复杂、个性化的图案设计，提高墙布的美观度和整体感。不受到技术人员的限制。将多层复合墙布的制作/刻蚀设备的架设/刻蚀图像的处理相结合。通过不同工艺参数的激光将复合布料剥离至不同程度，使得图案呈现色彩和立体感。
(2)可以减少墙布的切割和缝合过程，节省材料和人工成本，提高生产效率。
(3)可以避免传统切割和缝合过程中可能产生的刀痕、破损、变形等质量问题，保证墙布的完整性和平整度。
(4)可以改善墙布的表面性能，增加其图案耐磨、耐腐、疏水性、防污等功能，延长其使用寿命。
(5)激光逐层刻蚀加工是一种非接触式加工，不会对墙布造成机械挤压或机械应力，可以保持墙布的原有质感和色泽，不会影响其舒适度和美观度。
(6)激光逐层刻蚀加工可以根据电脑输出的图样进行高速雕刻和切割，可以实现任意形状和大小的图案，而且精度高、重复性好、效果一致，可以满足个性化和定制化的需求。
(7)激光逐层刻蚀加工可以减少或避免传统切割和缝合过程中的材料浪费、污染、损耗等问题，节约材料和能源，降低成本，同时也有利于环保。
(8)激光逐层刻蚀加工可以通过改变激光的功率、速度、频率等参数，对墙布进行不同程度的表面处理，增加其功能性和附加值，例如增强其防水、防污、防菌、防火等性能。
附图说明
在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。具有字母后缀或不同字母后缀的相同附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所发明的实施例进行说明。在适当的时候，在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。这样的实施例是例证性的，而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。
图1示出了根据本发明实施例的一种基于矢量图的墙布逐层刻蚀激光处理方法的流程图。
图2示出了根据本发明实施例的多层复合纤维墙布制备流程图。
图3示出了根据本发明实施例的图案分层填充处理流程图。
图4示出了根据本发明实施例的逐层刻蚀处理流程图。
图5示出了根据本发明实施例的基于矢量图的墙布逐层刻蚀激光处理方法处理得到的多层复合墙布的示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。下面结合附图和具体实施例对本发明的实施例作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。本文中所描述的各个步骤，如果彼此之间没有前后关系的必要性，则本文中作为示例对其进行描述的次序不应视为限制，本领域技术人员应知道可以对其进行顺序调整，只要不破坏其彼此之间的逻辑性导致整个流程无法实现即可。
本发明实施例提供一种基于矢量图的墙布逐层刻蚀激光处理方法，通过激光的热效应，使得多层纤维层全部或去除，根据墙布深浅需求控制激光的功率密度和照射时间。包括多层复合墙布的制备、激光刻蚀设备的架设、印刷图案的分层处理，如图1所述，具体步骤如下：
步骤S100：制备多层复合墙布。
本实施例中，如图2所示，多层复合纤维墙布制备步骤如下：
步骤S11：清洁和处理纤维：
清洁方法：使用温水和中性洗涤剂进行洗涤，保持ph值为7.5-8.5，温度在30-40摄氏度范围内。
烘干处理：将洗净的纤维在低温下烘干，保持温度在50-60摄氏度范围内。
步骤S102：纤维混合：
混合比例：将处理好的纤维按70％棉纤维和30％聚酯纤维比例混合，所取棉纤维的长度为20-40mm，直径为15-25μm，聚酯纤维的长度为30-50mm,直径为20-30μm。
混合时间：将纤维放入混纺机中进行混合，持续混合15-20分钟。
步骤S103：染色：
根据成品图样颜色要求选择染料和染色剂，对纤维进行染色处理。染色搅拌间隔3-5min，染色温度60-70℃。
使用热辊压对混合纤维进行防缩处理，辊压温度160-180℃，压力2.5-3Mpa,辊压速度为25-30mm/s。
步骤S104：纺纱：
纺纱机参数：本专利所述复合墙布纺纱所用喂纱速度为150-200m/min，纺纱杯开度范围为30-40mm,纱线粗细根据印刷图案100-300dpi在Ne10-30之间选择，较高的dpi选择较细的纱线粗细。
步骤S105：织造：
织造结构：根据需要选择适当的织造结构，如平纹、斜纹或提花等，以获得所需的织物外观和性能。
步骤S106：复合层处理：
复合层材料：复合层材料采用热敏性的聚烯烃树脂。
复合层涂覆厚度：复合层的厚度为20-30g/㎡。
步骤S200：印刷图案的分层处理获得矢量图。
本实施例中，如图3所示，图案分层填充处理步骤如下：
步骤S201：将位图导入到AdobePhotoshop中，在选择指令中找到色彩范围，根据要加工的内容，选中相应灰度的图层，保存并导出。
步骤S202：将AdobePhotoshop制作完成的图片导入到AdobeIllustrator，在对象用栏里找到图像描摹功能并建立。在图像描摹选项卡中选择描摹模式为灰度，描摹方法为邻接，将图案转化为对应灰度的相邻色块并导出为dxf格式。
步骤S203：将上一步创建的dxf格式图档导入到Autocad中，解散为独立的图案填充和样条曲线。
步骤S204：解散后使用Qselect(快速选择)命令，在对象类型中选择样条曲线,选择原有外框并删除，保留对应灰度的相邻色块。
步骤S205：按颜色分块:先根据要分离的图层数量创建相应的矩形边框，然后Qselect命令选中整个，对象类型选择图案填充，运算符勾选大于，值列表里下拉到选择颜色然后根据要标刻的能量阶梯选择相应的笔号。
步骤S206：在原填充的轮廓上绘制边界，选中并输入HATCHGENERATEBOUNDARY命令确定即可
步骤S207：将做完边界曲线的图案先借解散，然后再运用Qselect(快速选择)命令选中图案填充，全部选择删除，只留图案边界。
步骤S208：将绘制的边界线转换为多段线，选中目标，使用pedit命令，使欲填充的轮廓线框闭合，此处转化精度不宜过高，会增加填充运算负荷。
步骤S209：使用HATCH(填充)命令填充轮廓线框，填充类型为45°斜纹；将不同灰度图层线框的填充原点设定为重合：通过选择对象命令选择出要填充的区域。
步骤S210：以填充原点为参考，使用移动命令拼合不同图层的填充图案，从而避免出现线框处填充线条的断续现象。将处理好的矢量图导出为dxf或plt格式。
步骤S300：基于所述矢量图确定激光器的工作参数，根据所述工作参数配置所述激光器对所述多层复合墙布进行逐层刻蚀处理。
本实施例中，基于所述矢量图确定激光器的工作参数如表1所示。
表1.激光器工作参数
本实施例中，如图4所示，根据所述工作参数配置所述激光器对所述多层复合墙布进行逐层刻蚀处理的具体流程如下：
步骤S301：将墙布整卷固定于卷布轴上；
步骤S302：将激光器设于操作台的一侧；
步骤S303：锁定发射频率为100KHZ；输入电压±15VDC平均工作电流2A信号接口中模拟量设置为±5V峰值电流8A位置信号输入抗阻10KΩ±1％。
步骤S304：所述激光器发射的CO2连续激光，经过整形光路放大光束尺寸、再经过光束传输光路输入到振镜、再经过场镜后聚焦在操作台上的墙布表面；
步骤S305：在软硬件控制器的控制下，设置激光参数和加工参数，控制激光束X、Y、Z轴的移动，完成墙布表面的褪色处理。
其中，所述经过光束传输光路的激光经光隔离器后输入到振镜。工作温度0℃--45℃存储温度-10℃--60℃。
所激光输入孔径10mm振镜尺寸(长×宽×高)114×96.5×93.7mm振镜本身质量为1.95Kg。
所述激光器为低功率CO2OEM激光器。
所述激光器写入速度600cps，阶跃响应时间(全行程1％)210us，阶跃响应时间(全行程10％)控制在710us，使得跟踪误差≤138us。
所述整形光路为放大倍率为1-8倍的扩束光路，所述光束传输光路为传输距离1～10m的传输光路组成。
所述振镜标记速度12000mm/s定位速度23000mm/s。
光束尺寸为3.6±0.5mm的输出光圈，光束发散<5mrad,极化大于100比1。
机械扫描角度±11°。
最后，经过本发明处理得到的多层复合墙布如图5所示。
以上所述，仅为本发明优选的具体实施方式，但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于矢量图的墙布逐层刻蚀激光处理方法，其特征在于，所述方法包括：
制备多层复合墙布；
印刷图案矢量图转化和分图层填充；
基于转化前的图案灰度和主题背景关系确定激光器的工作参数，根据所述工作参数配置所述激光器对所述多层复合墙布进行逐层刻蚀处理。
2.根据权利要求1所述的基于矢量图的墙布逐层刻蚀激光处理方法，其特征在于，所述制备多层复合墙布，具体包括：
清洁和处理纤维，所述纤维包括棉纤维和聚酯纤维；
纤维混合：将处理好的纤维按70％棉纤维和30％聚酯纤维比例混合得到混合纤维，所述棉纤维的长度为20-40mm，直径为15-25μm，所述聚酯纤维的长度为30-50mm,直径为20-30μm；
混合时间：将纤维放入混纺机中进行混合，持续混合15-20分钟。
染色：根据成品图样颜色要求选择染料和染色剂，对所述混合纤维进行染色处理，染色搅拌间隔3-5min，染色温度60-70℃；
纺纱：喂纱速度为150-200m/min，纺纱杯开度范围为30-40mm，纱线粗细根据印刷图案100-300dpi在Ne10-30之间选择，越高的dpi选择越细的纱线粗细；
织造；
复合层处理：复合层材料采用热敏性的聚烯烃树脂，复合层的厚度为20-30g/㎡。
3.根据权利要求2所述的基于矢量图的墙布逐层刻蚀激光处理方法，其特征在于，所述清洁和处理纤维，具体包括：
使用温水和中性洗涤剂进行洗涤，保持ph值为7.5-8.5，温度在30-40℃；
将洗净的纤维在50-60℃的温度下烘干。
4.根据权利要求2所述的基于矢量图的墙布逐层刻蚀激光处理方法，其特征在于，在染色完成后，使用热辊压对染色后的混合纤维进行防缩处理，辊压温度160-180℃，压力2.5-3Mpa,辊压速度为25-30mm/s。
5.根据权利要求1所述的基于矢量图的墙布逐层刻蚀激光处理方法，其特征在于，所述印刷图案的分层处理获得矢量图，具体包括：
将位图导入到AdobePhotoshop中，在选择指令中找到色彩范围，根据要加工的内容，选中相应灰度的图层，保存并导出；
将AdobePhotoshop制作完成的图片导入到AdobeIllustrator，在对象用栏里找到图像描摹功能并建立，在图像描摹选项卡中选择描摹模式为灰度，描摹方法为邻接，将图案转化为对应灰度的相邻色块并导出为dxf格式；
将创建的dxf格式图档导入到Autocad中，解散为独立的图案填充和样条曲线；
解散后使用快速选择命令，在对象类型中选择样条曲线，选择原有外框并删除，保留对应灰度的相邻色块；
先根据要分离的图层数量创建相应的矩形边框，然后使用快速选择命令选中整个，对象类型选择图案填充，运算符勾选大于，值列表里下拉到选择颜色然后根据要标刻的能量阶梯选择相应的笔号；
在原填充的轮廓上绘制边界，选中并输入填充图案边界命令确定；
将做完边界曲线的图案先解散，然后再运用快速选择命令选中图案填充，全部选择删除，只留图案边界；
将绘制的边界线转换为多段线，选中目标，使用pedit命令，选择1～2的转化精度，避免系统卡顿；
使用填充命令填充轮廓线框；将不同灰度图层线框的填充原点设定为重合：通过选择对象命令选择出要填充的区域；
以填充原点为参考，使用移动命令拼合不同图层的填充图案，将处理好的矢量图导出为dxf或plt格式。
6.根据权利要求5所述的基于矢量图的墙布逐层刻蚀激光处理方法，其特征在于，使用填充命令填充轮廓线框时，填充类型为斜纹。
7.根据权利要求4所述的基于矢量图的墙布逐层刻蚀激光处理方法，其特征在于，所述根据所述工作参数配置所述激光器对所述多层复合墙布进行逐层刻蚀处理，具体包括：
将所述多层复合墙布整卷固定于卷布轴上；
将激光器设于操作台的一侧；
所述激光器发射的CO2连续激光，经过整形光路放大光束尺寸、再经过光束传输光路输入到振镜、再经过场镜后聚焦在操作台上的墙布表面；
根据确定的工作参数，控制激光束X、Y、Z轴的移动，完成墙布表面的褪色处理。
8.根据权利要求7所述的基于矢量图的墙布逐层刻蚀激光处理方法，其特征在于，在所述激光器发射CO2连续激光之前，锁定所述激光器的发射频率为100KHZ；输入电压±15VDC平均工作电流2A信号接口中模拟量设置为±5V峰值电流8A位置信号输入抗阻10KΩ±1％。
9.根据权利要求7所述的基于矢量图的墙布逐层刻蚀激光处理方法，其特征在于，所述激光器写入速度600cps，阶跃响应时间210us，阶跃响应时间控制在710us，使得跟踪误差≤138us。
10.根据权利要求7所述的基于矢量图的墙布逐层刻蚀激光处理方法，其特征在于，所述整形光路为扩束光路，所述扩束光路的放大倍率以最大且小于振镜入瞳直径为准，所述光束传输光路为传输距离1～10m的传输光路组成。
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