Taglio e Cucitura Automatizzati per l'Industria 4.0

13 Febbraio 2024

La tecnologia presentata all'ITMA 2023 dimostra chiaramente che l'industria tessile e dell'abbigliamento sta facendo progressi costanti verso l'Industria 4.0.

Di Dr. Minyoung Suh

A differenza di altre industrie in cui sono stati prodotti diversi prodotti negli ultimi decenni senza dipendere molto dal lavoro umano, l'automazione ha fatto progressi lenti nella produzione di abbigliamento. Rispetto ai materiali rigidi come il plastica e il metallo, i tessuti sono notoriamente famosi per avere un grado di libertà molto più elevato durante il trasporto. I tessuti si deformano significativamente anche sotto un carico molto piccolo, come il peso morto o la resistenza dell'aria. Questa proprietà crea sfide estreme quando si progetta macchinari per gestire materiali tessili flessibili. Nonostante continui progressi nelle tecnologie più recenti, la produzione completamente automatizzata di abbigliamento sembra ancora elusiva, almeno per ora.

Amazon ha avviato la produzione su richiesta di abbigliamento nel 2015 e ha brevettato la sua fabbrica automatizzata di abbigliamento nel 2017. Le strutture includono la stampa di disegni forniti dal cliente su superfici tessili, il taglio del tessuto in una misura e taglia personalizzate e l'assemblaggio degli indumenti senza dipendere dal lavoro umano. Il servizio di Amazon è orientato alla produzione di magliette realizzate su ordinazione, che sono relativamente semplici nel loro design e struttura. Di solito ci vogliono alcune settimane dal momento dell'ordine alla consegna. Tuttavia, considerando che tradizionalmente occorrono da 12 a 18 mesi per avere una linea di abbigliamento pronta per il mercato, è rivoluzionario ridurre in modo significativo il tempo di attesa.

La produzione su richiesta o appena-in-tempo non è un concetto nuovo nel settore della moda. Storicamente, ogni capo era realizzato su misura. Tuttavia, la mancanza di manodopera qualificata e di risorse accessibili significava che occorreva molto tempo ed era molto costoso produrre un singolo capo prima dell'industrializzazione. Passando al mercato del pronto abbigliamento negli ottocento e novecento, i prodotti tessili sono diventati più abbondanti e accessibili mentre il settore si meccanizzava e cresceva rapidamente durante l'era industriale. Più recentemente, il concetto moderno di produzione su richiesta - incentrato sulla realizzazione di capi solo quando qualcuno ne ha bisogno entro un periodo di tempo ragionevole a un prezzo conveniente - è stato un grande passo avanti nel mercato del pronto abbigliamento. I progressi tecnologici sono fattori chiave per guidare e sostenere la transizione verso la produzione su richiesta.

Al ITMA 2023, Kornit Digital con sede in Israele ha organizzato un evento sotto il motto “La produzione digitale diventa mainstream.” L'azienda ha evidenziato le sue strutture di produzione end-to-end per la manifattura su richiesta, dove le ultime tecnologie di produzione sono state integrate in una linea di produzione di magliette. Tutto inizia con un software di progettazione facile da usare. La simulazione 3D di un capo virtuale consente ai clienti di valutare e confermare le proprie decisioni di progettazione. Progetti unici e personalizzati vengono stampati digitalmente utilizzando una stampante direct-to-garment, dove anche il processo di cura avviene in modo fluido. I prodotti finiti vengono imballati e spediti automaticamente per la consegna. Durante l'intero processo, ogni risorsa tangibile e intangibile è gestita tramite codici a barre, come i disegni da stampare, le decisioni sul tessuto base e le informazioni relative alla taglia e al taglio, tra altre informazioni. Sebbene Kornit non abbia messo in evidenza nei dettagli i processi di taglio e cucitura delle magliette, potrebbero essere coinvolti in qualche misura operazioni di taglio e assemblaggio automatici.

La produzione automatizzata di prodotti cuciti è una condizione preliminare per abilitare la produzione su richiesta. Grazie a strumenti di progettazione assistita da computer e sistemi di rete, i processi di sviluppo dei prodotti continuano a essere digitalizzati e gestiti in remoto, ma le operazioni di taglio e cucitura dipendono ancora molto dal lavoro umano qualificato per l'assemblaggio manuale1. Le macchine da cucire elettriche hanno assistito l'industria della moda per più di 100 anni, ma la dipendenza dalla destrezza e dall'esperienza umana non è stata ridotta radicalmente come previsto. Passi significativi sono stati compiuti con i sistemi di cucitura semiautomatici introdotti sul mercato, dove un operatore umano carica e allinea i pezzi al macchinario1. L'automazione della cucitura è considerata l'ultimo tassello che completa la transizione verso una nuova era rivoluzionaria nel futuro della moda.

Poiché il mercato mondiale dell'abbigliamento vale circa 1,52 bilioni di dollari2, la produzione su richiesta è emersa come un cambiamento di scenario per stimolare l'economia globale e migliorare la qualità della vita. Il beneficio non si limiterà ai consumatori di moda che possono acquistare prodotti soddisfacenti a un prezzo accessibile e in tempo utile. Consente inoltre un ambiente di lavoro più etico per i sviluppatori di prodotti, alleviando la pressione delle scadenze stagionali e della gestione degli inventari. Viene generato meno spreco perché ogni produzione garantisce vendite reali3. La personalizzazione può legare emotivamente i clienti a ciò che creano e acquistano, e quindi la durata del prodotto si allunga, rivoluzionando il mercato della moda per uno sviluppo sostenibile.

Basandosi sulle osservazioni e discussioni con produttori di macchinari durante l'ITMA 2023, questo articolo introduce i recenti progressi tecnologici nella produzione automatizzata di abbigliamento. L'ITMA è la più grande fiera internazionale di tecnologia tessile e per l'abbigliamento che si tiene ogni quattro anni. Nel 2023, l'evento ha presentato 18 settori per diversi settori di produzione, tra cui filatura, tessitura, maglieria e stampa, tra gli altri settori. I due settori esplorati e investigati a fondo per questo articolo — sistemi di taglio automatico e unità di cucitura automatizzate — rientravano nella divisione della confezione di abbigliamento. Illustrando numerosi esempi di attrezzature automatizzate, vengono evidenziati nuove funzionalità e principali tendenze per le tecnologie di taglio e cucitura dell'abbigliamento. Leggendo il rapporto sullo stesso argomento derivante dall'ITMA 2019 (vedere “ Sviluppi nel Taglio e Cucitura Automatizzati ,” Textile World, Marzo/Aprile 2020), i lettori possono ottenere maggiori intuizioni su dove le tecnologie tessili e dell'abbigliamento fossero, sono e saranno.

Automazione nel Taglio

Le sale di taglio nelle strutture di produzione di abbigliamento sono state costantemente meccanizzate e digitalizzate negli ultimi 60 anni, a partire dall'introduzione del primo sistema di taglio automatizzato da parte di Gerber Technology negli anni '60. Oggi, i tagliatori computerizzati con controllo numerico (CNC) sono ampiamente diffusi e adottati da molti produttori di abbigliamento che si occupano di produzioni in grande quantità. Sono state sviluppate varie tecnologie di taglio per applicazioni diverse, tra cui tecnologie a lama, laser, getto d'acqua, plasma e ultrasuoni. Man mano che la tecnologia di taglio automatizzato raggiunge la maturità, i produttori di tagliatrici si concentrano sullo sviluppo di sistemi ausiliari che massimizzano l'efficienza del taglio.

Molti produttori principali di taglierine CNC hanno partecipato all'ITMA 2023. Morgan Tecnica S.p.A., con sede in Italia, è uno dei leader visibili nelle innovazioni di taglio. Zünd Systemtechnik AG, con sede in Svizzera, e Kuris Spezialmaschinen GmbH, in Germania, sono anch'esse giocatori chiave costanti. Serkon Tekstil Makina, in Turchia, continua a prosperare. Basandosi sulle osservazioni dei sistemi di taglio automatizzati esposti durante l'ITMA 2023, le caratteristiche tecniche principali possono essere riassunte in tre punti come segue: integrazioni seamless degli equipaggiamenti prima e dopo il taglio; popolarità del sistema di corrispondenza ottica dei modelli; e miglioramento della capacità di taglio pesante.

Una delle caratteristiche notevoli nell'attrezzatura di taglio più recente è che l'integrazione del sistema è più allineata che mai. Più produttori hanno presentato i loro tagliatori insieme ad altro equipaggiamento in fila, mimando una linea di produzione reale, come ispettori di tessuto, distributrici e etichettatrici. Ad esempio, IMA S.p.A., con sede in Italia, ha esposto la sua “Syncro Cutting Room”, dove l'attrezzatura - inclusa una carrellatrice di rotoli di tessuto, una distributrice, un tagliatore automatico e un'etichettatrice - può essere combinata. Le distributrici e le etichettatrici non sono tecnologie di nuova introduzione, ma l'integrazione senza soluzione di continuità tra gli apparecchi è stata messa in evidenza durante le dimostrazioni delle macchine ad ITMA.

Figura 1 (da sinistra a destra): Ventilatore d'aria sullo spargitore Kuris A23 e sullo spargitore Orox VRun

Kuris ha presentato un diffusore con soffiatori d'aria in combinazione con la sua macchina per tagliare (vedi Figura 1). L'aria soffiata facilita il controllo preciso e accurato dei tessuti elastici. Un'aria compressa fino a 6 bar appiattisce e impedisce che i bordi tagliati del tessuto si arriccino. Aiuta inoltre a eliminare le pieghe del tessuto da ogni strato, minimizzando l'intervento umano durante la distribuzione. Sono stati installati piatti vibranti per aiutare a rilasciare la tensione non necessaria sul tessuto. Orox Group S.r.l., Italia, ha introdotto inoltre un diffusore con aria compressa di 100 litri al minuto (7 bar). Il suo bastone per la distribuzione è dotato di pulsanti per il controllo remoto per massimizzare la produttività dell'operatore (vedi Figura 1).

Sebbene il taglio sia stato piuttosto automatizzato fin dal tardo 1900, è rimasto fortemente dipendente dal lavoro umano per ordinare e raggruppare i pezzi tagliati. Con il progresso della tecnologia, le etichettatrici sono state incorporate nella macchina tagliatrice e hanno assistito nei processi di scarico manuale. Le funzionalità delle etichettatrici sembrano essersi diversificate in approcci multipli. Morgan Tecnica ha continuato ad applicare etichette stampate termicamente direttamente sui pezzi tagliati posizionando una traversa aggiuntiva a scopo di etichettatura (vedi Figura 2). Un altro approccio è stato dimostrato da Serkon Tekstil Makina che ha posizionato un proiettore per visualizzare schemi e le informazioni associate sul tavolo da taglio (vedi Figura 2). La proiezione laser era già stata implementata per il taglio del cuoio, dove sostanze non rettangolari con geometrie complesse devono essere rilevate e posizionate sul tavolo prima del taglio. Questa tecnologia è ora diffusa e aiuta a selezionare e smistare i pezzi tagliati. TPET, con sede in Cina, ha presentato una macchina da timbro che stampa le informazioni direttamente su ogni pezzo tagliato dopo lo scarico (vedi Figura 2).

Figura 2 (da sinistra a destra): Vari tipi di dispositivi di etichettatura — etichetta stampata da Morgan Tecnica, proiezione laser da Serkon Makina, e una macchina per il marchio a caldo con campioni di tessuto marchiati da TPET

La tecnologia di visione per l'allineamento dei modelli si è affermata più di mai in modo mainstream. La tecnologia di visione artificiale raccoglie informazioni da risorse visive, rileva le caratteristiche ottiche della superficie, posiziona e gestisce interattivamente4. L'assistenza per il matching di modelli utilizzando dispositivi ottici è stata introdotta all'inizio del decennio 2010, e la tecnologia ha continuato a crescere negli ultimi decenni. Di conseguenza, la maggior parte delle macchine taglienti presenti all'ITMA 2023 erano dotate di una telecamera posta in altezza (vedi Figura 3) che catturava in tempo reale le caratteristiche della superficie dei letti di taglio. Riconoscendo i modelli di disegno sulla superficie del tessuto, questa telecamera sincronizza le informazioni sulla superficie del tessuto tra il tavolo da taglio e lo schermo del marker. Ciò consente una gestione visiva dell'allineamento dei modelli per abiti realizzati con righe o quadri e stampi ingegnerizzati. Le possibili carenze tecniche note sono associate a una qualità immagine scadente, bassa precisione, bassa efficienza e alta intensità manodopera del lavoro manuale4.

Figura 3 (da sinistra a destra): Camere ad alta monta per l'allineamento del disegno tessile di Zünd, Lakeview Technology e Bullmer.

Morgan Tecnica ha configurato il suo sistema di visione in modo diverso dagli altri produttori. Mentre altri produttori hanno adottato una singola telecamera commerciale standard (vedi Figura 3), Morgan Tecnica ha sviluppato più telecamere specifiche per il proprio sistema. Le telecamere sono montate a una distanza di soli 50 a 60 centimetri dal tavolo di taglio, insieme a molte fonti di luce (vedi Figura 4). Per garantire un angolo visivo più ampio, vengono installate quattro telecamere che elaborano i dati in connessione. Un'illuminazione intensa da distanze relativamente corte può fornire una visione più chiara, migliorando precisione e completezza del sistema complessivo. Potrebbe anche essere più facile gestire le telecamere e le fonti di luce in caso di necessità di aggiustamenti fisici. Inoltre, il sistema ottico che “vede” la superficie del tessuto permette di tagliare tessuti stampati con sottrazione senza creare marcatori separati, poiché i contorni della stampa vengono rilevati come linee di taglio, come mostrato nella Figura 4.

Figura 4: Sistema di Visione Morgan Tecnica (a sinistra) con più telecamere montate a bassa altezza (a destra).

Equipaggiamenti per il taglio con capacità migliorate per lavorazioni intensive erano in mostra. FK Group S.p.A., con sede in Italia, e IMA hanno presentato i loro modelli di tagliatori, Iron Heavy e Typhoon rispettivamente, capaci di tagliare pile di tessuto denim spesse fino a 60 millimetri (Vedi Figura 5). IMA ha anche presentato un tagliatore inclinabile, Maxima SP, che può tagliare pannelli rigidi spessi 5 mm per la gestione precisa e accurata dei modelli piatti. Bullmer GmbH, produttore tedesco di tagliatori automatizzati, ha utilizzato strumenti di taglio modulari per il suo Premiumcut ELC, in grado di gestire vari materiali compositi come tessuti, gomma e metallo, per applicazioni industriali diverse. Qui, la profondità massima di taglio varia a seconda del materiale.

Figura 5 (da sinistra a destra): Tagliatori pesanti dimostrati da FK Group e IMA

Automazione nel Cucito

In contrasto con il progresso competente nella tecnologia di taglio, il cucito automatizzato è ancora in fase di sviluppo della sua tecnologia di base. È notoriamente difficile automatizzare l'assemblaggio di abbigliamento. In gran parte dei sistemi commerciali attualmente disponibili, la capacità di cucire in modo automatizzato è limitata a prodotti tessili semplici come federe, lenzuola, asciugamani e tappeti. Con soli punti retti coinvolti in una struttura semplice, questi tipi di prodotti rappresentano i prodotti di prima generazione che aprono la strada all'automazione del cucito. La produzione automatizzata di questi prodotti appare più specializzata e diversificata rispetto al passato ed è stata dimostrata da diverse aziende durante ITMA 2023. Molteplici tecnologie per la produzione completamente automatizzata di lenzuola, asciugamani e tappeti erano in mostra. La struttura piatta e monocromatiche di questi prodotti significa che possono essere finiti semplicemente tagliando i tessuti e finendo i bordi, ma le tecniche di cucitura variano a seconda delle esigenze di produzione. I sistemi per lenzuola e asciugamani, dimostrati da Texpa GmbH e Carl Schmale GmbH & Co. KG (Schmale Durate), entrambe con sede in Germania, erano dotati di macchine piega-e-cucito posizionate lungo il percorso attraverso il quale il tessuto veniva trasportato. Con molteplici opzioni di ritocco, sono disponibili effetti decorativi (Vedi Figura 6). TPET ha completato gli asciugamani applicando punti overlock sui bordi invece di piegarli e Rimac S.r.l., con sede in Italia, ha scelto di cucire un bordo intorno a un tappeto per auto (Vedi Figura 6).

Figura 6 (in senso orario a partire dall'angolo in alto a sinistra): Confezione automatica di asciugamani da Schmale Durate, lenzuola da Texpa, tappeti da Rimac e asciugamani da TPET

La comparsa di diverse tecnologie di manipolazione è stata evidente in ciascun sistema. Come mostrato nella Figura 6, TPET utilizza una piastra metallica che preme un pezzo di stoffa contro un banco lavoro per ruotare il pezzo mentre i bordi sui quattro lati vengono cuciti. Un altro tipo di tecnica di manipolazione — quattro prese — è stato utilizzato per raccogliere, scaricare e impilare gli asciugamani finiti. Rimac ha adottato rotoli sferici, dove le matrici di rotoli ruotano in tutte le direzioni e trasportano un pezzo di lavoro sopra il tavolo da cucito. Schmale Durate e Texpa utilizzano alcune coppie di rulli cilindrici per alimentare e spingere la stoffa in avanti. Sebbene le rotazioni omnidirezionali non siano possibili in questa configurazione, è comunque possibile ruotare il pezzo di lavoro in modo perpendicolare.

Per la produzione di federe è necessario incorporare più di un singolo strato di tessuto. La produzione completamente automatizzata di federe inizia con due strati di tessuto che passano attraverso alimentatori nel sistema direttamente dai rotoli di tessuto (Vedi Figura 7). Vengono cuciti su entrambi i lati da due macchine da cucire posizionate lungo il loro percorso e tagliati a una certa lunghezza in base alle dimensioni del cuscino. Trasportato su un nastro trasportatore, il pezzo lavorato viene ruotato di 90 gradi e si completa il terzo cucito mentre viene inserita simultaneamente l'etichetta del prodotto. Segue un trattamento termico sul lato non cucito per proteggere il bordo dal sfilacciarsi.

Figura 7: Fabbrica di federe completamente automatizzata di Automatex che mostra l'alimentazione e il cucito (sinistra) e l'etichettatura (destra).

Un costruttore di cuscini - che è un sistema separato da quello per la fabbricazione delle federe - è stato dimostrato da una società con sede in Svezia, ACG Kinna Automatic (vedi Figura 8). Richiede una federa già cucita come punto di partenza, che può essere ottenuta utilizzando un sistema simile a quello descritto sopra. La federa pre-cucita viene caricata sul sistema da un operatore umano e riempita con materiali riempitivi. Scorre lungo un nastro trasportatore e la cucitura aperta viene chiusa (vedi Figura 8). Il costruttore di cuscini include due semplici operazioni per il riempimento e la chiusura, ma è notevole vedere che prodotti tridimensionali possano essere gestiti e processati tramite sistemi automatici. Si prevede che prima o poi il passo iniziale di caricamento verrà meccanizzato, rendendo il sistema completamente automatizzato.

Figura 8: Costruttore di cuscini automatizzato di ACG Kinna Automatic che illustra il riempimento (a sinistra) e la chiusura (a destra)

Un'invenzione nuova è stata presentata nella macchina per cucire magliette di Texpa. Essa ha dimostrato una capacità di cucitura automatizzata per cucire le cuciture in una forma agetta, mentre altre aziende si sono attenute alla cucitura di cuciture rette. La macchina di Texpa era configurata con due punti overlock posizionati a distanze variabili (Vedi Figura 9). Una volta che due strati di tessuto per magliette, fronte e retro sovrapposti tra loro, vengono caricati da un operatore umano, le macchine da cucire iniziano a creare cuciture laterali su ciascun lato simultaneamente. Mentre le cuciture vengono fatte muovendo il tessuto in avanti, le macchine viaggiano anche a destra e a sinistra per una distanza e velocità predefinite. Questo movimento risulta in cuciture laterali curve che modellano una maglietta.

Figura 9: Macchina per magliette Texpa con capacità di cucitura curvilinea (sinistra) e la cucitura risultante (destra)

Questo approccio al cucito delle magliette è in qualche modo comparabile a ciò che la società tedesca Nähmaschinenfabrik Emil Stutznaecker GmbH & Co. KG (Mammut) ha implementato per la produzione di materassi, nel senso che sia il pezzo da lavorare che la macchina da cucire si muovono. Nella macchina da cucire automatica Mammut, un grande telaio tiene stretti diversi strati di pezzi rettangolari mentre una testa da cucire si muove in tutte le direzioni lasciando punti di ago in vari modelli. In sincronia con la testa superiore da cucire, esiste una controparte inferiore con un rocchetto sotto il pezzo da lavorare. In questo modo, Mammut crea punti doppio bloccante in diversi modelli di quilt. Un telaio cavo consente ai fili dell'ago e del rocchetto di intrecciarsi in qualsiasi punto. La configurazione complessiva della macchina da quilt automatica è simile alla struttura dei tagliatori automatici dove una testa di taglio è attaccata a una traversa che si muove sopra il pezzo da lavorare.

Figura 10: Tecnologia della Cavità Mobile di Fast Sewn

L'uso di un telaio cavo, tuttavia, non sarebbe sempre possibile durante l'assemblaggio di pezzi di stoffa di maggiore varietà in termini di forma e dimensione, come avviene durante la produzione di abbigliamento. Una società con sede in Danimarca, Fast Sewn (Mikkelsen Innovation ApS), ha proposto un metodo innovativo, chiamato 'tecnologia della cavità mobile', per l'assemblaggio automatizzato di indumenti (vedi Figura 10). Un tavolo da cucito è composto da più nastro trasportatore che trasportano il pezzo da lavorare, ma il nastro riesce a deviare con successo la zona di cucitura creando una cavità mobile intorno al rocchetto. In questa configurazione, il pezzo da lavorare flessibile rimane comunque supportato e guidato durante il processo, mentre l'intreccio tra il filo dell'ago e quello del rocchetto avviene ovunque sul pezzo da lavorare. Questa relativamente nuova azienda è attesa per lanciare macchinari commerciali sul mercato in futuro.

Una delle principali aziende nel campo della cucitura automatizzata, Softwear Automation Inc. con sede ad Atlanta, non ha partecipato all'ITMA 2023. L'introduzione di Sewbot® nel 2012 ha rivoluzionato la produzione di abbigliamento, con il suo obiettivo di produrre vestiti senza i tradizionali operai del settore. Il suo sistema utilizza una combinazione di tecnologia di visione ad alta velocità brevettata e robotica leggera che monitorano i pezzi di stoffa e guidano il lavoro attraverso macchine da cucire convenzionali. Specializzato nella produzione di magliette, Sewbot è stato lanciato con un contratto di servizio a tariffa mensile a partire da 5.000 dollari per unità. Come riportato in precedenza su Textile World, una linea di produzione automatizzata per magliette è stata in grado di produrre una camicia con colletto in 162 secondi.

Tecnologie Alternative per la Cucitura

D'altra parte, le tecnologie alternative di cucitura erano più visibili di prima all'ITMA. Potrebbero sostituire le operazioni di formazione degli punti come il saldatura ultrasonica, il legamento adesivo e l'ricamo stampato. Tali operazioni potrebbero essere considerate più facili da gestire senza un operatore umano rispetto alla cucitura tradizionale. La saldatura ultrasonica e il legamento adesivo non sono tecnologie nuove, ma all'ITMA sono state presentate applicazioni estese.

Optron Textile Machinery, con sede in Spagna, ha presentato rulli calendari che possono creare linee saldate di punti per trapunte su una coperta o un materasso (vedi Figura 11). I principali produttori di macchine da cucire Juki Corp. e Brother Industries Ltd., entrambi con sede in Giappone, hanno mostrato anche diverse macchine per la saldatura in grado di unire tessuti termoplastici. Secondo Hayes e McLoughlin7, i punti saldati sono meno duraturi, ma creano giunture più morbide e lisce rispetto a quelle cucite o incollate.

Figura 11 (da sinistra a destra): Tecnologie alternative di cucitura includono il quilting saldato da Optron; e le cuciture incollate da Brother e le relative cuciture risultanti

La confezione adesiva è simile, ma diversa dal saldamento perché l'unione viene realizzata solidificando un materiale adesivo posizionato tra i strati dei pezzi da lavoro. Gli adesivi tipici sono sotto forma di nastro, che viene attivato con calore e pressione e unisce le cuciture fondendosi attraverso la struttura del tessuto. La confezione è possibile per quasi tutti i tessuti non fleece, con alcune limitazioni, come i materiali porosi8. Brother ha attirato molta attenzione all'ITMA con la sua macchina da confezione dotata di un alimentatore di adesivo liquido (vedi Figura 11). Si riferisce che le cuciture incollate per l'abbigliamento siano più lisce e meno visibili delle cuciture tradizionali.

Figura 12: Ricamo stampato come alternativa alla cucitura da Kornit Digital

Un altro esempio di tecnologia senza cucitura è stato dimostrato da Kornit Digital. Una tecnica di ricamo stampato è stata messa in evidenza come parte della sua linea di produzione digitale di magliette. I loro stampanti diretti su tessuto sono stati migliorati per produrre qualità sufficiente a imitare decorazioni tridimensionali come il ricamo. Come mostrato nella Figura 12, non era facile distinguere tra punti e stampe nemmeno da vicino. Un grande vantaggio dell'uso del ricamo stampato è quello di controllare digitalmente i processi di produzione. Non lasciando nulla sul lato sbagliato del tessuto, mantiene inoltre le proprietà leggere e morbide del tessuto invece di aggiungere intensi punti di ricamo.

Industria Tessile 4.0

L'industria tessile è stata all'avanguardia di tre rivoluzioni industriali precedenti e si sta attivamente adattando alla quarta rivoluzione in corso. Scatenata e guidata dallo sviluppo della tecnologia dell'informazione, le principali innovazioni per l'Industria 4.0 sono basate sulla trasformazione digitale. Il suo obiettivo è quello di unire il mondo reale e virtuale attraverso sistemi ciberfisici e interconnettere umani e macchine tramite l'Internet delle Cose (IoT). Ciò consente ai produttori di abbigliamento di monitorare i problemi di produzione in tempo reale e controllare il progresso della produzione da remoto, rendendo le fabbriche di abbigliamento intelligenti. Gli elementi chiave della tecnologia sono l'IoT e una rete interoperabile. L'obiettivo principale è quello di massimizzare l'efficienza e la produttività della produzione. Come dimostrato a ITMA 2023, l'Industria 4.0 è un termine attivo e in corso per molte aziende tessili, con numerosi innovazioni tecnologiche imminenti. Tenendo presente l'Industria 4.0, ci sono molte macchine per taglio e cucitura.

i produttori sono attivamente coinvolti nello sviluppo di software, lavorando per espandere le capacità del loro hardware. Sono stati trovati numerosi esempi all'ITMA. Zünd Systemtechnik ha stretto un accordo con Mind Technology, basata in Portogallo, per rafforzare la sua interfaccia utente. Juki continua a collegare i propri dispositivi hardware al sistema di rete, chiamato JaNets1. Mammut ha lanciato la propria serie di prodotti software che legge lo stato di funzionamento delle macchine, formula rapporti analitici sui problemi di produttività e suggerisce manutenzione predittiva. ACG Kinna Automatic sta lavorando allo sviluppo di software per rinforzare la propria tecnologia, non solo per migliorare l'accuratezza del matching dei modelli, ma anche per ispezionare e gestire efficientemente i difetti del tessuto.

In merito al controllo qualità, vengono incorporate in modo più attivo tecnologie avanzate, come l'apprendimento automatico e l'intelligenza artificiale. Per un lungo periodo, i sistemi di controllo qualità non erano autonomi e richiedevano agli operatori delle macchine di restare allertati e rilevare i difetti dei prodotti. Facendo affidamento sul lavoro orientato all'essere umano, alcuni difetti spesso passavano inosservati fino a quando i prodotti finiti non raggiungevano l'utente finale. Grazie ai recenti progressi nella tecnologia visiva, l'intelligenza artificiale ora sostituisce gli ispettori umani e supporta l'ottimizzazione della produzione suggerendo decisioni basate sui dati. All'ITMA, Serkon Tekstil Makina ha dimostrato un nuovo sistema di ispezione tessile gestito da tecnologia deep vision e intelligenza artificiale. Il suo sistema è progettato per gestire non solo i difetti di superficie, ma anche le transizioni di colore.

Un'altra area visibile in cui l'intelligenza artificiale ha fatto da pioniera è il design creativo. Unendo l'intelligenza artificiale a strumenti di progettazione assistita da computer (CAD), il sistema CAD intelligente crea progetti digitali automaticamente basandosi su un database da varie fonti e fornisce suggerimenti professionali per nuovi progetti. Ciò consente alle persone con competenze limitate in materia di design di personalizzare prodotti per loro stessi, supportando la fase iniziale della produzione su richiesta. Una start-up, Myth.AI, ha presentato a ITMA uno strumento di design di modelli basato sull'IA che visualizza opzioni illimitate e uniche per nuovi progetti con pochi clic.

Nel frattempo, la prossima rivoluzione Industria 5.0 è già in corso nell'industria tessile, mentre molte industrie sono ancora nel bel mezzo dell'Industria 4.0. Secondo l'Unione europea9, l'Industria 5.0 discute dei valori che vanno oltre l'efficienza e la produttività produttiva. Spostando l'attenzione dai valori economici ai valori sociali, l'Industria 4.0 aggiunge allo sviluppo sostenibile e alle soluzioni incentrate sull'uomo. Il concetto non è nuovo, tuttavia. Gli approcci ambientali, sociali e di governance (ESG) o tripli sono stati enfatizzati negli ultimi decenni da diversi livelli di entità in tutto il mondo. L'Industria 5.0 ci ricorda che gli aspetti umani, ambientali e sociali sono una responsabilità sociale delle imprese per l'industria tessile e dell'abbigliamento. Il supporto all'industria 5.0, esempi specifici di macchine in formati tangibili e immateriali, dovrebbero dominare le future ITMA.

Viaggio di sviluppo

Le innovazioni tecnologiche presentate all'ITMA 2023 sono state riassunte per evidenziare lo stato avanzato di automazione nei processi di taglio e cucitura dell'abbigliamento. I progressi erano ovviamente visibili sia in termini di qualità che di quantità. Erano visibili più applicazioni diverse della tecnologia di taglio e cucitura automatizzata rispetto all'ITMA 2019. Le principali tendenze nel taglio includevano integrazioni senza soluzione di continuità degli equipaggiamenti prima e dopo il taglio, la popolarità del sistema di abbinamento ottico dei modelli e un miglioramento delle capacità di taglio pesante. Rispetto al taglio, l'automazione della cucitura era ancora in fase di sviluppo attivo delle tecnologie di base, il che consentiva solo tipi limitati di prodotti in configurazioni automatizzate. La direzione di questo percorso di sviluppo rende chiaro che l'industria tessile e dell'abbigliamento sta compiendo un progresso costante ogni giorno verso la quarta rivoluzione industriale e l'Industria 4.0.

Referenze

1. Suh, M. (2019). Taglio e cucitura automatizzati per l'industria 4.0 a ITMA 2019. Journal of Textile and Apparel, Technology and Management. Numero Speciale, 1-13.
2. Aeppel, T. (2022). I robot puntano un nuovo lavoro: cucire jeans blu, Reuters, Recuperato nel luglio 2023 da https://www.reuters.com/technology/robots-set-their-sights-new-job-sewing-blue-jeans-2022-12-12/.
3. Davies, G. (2021). Come funziona la produzione su richiesta per le marche di moda? Techpacker, Recuperato nel luglio 2023 da https://techpacker.com/blog/design/fashion-on-demand-manufacturing/.
4. Li, R., Zhao, S., e Yang, B. (2023). Ricerca sull'attuale stato di applicazione della tecnologia di visione artificiale nel processo di produzione del mobile. Applied Sciences, 13(4), 1-14.
5. Francis, S. (2019), SoftWear Automation lancia Sewbots come servizio, Robotics and Automation News, Recuperato nel luglio 2023 da https://roboticsand automationnews.com/2019/02/05/softwear-automa-tion-launches-sewbots-as-a-service/20847/:~: testo=Per%20una%20quota%20mensile%20a%20partire%20da,e%20tre%20turni%20al%20giorno.
6. Textile World (2019). Sewbots® Trasformano L'Industria Dei Prodotti Cuciti, Textile World, Recuperato nel luglio 2023 da https://www.textileworld.com/textile-world/2019/07/sewbots-transforming-the-sewn-prod ucts-industry/.
7. Hayes, S. e McLoughlin, J. (2015). La cucitura dei tessuti, In J. Jones e G.K. Stylios (Eds.) Joining Textiles (pp. 66-122). Sawston, Regno Unito: Woodhead Publishing.
8. Sarkar, J., Rifat, N. M., Sakib-Uz-Zaman, M., Al Faruque, M. A., & Prottoy, Z. H. (2023). Tecnologia Avanzata nella Produzione di Abbigliamento. In M. Rahman, M. Mashud, e M. Rahman (Eds.) Advanced Technology in Textiles: Fibre to Apparel (pp. 177-231). Singapore: Springer Nature.
9. Muller, J. (2021). Enabling Technologies for Industry 5.0, Commissione Europea, Recuperato nel luglio 2023 da https:\/\/op.europa.eu\/en\/publication-detail\/ -\/pub-lication\/8e5de100-2a1c-11eb-9d7e-01aa75 ed71a1\/language-en.

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Nota dell'editore: La dottoressa Minyoung Suh è una ricercatrice assistente al Wilson College of Textiles della NC State, a Raleigh, N.C., nel dipartimento di Tessile e Abbigliamento, Tecnologia e Gestione. Questo articolo è stato adattato per Textile World da un paper della dottoressa Suh pubblicato sul Journal of Textile and Apparel, Technology and Management (JTATM) del NC State Wilson College of Textiles.

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