Lei Feng Fab Academy 2025个人作业：乙烯基切割
作为第3周计算机控制切割作业的一部分，除了激光切割灯笼外壳外，我还使用乙烯基切割机制作了一个 Fab Lab 标志贴纸，并将其贴在了我的笔记本电脑上。
设备与材料
在柴火创客空间，我使用了 Cricut Explore 乙烯基切割机来完成这个项目。
柴火创客空间的 Cricut Explore 乙烯基切割机
使用的材料是灰色乙烯基贴纸。
使用 Cricut Explore 切割机，需要下载 Cricut Design Space。
- Design Space for Desktop (Mac/Windows)
- iOS (Apple App Store)
- Android (Google Play Store)
我的 mac 安装 Cricut Design Space 后，可以在软件的主页看到很多推荐的图案
设计过程
- 首先，我从 Wikimedia Commons 下载了 Fab Lab 的标志矢量文件。
FAB LAB 的 SVG 格式的 logo
- 将 SVG 格式的标志，使用软件左侧的“上传”功能，导入到 Cricut Design Space 中。
使用左侧的“上传”功能
Fab Lab 的标志 被导入了绘图区
- 在软件中调整了标志的大小，使其适合贴在笔记本电脑上，最终尺寸设定为 4cm × 4.83cm。
调整大小到 4cm × 4.83cm
切割过程
调整图像方案
这个 Logo 因为有 4 种颜色（红，绿、蓝和黑），此时如果直接点击右上角的“制作”按钮，会进入如下图所示的节目。项目会被自动分为 4 次不同颜色贴纸的切割作业。
对于这个 4 色 Logo，软件自动规划了 4 种颜色贴纸的切割任务，但我们只有 1 种灰色的贴纸，所以这个切割方案并不合适
我将所有图片结为组（快捷键为 command+G），让其成为整体，然后在结组的图像上打开辅助菜单，选择“合并>焊接”功能
把图像结组后，在辅助菜单上找到“焊接”功能
现在图像变成了单色的整体，如下图所示。
焊接后，图像变为单色整体
现在进入“制作”界面后，变成完整的形状了，如下图所示。
现在可以以单色方式切割出 Logo 的形状
切割
- 准备乙烯基材料：
- 裁剪了一块合适大小的灰色乙烯基贴纸。
- 将贴纸平整地贴在切割垫上，本来希望没有气泡和皱褶，但还是没有处理好，先试试吧。
我们放入打印机的贴纸是灰色的，贴在切割垫时不小心弄出了褶皱，应该尽量避免
- 加载材料到机器：
- 将切割垫插入 Cricut Explore 机器
- 在机器设置中选择"vinyl（乙烯基）"材料类型
- 工具材料自动选择了“精细刀头”
- 执行切割：
- 发送设计到机器
- 根据提示，按下中间的开始切割按钮，如下图所示
- 机器开始精确切割标志的轮廓
Cricut Explore 开始切割时中间的按键会闪烁提示，按下后才会启动切割过程
切割完成后的效果如下图所示，主要的问题是铺的不够平。
后期处理与应用
- 剔除多余部分：
- 使用剔除工具小心地移除不需要的乙烯基部分
- 保留标志的主体部分
- 应用到笔记本电脑：
- 清洁笔记本表面
- 小心地将标志定位在合适位置
现在我的笔记本电脑的外壳，多了 Fab lab 的标志
第 2 次尝试：切割中国剪纸风格生肖蛇图案
第一次切割过程比较仓促，效果并不满意，所以我决定再次尝试切割一个更复杂点的图案。这次我找了一张中国剪纸风格的生肖蛇图案（2025 年是中国的蛇年）。
我在柴火创客空间找到了蓝色的乙烯基贴纸，并购买了用来转印的透明贴膜，如下图所示。
这次准备使用蓝色的贴纸，并购买了用来转印的透明贴膜
不过这次在准备打印的过程中，出现提示需要校准切割机，继续后提示打印校准表，如下图所。
切割机需要校准的时候，会先提示要打印校准表
我选中柴火空间的打印机后，用 A4 打印了两张校准表，并把其中的一张靠左上角贴在切割垫上，如下图所示。
将打印好的校准表靠左上角粘贴在切割垫上启动校准
切割机会先尝试切割中间的方形，然后会询问你切割线是否和方形打印线重合。如果不重合，切割机会切割垂直的编号 1-21 条线，和水平的 A-U 的线条，并询问水平和垂直的切割线条和打印线能正好居中的编号，以此来作为调整切割机刀头原点的依据。完成后会再尝试切割一次校准表，这次切割线就可以和打印线重合了。
完成校准后，这次我尽可能平整的将贴纸铺在了切割垫上，如下图所示。
将贴纸尽可能平整的铺在切割垫上
上传了剪纸生肖蛇的图案，并把图像转换为单图层，如下图所示。
上传剪纸生肖蛇的图案并将图像转换为单图层模式
然后调整大小，大概 17x15cm 左右，如下图所示。
调整图案大小
切割机给出了一个预览图，如下图所示，这里可以设置材料尺寸，注意要比图案大一些。
切割机给出了预览，在这里可以设定材料尺寸
发送到打印机后，提示按下切割机的开始按钮，如下图所示。
提示按开始按钮启动切割
按下启动按键后，开始切割，并显示切割进度，如下图所示。
开始切割了
这次因为贴纸在切割垫铺的很平整，所以切割进行的很顺利，如下图所示。
切割完成，因为贴纸平整，所以没有第 1 次的翘起等问题出现
我裁剪了一块和切割图案差不多大的转印贴膜，如下图所示。准备开始图案转印工作。
准备一张和打印图案差不多大小的转印贴膜
将贴膜有粘性的一面，贴在要转印的图案上面，如下图所示。
在转印图案上贴转印膜
将转印膜压平展，让其牢固的贴在图案上方，如下图所。
将转印膜在图案上压平整
确定转印膜贴牢贴纸后，裁剪出图案的部分，将贴纸的白色保护基膜去掉，如下图所示。
将贴纸底部的白色基膜去掉
接下来就去除外框部分的贴纸，并借助裁纸刀或镊子，剔除中间需要掏空的贴纸，如下图所示。因为有转印膜固定图案，所以这个过程会比较容易，但也很花时间。
有转印膜粘附固定图案，让去除多余贴纸的过程变得容易一些
最终去除了所有的不需要的贴纸，只剩下所需图案的部分，如下图所示。现在，我们可以准备把贴纸黏在需要黏贴的表面了。
转印膜上只留下了需要的图案贴纸
我选了一个装载烙铁套件的金属盒的盖子，大小正好，直接将转印膜和图案贴上，压平展后再小心揭掉转印膜，这样原来的贴纸图案就留在了金属盒表面上。
将转印膜和贴纸黏在金属盒表面后，再小心去掉转印膜，留下贴纸图案在金属盒表面
最终，烙铁金属盒的表面，多了个漂亮的生肖蛇图案，如下图所示。
烙铁金属盒的表面多了个生肖蛇的贴纸
乙烯基切割工艺流程分析
根据 Pradnya Shindekar 老师的反馈："Could you please add few lines or image explaining about vinyl tool (blade) we are using for cutting."。这促使我进一步收集了一些 Cricut Explore 乙烯基切割机的资料，比如下面链接的文档：
https://www.westlincolnlibrary.ca/Cricut%20Air.pdf
https://www.mcplibrary.org/wp-content/uploads/2024/05/Cricut-Explore-Instructions.pdf
https://cricut.com/en-us/tools-accessories/machine-tools/blades-tools
这个研究让我对这个设备和工艺有了更深入的理解，以下是对我在实践过程中观察到的乙烯基切割关键工艺环节的分析：
乙烯基切割的核心工艺原理
乙烯基切割机的工作原理类似于绘图仪，但以刀头替代笔尖，通过控制刀头在 X-Y 平面上的移动轨迹和压力，在材料表面实现精确切割。Cricut Explore 等现代切割机采用伺服电机系统，能够实现复杂路径的高精度追踪，刀头的垂直压力和旋转角度可根据切割需求自动调整。
Cricut Explore 乙烯基切割机的结构功能示意图
影响切割质量的关键参数
在我的两次尝试中，以下几个关键工艺参数直接影响了切割效果：
- 切割力度（Cutting Force）：
- 作用：决定刀头对材料的压力，直接影响切割深度
- 调节方法：Cricut Design Space 中会根据选择的材料类型自动设置推荐值
- 参数过大：会切透底纸，损坏切割垫
- 参数过小：无法完全切透材料，导致剔除困难
- 切割速度（Cutting Speed）：
- 作用：影响切割精度和效率平衡
- 复杂图案（如第二次尝试的蛇图案）通常需要降低速度以确保细节精确
- 简单图案（如第一次的 Fab Lab 标志）可使用较高速度提高效率
刀头类型与状态
想详细了解 Cricut Explore 乙烯基切割机的刀头可以参考 https://cricut.com/en-us/tools-accessories/machine-tools/blades-tools。
- Cricut Explore 针对乙烯基自动选择了精细刀头（Fine Point Blade）：这是最常用的标准刀头，适用于中等厚度的材料如乙烯基、纸张和卡纸，刀头呈银色，通常作为机器的默认配置。
- 深切刀头（Deep Cut Blade）：呈蓝色，用于切割较厚材料如厚皮革、厚磁片和厚木质薄片，切割深度比标准刀头更深。
- 织物刀头（Fabric Blade）：呈粉色，专为切割棉布、毛毡等织物设计，保持锋利度以防止织物材料磨损。
- 旋转刀头（Rotary Blade，仅限Maker系列）：适用于切割棉布、牛仔布等各种织物，通过旋转切割减少材料拉伸。
- 刀头磨损会直接影响切割质量，需定期检查更换：根据使用频率和材料类型，刀头通常需要在50-100次切割后更换，当发现切割边缘不再整洁时应考虑更换。
- 刀头角度通常在45°左右，适合大多数乙烯基材料：这个角度提供了良好的切割精度和刀头寿命平衡，特殊材料可能需要调整角度或选择专用刀头。
材料属性对工艺的影响
不同材料特性对切割工艺有显著影响，我的实践中观察到：
- 乙烯基厚度与硬度：
- 较厚的乙烯基材料需要增加切割力度
- 较软的材料（如某些装饰用乙烯基）切割更容易，但剔除和转印时容易变形
- 背胶特性：
- 粘性背胶强度影响转印后的附着性能
- 不同应用场景（如笔记本电脑外壳、金属盒表面）可能需要不同粘性等级的材料
- 环境因素：
- 温湿度会影响乙烯基材料的柔韧性和粘性
- 在温度过低的环境下，乙烯基变硬，可能需要调整切割参数
切割后处理的关键技术
切割后的处理工艺直接决定了最终效果，包括：
- 剔除技术（Weeding）：
- 基本工具：镊子、裁纸刀、剔除针
- 技巧：从边缘向中心剔除，或从较大区域向细节区域推进
- 对于复杂图案（如蛇图案）：建议使用专业剔除工具组合，并保持耐心
- 转印技术（Transfer）：
- 转印膜的选择：透明度、粘性强度需根据图案复杂度选择
- 应用方法：从中心向边缘平整贴附，避免气泡
- 揭离技术：缓慢、小角度揭离，确保图案完整转移
- 表面应用（Application）：
- 表面清洁：确保应用表面无灰尘、油脂
- 定位技术：使用辅助标记确保准确定位
- 最终固定：使用刮板工具确保无气泡、完全附着
工艺流程优化建议
基于我的两次尝试经验，提出以下工艺优化建议：
- 设计优化：
- 避免过小细节：小于 2mm 的细节在剔除时容易破损
- 考虑材料特性：某些图案可能需要简化以适应特定材料
- 切割环境优化：
- 保持切割垫清洁：定期清理残留粘性，延长使用寿命
- 材料预处理：确保材料平整，避免我第一次尝试中的皱褶问题
- 效率提升技巧：
- 材料合理排布：最大化材料利用率
- 批量处理：类似图案可同时切割，提高工作效率
- 工具准备：提前准备好剔除和转印工具，建立工作流程
通过对这些工艺参数和流程的深入理解，我在第二次尝试中明显提高了切割质量和效率。乙烯基切割虽然看似简单，但要达到专业效果，需要对材料特性、设备参数和工艺流程有系统性掌握。