摘要：就低碳环保理念对革制品行业的影响进行了分析, 概括了在低碳环保理念的影响下, 以3D打印技术, 超声波加工技术, 面料革新技术为代表的新技术的发展现状及趋势, 并提出了技术进一步提升的建议, 希望有利于促进革制品行业可持续性发展。

　　关键词：低碳环保; 革制品行业; 3D打印技术; 超声波加工技术; 面料革新技术;

　　Abstract：This paper analyzes the influence of low carbon environmental protection concept on leather products industry, and summarizes the new technologies' development status and trend, with 3 D printing technology, ultrasonic processing technology, fabric innovation technology as the representative, and some suggestions for further improvement are?provided.I wish it is conducive to promoting the sustainable development of leather products industry.

　　Keyword：low carbon environmental protection; leather products industry; 3D printing technology; ultrasonic processing technology; fabric innovation technology;

　　前言

　　随着世界经济水平的发展, 大众消费者的购买能力得到很大的提升。以箱包、鞋类为主的革制品凭借着杰出的的美感与实用价值, 成为大众追捧与消费的热点[1]。经过近二三十年的科技发展, 中国的革制品行业技术得到了很大提升, 我国革制品产品的出口一直保持在世界前列。低碳环保理念融入革制品新技术, 在一定程度上为我国革制品行业打开了充满机遇与挑战的新时代。为了积极响应低碳环保理念, 我国革制品行业不断进行技术优化, 革制品设计和生产的技术得到发展。本文将以研究这些新技术的技术优劣以及发展前景为重点, 分析低碳环保理念对我国革制品设计和生产技术的影响。
 

　　1 革制品行业发展现状

　　1.1 低碳环保理念的提出

　　低碳环保理念是针对人类有限的资源与无限的需求之间的矛盾而提出的节约型发展理念。随着人们环保节约意识的提升, 低碳环保理念逐渐发展到生活中的各个方面[2]。制造行业也因为新理念的实施进行了调整与革新。革制品行业因为产品资本投入大, 市场竞争激烈, 也对相关设计与生产技术提出了新的要求。在低碳环保理念的影响下, 销售革制品的公司的核心思想是提高革制品行业的技术水平, 缩小产品成本投入。

　　1.2 革制品行业现状

　　传统的革制品行业由于生产技术与理念的限制, 并没有形成绿色节约的设计与生产机制。使得整个行业中资源配置不合理, 资源浪费问题严重。例如, 革制品设计产品的实现一直是困扰工厂的难题。传统状况下, 工厂只能将产品制成实物, 再根据实物效果考虑批量生产。

　　这个过程不仅需要重新制作大量磨具, 还会消耗大量生产材料。相反的, 自从低碳环保的理念开始进入革制品行业, 一些应运而生的产品设计与生产的技术迅猛发展。例如产品设计就可以依托3D打印技术制作模型, 有效地减少了人工成本, 减轻了资源浪费。低碳环保理念由此为革制品行业打造了一片新的天地。

　　当然不仅国内, 作为革制品行业奢侈品品牌众多的国家, 意大利、英国、法国等国家一直被认为是革制品的领头羊。像Louis Vuitton (路易威登) 、Burberry (巴宝莉) 、Hermes (爱马仕) 等品牌一直凭借着极具风格的设计, 优秀的革制品材料以及精细的加工技术成为皮具奢侈品中的佼佼者[3]。近二十年以来, 低碳环保理念的意识被国内外越来越多的企业所接受, 这些品牌也开始尤其关注于革制品新技术的发展, 都希望通过新的技术达到资源的最大化的有效利用。为此, 不少陈旧落后的设备与工具被淘汰, 能够节省人力与时间的新型设备投入使用, 确实在减少资源的浪费上有所成效。

　　1.3 低碳环保理念与革制品行业的结合

　　工业化发展迅猛, 人们更加注重低碳环保的实施。革制品行业作为资源利用量大的突出产业, 也面临着新的要求与挑战。尤其是近年来, 革制品行业为了应对这些新的挑战, 在设计与生产的技术发展上投入了很多的人力物力, 不少新技术应运而生。像个性化3D打印技术, 超声波加工新技术, 面料革新技术等都陆续成为革制品行业发展最前沿的科技。对这些技术的研究有助于我们更深层次的了解革制品行业的发展。

　　2 革制品行业新兴低碳技术

　　2.1 3D打印技术的应用

　　2.1.1 3D打印技术在革制品行业的兴起及应用现状

　　3D打印技术是一种通过数字建模进行设计, 而后通过粉状物质或液态塑料等材料逐层打印出来的现代技术。它被运用到革制品上的历史并不算长远。它是近些年来随着革制品行业个性化需求增大而逐渐加强的技术。3D打印技术的应用使得产品生产更加自由, 不再高强度依赖于磨具的使用, 称其为“大规模定制制造模式”[4]。这种依靠互联网智能化设计与制造的方式, 预示着个性化定制的能够得到进一步满足。

　　目前, 3D打印技术主要运用于鞋子的个性化设计与打印技术上, 它是一种能在低碳环保理念下实行的新技术。与以前的技术相比, 打印消耗的材料明显减少, 不产生产品库存, 并能在减少碳排放和原材料消耗的基础上争取最大的生产效益。被称作“分散生产就地销售”的方式降低了成本消耗, 低碳环保。

　　2.1.2 3D打印技术的优势与局限

　　曾有人预言, 3D打印技术或许能掀起“第三次工业革命”。与传统磨具制作的产品不同, 它的好处在于能够不受产品形状造型的影响, 只需要利用相应的CAD软件构建数据模型, 就可以打印出成品。这极大地提高了个性化定制的水平和能力。并且3打印技术不依赖于磨具, 所以对研制新产品的成品消耗下降为传统方式的20%~35%, 周期缩短为10%~20%。而且大部分3D打印设备可以实现无人值守、24小时不间断加工, 实现了人工成本, 生产效率提高[5]。

　　但是目前革制品市场上的3D打印技术并不完善, 仍然有很多企业暂时解决不了的问题。首先最大的问题就是材料。目前的3D打印技术大多依赖于高分子材料, 质地坚硬不易分割。虽然在精细的打印机操作下能够基本打印出所需产品的形状, 但是后期的处理需要消耗的人力和时间成本。并且, 从产品的质量上加以考虑, 3D打印技术尚不能够满足消费者的穿用的舒适性要求。虽然目前市场上已经有先进的技术能够将皮革的蛋白质组织复制成打印材料, 使得打印出的产品效果达到类皮革的状态, 但是也仅限于实验室小范围生产, 最后能否投入市场生产还有待考察。

　　2.1.3 3D打印技术的发展趋势

　　在整个革制品行业盛行低碳环保的发展思想之下, 3D打印这种能够在不产生皮革材料消耗就能快速建模, 无生态污染的新兴技术受到革制品行业的极大关注与期待。很多公司开始提出部分资金专用于3D技术的研究。企业在进行产品大批量生产之前会选择部分产品制成实物, 由相关人员进行筛选后再大批量生产, 但是这样的需要针对各个产品单独开磨具制作, 成本消耗过大。运用3D打印进行数字建模能够在不产生原材料消耗的基础上快速成型, 再通过打印得出模型, 这样的方式低碳环保, 低能高效, 在现在的行业发展中越来越普遍。

　　同时, 未来的皮具发展将更倾向于个性化, 多样化和复杂化。3D打印技术的使用能够有效地构建未来个性化的皮具市场, 产品将不再局限于简单的日常形态, 而是更加丰富[6]。当然, 未来的3D打印技术不断优化之后, 它可以打印更加精细的皮具产品, 除了箱包鞋类, 其他各种皮革用具, 例如皮革饰品, 皮衣皮裤等都可以得到有效的个性化发展。

　　2015年11月Adidas推出了一款Futurecraft3D打印跑鞋。这款3D打印跑鞋采用的是阿迪futurecraft系列的新材料:Futurecraft Leather (Futurecraft皮革) [7]。这种材料能够实现精度更高的设计和造型。并且3D打印所需的网路数据模型的采集也极其简单, 只需要消费者在门店的跑步机上跑几步就可以取得消费者足部的各项数据。

　　2.2 超声波加工新技术

　　2.2.1 超声波加工新技术在革制品行业中的兴起与应用现状

　　超声波是一种携带着大量能量的声波资源, 现代科技对它的研究已经较多较为完善。研究期初, 行业只利用超声波携带的大量能量进行皮具加工中的裁断, 压花, 冲孔, 烫钻等装饰阶段。主要原理是借助超声波是皮革中物质介质产生高速震动, 使得介质之间相互摩擦碰撞, 最终产生大量热量。通过这些热量可以进行很多皮具装饰加工, 不仅加工效率高, 而且加工质量精细, 使用材料广泛又不会引起烧焦等损伤。而后, 超声波加工技术在革制品行业中继续发展。现在, 超声波加工技术与互联网技术相结合, 提高了自动化的程度, 使得超声波加工精度大幅度提高。自动化超声波设备的使用不仅大量的节省企业的人工成本, 还很大幅度地提高了生产效率, 降低能源消耗。此外, 超声波加工方式也达到了进一步扩充。超声波热定型机, 皮革加工超声波清洗专用机等已经开始投入市场发展。未来超声波加工新技术将更加完善与丰富。

　　图1 Adidas的Futurecraft 3D打印跑鞋中底Fig.1 The insole of Adidas running shoes insole by 3D printing technology

　　图2 超声波压花机Fig.2 Ultrasonic embossing machine

　　图3 超声波压花的图案Fig.3 The pattern by ultrasonic embossing machine

　　2.2.2 超声波加工新技术的优势与局限

　　应用超声波加工皮革制品有很大优势。与普通机械加工相比较, 超声波加工主要有以下3点优势:一是超声波加工是利用超声波激发能量, 能量消耗更低, 不需要像其他机械设备一样需要消耗大量能源。现在很多使用传统机械加工的革制品加工企业不仅需要消耗大量资金使用购买机械设备, 而且需要资金维持设备的能量需求以及维修。二是超声波加工效率更高。超声波加工技术自动化之后, 就拜托了传统了劳动力效率的束缚, 它可以长期加工而不休息, 并且对设备的磨损也小很多。三是超声波加工更精细。例如, 超声波在进行裁断时, 切边准确, 边缘无损伤, 无卷曲现象, 不产生毛边, 走丝等问题[8]。而机械加工不精细就很有可能会出现瑕疵, 增加残次品。

　　当然, 超声波加工新技术也有一定的局限。首先最重要的是, 在进行超声波加工时, 会对操作员工的身体健康造成一定影响。所以很多企业没有完备的超声波隔离装置, 不能很好地保障员工的安全。其次, 超声波加工新技术对操作的技术性要求更高, 不如机械操作的容差性好。所以, 目前为止, 超声波加工新技术还没有得到普遍使用。

　　2.2.3 超声波加工新技术的应用前景

　　超声波加工技术在革制品行业中的发展已经有了进步, 随着社会科技水平的提高, 超声波加工新技术在革制品行业中一定会进一步完善。超声波加工新技术是体坛环保理念下的重要应用。它不仅能够准确的完成加工任务, 还能够有效地节约能源, 降低革制品加工过程中造成的种种污染。未来, 超声波加工新技术将于计算机互联网的关系更加密切, 甚至可以依靠机器人来完成整个加工过程, 这样不仅提高加工效率, 还能够有效地避免超声波对人体的伤害。

　　2.3 面料革新技术

　　2.3.1 面料革新技术在革制品行业的兴起与应用现状

　　中国作为革制品生产的大国, 每年都要消耗大量的皮革原料。在进行革制品制作过程中, 常常会有很多材料以废品废料的形式浪费掉。这些废料绝大多数被工厂焚烧或者掩埋, 造成浪费与污染。低碳环保理念渗入革制品行业之后, 这些浪费的皮料不再允许被焚烧浪费。所以很多设计师开始在面料的革新以及废旧面料的在使用上花功夫。面料革新技术就是在这样的背景下开始发展。

　　事实上, 现在的面料革新技术已经较为常见。扎染的牛仔裤就是一种常见的面料革新。面料革新是指通过各种工艺手段将面料的色彩或者质地发生改变。这种新的生产技术以节约材料资源为主要出发点, 通过二次设计来丰富面料的多样性。不仅从根源上减少了资源的浪费, 还能够避免材料更替造成的弃置。这是一项低碳环保又具有艺术美感的新的生产技术。

　　在Alexander Mc Queen 09年的秋冬秀场, 就曾经出现通过在皮革表面用磨绒处理做出花朵图案, 是皮革具有浮雕艺术的效果。面料革新技术的出现不仅丰富了皮革材质的肌理, 而且通过废旧面料的再处理能够有效地提升了皮革材料的利用率[9]。

　　图4 Alexander Mc Queen 09年的秋冬秀场图片 (磨绒处理面料) Fig.4 The 09 Autumn and winter show pictures (suede finishlining) in Alexander Mc Queen

　　图5 Alexander Mc Queen 09年的秋冬秀场图 (再生利用面料) Fig.5 The 09 Autumn and winter show pictures (recyclinglining) in Alexander Mc Queen

　　2.3.2 面料革新技术的优势与局限

　　面料革新技术的产生使得革制品行业的发展走向一个更加广阔的设计舞台, 通过面料革新能够赋予皮革特殊的纹理与质感, 不仅能够体现皮质产品的奢华美丽, 还能够通过面料再造充分利用皮革材料, 减少污染浪费, 节约企业生产成本。

　　但是面料革新有一个突出的发展劣势。面料革新技术需要通过精细的手工画着机械操作对面料进行加工。目前加工技术人员的加工技术还不能生产十分细致的产品。机械加工精度也有待改善。并且, 对面料进行革新意味着企业需要投入大量成本, 鉴于很多产品的生产报废率很高, 较多企业不愿意做这方面的尝试。

　　2.3.3 面料革新技术的发展前景

　　目前为止, 面料革新技术在皮具产品当中的应用已经较为丰富。包括染色, 压花, 雕刻, 刺绣, 镂空, 编织在内的面料新技术已经发展的较为成熟, 相应的机器设备也已经投入市场的生产活动[10]。随着消费者对革制品产品要求越来越高, 面料革新技术必然能够发挥它的优势, 极大的丰富市场产品。同时, 面料革新技术对致力于革制品行业低碳环保的发展有着积极地作用。

　　3 革制品行业采用低碳环保技术的挑战

　　21世纪, 低碳环保成为世界主题, 革制品行业正积极应对低碳环保的挑战。目前为止, 低碳环保理念已经影响着革制品行业的整个发展。除了上述的3D打印技术, 超声波加工技术, 面料革新技术, 革制品加工企业在日程生产制作过程中不断完善自己技术, 正逐步发展成高效节约的行业气氛[11]。

　　3.1 低碳环保技术面临的挑战

　　目前为止, 这些低碳环保技术的发展还未成熟。它们在行业中的发展依旧面临艰巨的挑战, 其中尤其以企业和相关生产人员为主。

　　从企业角度来说, 企业需要消耗大量精力进行技术的改进, 并且需要较多的资金支持用来购买先进的机械设备。对于以中小型革制品生产企业居多的中国而言, 很多企业上没有达到大批量使用这些体坛环保技术的经济条件。

　　对生产人员而言, 这些低碳环保技术的应用加大了操作的难度, 例如超声波加工新技术就需要技能要求更高的员工, 关于这方面的相关知识教育及培训还是较少。

　　这些低碳环保技术尚不完善, 很多新技术还有尚未解决的问题。例如3D打印作为能够实现个性化生产的先进技术受到革制品市场的青睐。但是目前为止, 关于3D打印的材料, 精度, 后期处理等问题都尚未得到良好的解决。所以3D打印在目前市场山的使用较少, 若是不能解决这些困扰, 它将很难得到进一步的发展。

　　3.2 低碳环保技术优化措施

　　首先应该解决企业资金不足的问题。这需要国家政府进一步完善革制品行业的相关鼓励政策, 给予一定的支持, 企业也可以通过寻求合作伙伴的方式, 共同负担资金问题。有了资金的支持, 还需要专业人才的深入研究。企业可以更加注重专业人才的培养, 学习并掌握相关的低碳环保新技术。最后, 如何提高科技水平, 解决现有新技术的局限性是关键。企业可以联合学校进行深入研究, 国家也可以开设专门的实验室分析这些问题的解决方法。例如是否可以用来皮革的高分子材料进行3D打印等等。相信通过补写的努力, 这些低碳环保的新技术一定会更加完善。

　　结语

　　中国轻工业联合会副会长、中国皮革协会名誉会长徐永在接受记者采访时指出[12]:“低碳经济时代的到来对于传统的皮革行业, 既面临着严峻的挑战, 又处于加快转变发展方式的历史机遇期[13]。”在低碳环保理念的影响下, 革制品行业很多落后的, 浪费的技术被完善或取代。一些节能高效的新技术应运而生, 它们不仅有效的改善了革制品发展行业浪费污染严重的现状, 也极大地提高了企业的生产效率, 促进了整个行业科技水平的发展。目前, 有的新技术发展尚不完善, 例如3D打印技术等都还没有在革制品行业站稳脚跟, 但相信随着科技水平的不断提高, 这些低碳环保的新技术一定会有所改进, 并且投入市场的生产活动[14]。

　　参考文献
　　[1]潘美丽.论鞋靴产品的智能化设计[J].皮革科学与工程, 2016, 26 (4) :58-60.
　　[2]中国鞋网.中国皮革业主推“低碳环保”理念[EB/OL].http://www.cnxz.cn/news/201110/27/249578.html 2011-10-27.
　　[3]曾琦, 徐波, 陈武勇, 等.我国革制品业的现状与发展[J].皮革科学与工程, 2007, 17 (3) :70-71.
　　[4]芮明杰.新一轮工业革命正在叩门, 中国怎么办?[J].当代财经, 2012, (8) :15-12.
　　[5]朱安超.3D打印技术在电子设备行业的应用[J].无线互联科技2015, 12, 147-148.
　　[6]鞋类设计软件Delcam CRISPIN Shoe Maker集成3D打印功能[J].中国皮革, 2015, (06) :51-51.
　　[7]阿迪达斯Futurecraft.3D打印跑鞋[J].印染, 2015, (23) :59.
　　[8]卢行芳.超声波在革制品加工中的应用[J].西部皮革, 2009, 31 (06) :35-37.
　　[9]2015革制品废料环保的设计分析[R].2015.
　　[10]顾江虹, 周怡.浅谈革制品废料环保再造设计[J].艺术科技, 2013, (11) :252-252.
　　[11]王睿.以皮革制品及鞋类标准化推动产业升级, 改善产业环境经济发展方式转变与自主创新[C].第十二届中国科学技术协会年会 (第一卷) , 2010.
　　[12]杨国宇.真皮标志企业引领低碳绿色风潮[J].西部皮革, 2010, (8) :30-31.
　　[13]梁玮, 徐永.低碳经济时代行业如何应对挑战[M].中国皮革网, 2010.
　　[14]曾琦.3D打印技术对鞋包设计的影响及展望[J].皮革科学与工程, 2016, 26 (2) , 61-66.

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