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衣服也能“一键打印”? 纺织车间也有“最强大脑”? 这个国家科技进步二等奖,让“天衣无缝”变成了现实

作者:转载     发布时间:2022-6-30 点击数:322

 

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本期发布人:浙江理工大学新昌技术创新研究院院长 胡旭东

本期发布成果:高性能无缝纬编智能装备创制及产业化(2020年度国家科技进步奖二等奖)

在神话传说里,天帝的女儿“织女”做的衣服没有衣缝,所以有了“天衣无缝”这个词。而现在,这个神话正在变成现实。

我们知道,一件成衣的诞生,需要经过编织、裁剪、缝合等多道工序,尽管机械的普及极大程度地解放了我们的双手,但传统工艺的生产流程依然没有改变。

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而在浙江理工大学23号楼的“针织智能制造创新平台”实验室,你却能看到衣服像“3D打印”一样被一键生成。这得益于理工大学胡旭东教授团队历时十余年,突破传统织物的多工序拼接技术瓶颈,实现了织物的全成型编织。这个项目成果也荣获了2020年度国家科技进步奖二等奖。

今天上午,“科技成果科普发布”就走进了浙江理工大学,听胡旭东讲讲从原材料到成衣是如何实现“一键打印”的。

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纺织界的“3D打印”

为机器装上“最强大脑”

如今,人们对服装的个性化需求越来越大,对生产技术也提出了更高的要求。而传统多设备配合的三段式制造工艺不仅生产流程长,综合效能低,也无法响应市场多样化的需求。所以近年来,国外都在致力于研发纬编织物的全成型技术与装备。

如何创新?如何走出我们自己的路子?胡旭东明白,必须要创新成圈机构。于是,团队突破了传统织物的多工序拼接技术瓶颈,用“变轨式无缝纬编成型”方法摒弃了国外选针式技术路线,实现了织物的全成型编织。这不仅大大节省了设备、简化了流程,也更能适应市场个性化的需求。

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除了革新技术,还要保障规模化工业生产的需求。和打毛衣只需要两根针不同,一台织机上可能有几百到数千枚织针,这些织针根据电脑指令运作,彼此协同配合,没有一个环节能够出错。

对此,胡旭东团队也运用了智能手段,研发了具有共位侦错能力的选针驱动器,提前预判织针工作状态是否正常,将故障消灭在萌芽阶段。团队还研制了分布式控制器,通过这个“最强大脑”,使得线路串扰率降低了95%,保障了设备的可靠运行。

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传统行业的转型,智能化是关键。胡旭东团队还致力于打造智能化的“数字车间”,通过创新纬编装备网络化集群生产技术,破除多源设备协同运行的壁垒,有效提升装备综合使用效能。在他看来,纺织业并不是夕阳产业,它关系到国际民生,而随着各种新材料的日新月异,时尚元素的不断加入,纺织业也在不断创新和进步。“无缝会是未来针织发展的趋势,更多的一键打印、一线成衣,都将变成现实。”

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【科学talk】

问:我国从纺织大国,到纺织强国,还有很长的路要走,未来我们是不是会有新的突破?我们要如何实现这样的突破?

胡旭东:从技术角度来说,我们只要把握住新的技术,比如信息技术、计算机技术,把这些技术引入到我们行业,就可以把我们行业大幅度往前推。

举个例子,你们的父辈以前的鞋子肯定是布裁成的,不可能是针织。而10年后针织机械应用到了鞋面,现在很多鞋都是织出来的。这就推动行业往前走了一大步。

还有一键打印、无缝成衣,未来也会成为推动行业的力量。当然这种模式的更改,科技还是最主要的推动力。

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问:有人说科学研究是100次尝试和99次失败,想请问您如何面对科学研究的成功与失败?

胡旭东:工程问题跟科学发明不一样,我们经常会在试的时候发现效果没有预期得那么好,这就特别需要细心、耐心、恒心。就像我们这个项目,坚持了有10年左右,所以坚持是很重要的,很多工程的结果都是不断坚持才有后面的成功。当然坚持不是简单地重复,每一次失败都要找到原因,团队要一起协商讨论,挖掘细节里有什么问题,通过这样一次次磨练才能够最后攻克困难。

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成果更聚焦、范围更广泛、传播更快速、解读更贴地气。“科技成果科普发布”每期都会请到深耕一线的科学家来讲述背后的故事,每位科学家都用自己的故事传递着科学人生与自然社会的碰撞与交融。通过这样“科技资源科普化”系列活动,让科学流行,让科学精彩;让公众参与科学,也让科学拥抱公众。


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