Несколько слов о высечке и высекальном оборудовании
Высечка из стопы листиков с одним изображением
Высечка из стопы полос с несколькими изображениями
Высечка из стопы листов со многими изображениями
Высечка из ленточного материала
Когда полиграфической продукции необходимо придать сложную форму, которую не в состоянии обеспечить одноножевые или трехножевые бумагорезальные машины, приходится прибегать к операции высечки. При ее выполнении применяются ножи различной формы, чаще с замкнутым контуром. Эта операция используется при выпуске продукции из бумаги, сплошного картона, гофрокартона, синтетической пленки и т.д. С ее помощью изготавливают этикетки, открытки, детские книги, заготовки коробок, конвертов, рекламную продукцию и др. изделия. Следует отметить, что за последнее время интерес к высечке значительно возрос, что связано с необходимостью выпуска разнообразной по оформлению продукции. Оборудование для ее выполнения довольно разнообразно, поэтому иногда возникают сложности с выбором тех или иных машин. Настоящая статья касается некоторых вопросов выбора оборудования для высечки продукции. Известны несколько технологических вариантов высечки и соответствующего им оборудования. Это касается высечки из листового или ленточного материала — рис. 1. Применительно к листу это высечка из:
- одного большого листа;
- стопы небольших листов с одним изображением;
- стопы полос с несколькими изображениями;
- стопы листов большого формата со многими изображениями.
Встречаются случаи, когда высекают просто из чистого листа какого-либо материала, без предварительного его запечатывания.
Высечка из рулонного материала более однообразна. Возможна высечка из одной ленты или из нескольких лент, наложенных одна на другую. Очень часто высечка применяется как одна из операций, выполняемых в рулонных флексографских печатных машинах или гибридных машинах, в которых используются нескольких способов печати (офсетная, трафаретная, флексографская, классическая высокая, глубокая).
Выбор того или иного варианта высечки, того или иного оборудования зависит от многих факторов — размеров и формы продукции, материала, тиража, требуемого времени изготовления и т.д. Большую роль играет, конечно, стоимость оборудования, которая лежит в очень широких пределах.
Остановимся кратко на различных типах оборудования, предназначенных для выполнения операции высечки.
Высечка из одного листа
Для высечки из одного листа в настоящее время наибольшее распространение получили несколько типов оборудования — тигельные машины, плоскопечатные, штанцевальные прессы, ротационные прессы, станки высекально-рилевочные.
Тигельные прессы (рис. 2) известны достаточно давно. Это, по существу, видоизмененные печатные машины без красочного аппарата. В специализированных тигельных высекальных прессах, как правило, угол поворота тигля по отношению к плите, на которой закреплен штамп, больше, чем в печатной машине. Кроме того, время выстоя тигля в крайних положениях можно регулировать. Все это связано с необходимостью обеспечения лучших условий подачи и съема листа. Более того, в таких прессах плита для закрепления штампа часто выполнена наклонной в сторону оператора.
Следует отметить, что ряд фирм выпускает специализированные тигельные высекальные машины различных форматов. Это машины тяжелого типа, со сложной траекторией движения тигля. В них, при подходе к штампу, тигель с заготовкой занимает параллельное штампу положение. А для повышения удобства работы тигли в конце холостого хода занимают почти горизонтальное положение. В машинах же легкого типа используется качающийся тигель. При больших толщинах материала — такого характера движения тигель не может занять положение, параллельное штампу, в результате чего приходится выполнять приправку. Кстати, на тигельным машинах высекать изделия из относительно тонкой бумаги (менее 100 г/м2) довольно сложно. У специализированных высекальных машин отсутствует красочный аппарат, но некоторые из них могут быть оснащены одним или несколькими аппаратами для горячего тиснения фольгой. Рабочая скорость тигельных машин составляет 20-30 циклов/мин и уменьшается с увеличением формата пресса. Поэтому их применяют при выпуске продукции небольшими тиражами. Известны модели тигельных машин, оснащенные механизмами для подачи заготовок на тигель и съема их с тигля с последующей укладкой в стопу. Многие полиграфисты хорошо знакомы с используемыми для высечки машинами-автоматами «Графопресс». Выпускаются машины и с отодвигаемыми приставками, предназначенными для подачи и съема листов — рис. 3. Скорость работы таких машин несколько выше тигельных машин, но сам принцип работы «плоскость — плоскость» препятствует повышению скорости. Тигельные машины являются одним из наиболее дешевых видов высекального оборудования. Их форматы лежат в широких пределах — от А4 до, например, 1650х1320 мм.
Часто для высечки используют переоборудованные плоскопечатные машины высокой печати, отслужившие свой век по причине, как правило, перехода типографий на офсет. Машины еще могут работать, выбрасывать их жалко. Вот и переделывают, приспосабливают их под высечку. Обычно их формат от 45х60 см до 70х100 см. Просто машины большего формата сейчас найти достаточно сложно. В этих машинах контакт рабочих поверхностей осуществляется уже по принципу «цилиндр — плоскость», т.е. по полосе небольшой ширины.
Переоборудование плоскопечатных машин под высечку требует относительно небольших затрат. В этих машинах штамп устанавливается на талер, а на цилиндре закрепляется декель — металлический лист. Вносятся изменения в листопроводящую систему машины. Плоскопечатные машины могут быть с ручной подачей заготовок или с автоматической (самонакладом). Рабочая скорость у них уже выше, чем у тигельных машин и может составлять 40-50 циклов/мин.
Необходимо учитывать специфику машин, оснащенных устройствами подачи и съема заготовок. На них сложно полностью высекать заготовку. Для обеспечения транспортировки целого листа, приходиться оставлять небольшие перемычки между изделиями и остатками листа (облоем). В противном случае лист невозможно будет нормально вывести из зоны высечки. Это приводит к необходимости выламывать вырубленные из листа изделия. В зависимости от типа изделия, их можно освободить от облоя и путем подрезки кромки листов на одноножевой бумагорезальной машине. На машинах такого типа затруднено также изготовление изделий, имеющих внутри наружного контура какие-либо отверстия. Вырубленные участки можно удалить только при остановке машины, что резко снижает производительность оборудования.
Штанцевальные прессы являются наиболее сложным видом высекального оборудования, имеющим самую высокую производительность. Скорость их работы доходит до 100 и более циклов/мин. По стоимости такие пресса близки к стоимости офсетных печатных машин. Их используют для производства продукции большими тиражами. Они оснащены самонакладом для подачи заготовок, секцией высечки и цепным транспортером для перемещения листа в зону высечки и вывода его оттуда к приемному стапелю. Ряд машин снабжен секцией для удаления вырубленных внутренних частей изделия.
Самонаклад отделяет листы от стопы и подает в машину. После выравнивания лист захватывается за переднюю кромку кареткой, прикрепленной к цепям. В определенный момент каретка останавливается, лист оказывается в зоне штампа и производится высечка. После высечки каретка снова начинает двигаться и перемещает лист к приемному столу. В мометн выстоя каретки во второй позиции производится удаление отходов вырубки. Есть модели, которые позволяют осуществлять не только высечку, но и горячее тиснение фольгой.
Для высечки изделий из гофрокартона при небольших тиражах применяются высекально-рилевочные станки — рис. 5. Это станки-полуавтоматы. На них работают два оператора. Один из них укладывает лист картона на штамп и включает транспортер. Штамп с листом проходит между ведущим и прижимным валом и происходит высечка изделия. Второй оператор (с другой стороны станка) снимает его со штампа и укладывает в стопу. Затем он размещает на штампе новый лист картона и отправляет его первому оператору.
На специализированном высокоскоростном оборудовании для высечки заготовок коробов из гофрокартона останавливаться не будем.
 |
|
Высечка из стопы листиков с одним изображением
Такую высечку производят обычно на гидравлических прессах, подобных изображенному на рис. 6. Стопы листиков укладываются друг за другом в направляющий канал. Затем включается пресс и под действием гидроцилиндра листки продавливаются через штамп. Готовая продукция проходит через внутреннюю часть штампа. а отходы разрезаются на отдельные части ножами, расположенными с внешней стороны штампа. Готовая продукция поступает на приемный лоток, а отходы сваливаются в бункер. Длина стопы, укладываемой в подающий лоток, обычно не очень большая — порядка 200 мм. При большей длине требуется значительное усилие (более 10-20 т) для продавливания стопы через штамп. При этом возможно возникновение смещения изображения относительно штампа. Скорость работы пресса обычно составляет порядка 20 циклов в минуту. Его производительность зависит от работы оператора. Она достаточно велика и может достигать сотен тысяч изделий в час. Обычно пресс используется при производстве разнообразной этикеточной продукции с ограничением по формату, поскольку листы большого формата при наклонном расположении стопы прогибаются в средней части, что приведет к искажению размеров вырубленных изделий. Фирмами предлагаются модели как простейшие, в которых производится только вырубка изделий, так и очень сложные, в которых на выходе получают обандероленные стопы изделий.
Этому варианту высечки обычно предшествует разрезка запечатанных листов на фрагменты, содержащие одно изображение. Большое значение при этом имеет точность и качество разрезки стоп запечатанных листов, зависящее в большой степени от технического состояния бумагорезальной машины, на которой выполняется эта операция. Если машина дает косину стопы по ее высоте, если затл занимает различное положение при разрезке стоп, если не удается получить стопы с прямыми углами, то все это приводит к смещению изображения относительно высекального штампа. Еще одна особенность — пресс должен иметь наклонный направляющий канал в форме уголка, повернутого (чаще на 45) по отношению к горизонтали. Это необходимо для того, чтобы заготовки могли четко базироваться по двум сторонам уголка. Кроме того, гидроцилиндр должен располагаться по центру уголка (заготовки), иначе при высечке нагрузка будет направлена не по оси штока, а сбоку от него, что приведет к ускорению износа всех уплотнений.
|
|
Высечка из стопы полос с несколькими изображениями
Эта техника уже сложнее — рис. 7, чем просто высекальные прессы. Она уже оснащена системой программного управления и приводами, обеспечивающими перемещение исполнительных органов с изменяемым шагом. Работает она следующим образом. На одноножевой бумагорезальной машине из стоп листов предварительно нарезают стопы полос с изображениями, подлежащими высечке (это легче и быстрее, чем нарезать стопы с единичными изображениями). Эти стопы полос выстой 40-50 мм укладываются на стол высекального пресса и фиксируются с помощью специального зажима. Усилие высечки в этих прессах раза в 1,5-2 меньше, чем в прессах для высечки листов с одним изображением (высота стопы меньше). На стойке управления прессом задается шаг перемещения зажима со стопой. После этого начинается собственно высечка с помощью высекальной головки, движущейся возвратно-поступательно в вертикальной плоскости. В зависимости от конструкции пресса высекальная головка осуществляет высечку при своем движении сверху вниз или снизу вверх. В первом случае готовая продукция продавливается через штамп снизу вверх и поступает в вертикальный канал. По мере заполнения канала оператор вынимает из него продукцию. Есть прессы, в которых после высечки очередной порции высекальная головка перемещается к приемному столу, где из штампа выталкивается порция готовых изделий. Скорость работы таких прессов может достигать 50 циклов/мин., а за один цикл может высекаться до нескольких сот этикеток (400000-500000 изделий в час).
На таком прессе удобно и выгодно высекать дугообразные этикетки. На полосе этикетки можно разместить таким образом, что одна этикетка будет заходить в другую. Это позволяет на листе разместить большее количество этикеток, в результате чего уменьшаются отходы бумаги. При высечке листочков с единичным изображением такого сделать нельзя.
Работа пресса также имеет свои особенности. Необходимо, чтобы бумага по всей длине полосы имела одинаковую влажность. Иначе при постоянном шаге перемещения стопы может возникнуть несовмещение контура изображения и контура высекального ножа. Возможно некоторое несовмещение к концу полосы, поскольку штамп имеет определенную толщину ножа, который при врезании в стопу как бы уплотняет ее, что может привести к неточной высечке.
|
|
Высечка из стопы листов со многими изображениями
Еще одна технология — когда этикетки высекаются из стопы листов большого формата со многими изображениями. По сравнению с вариантами работы с стопами с единичными изображениями и полосами количество изображений на листе может быть больше за счет более тесного расположения изображений. Из прессов, работающих со стопой (высота которой обычно меньше, чем в случае высечки из стопы полос — порядка 10-30 мм) — это самые сложные прессы, с двухкоординатной системой программного управления перемещением монолитного штампа (рис. 8). По характеру своей работы они напоминают прессы, работающие со стопами полос. Скорость работы таких прессов доходит до 60 циклов/мин (порядка 200000 изделий в час).
Но есть одна проблема, с которой иногда приходится иметь дело при работе с полосами. Высечка начинается в одном углу стопы листов. Монолитные штампы имеют определенную толщину. При врезании в бумагу они «раздвигают» листы, и к концу листа изображение на стопе может не совпасть с положением штампа с вытекающими отсюда последствиями.
Существует еще одна разновидность прессов, работающих со стопой. В них оператор вручную сверху стопы устанавливает высекальный нож. После этого верхняя плита пресса опускается и производится высечка продукции — рис. 9. Оператор вручную выдавливает стопу из ножа и повторяет операцию. Стоимость пресса, как и его производительность (зависящая от оператора), относительно невысокая (может достигать 120000-150000 изделий в час). Такая технология часто используется при высекании продукции больших размеров. Высота стопы — до 40-50 мм. Усилие — до 20-30 т. Встречаются случаи применения для высечки полиграфической продукции высекальных прессов, используемых в обувной, кожевенной промышленности.
|
|
Высечка из ленточного материала
Рулонные ротационные высекальные прессы чаще всего являются составными частями, узлами узкоформатных рулонных печатных машин, например, флексографской. Такие машины целесообразнее было бы считать печатно-отделочными линиями. Скорость их работы составляет обычно 150-180 м/мин. и зависит от ряда факторов, в том числе от рисунка высекального штампа, размеров продукции, материала обрабатываемой ленты, ее ширины и т.д. Такие высекальные пресс менее универсальны по своим форматным возможностям по сравнению с листовыми прессами. В листовом прессе переходить от одного формата к другому намного проще, чем в рулонном ротационном. В рулоном прессе или секции при изменении размеров продукции необходимо менять цилиндр-штамп (если работ выполняются на картоне) или цилиндр, например, магнитный, на котором закреплен тонкий высекальный штамп (при производстве этикеток на липкой основе). Но это неудобство компенсируется высокой производительностью машины, что очень важно при больших тиражах. Кроме того, если требуется изготовить этикетки на липкой основе, то ротационные машины часто становятся незаменимыми. В ряде случаев при работе с рулонным материалом применяются высекальные прессы не ротационного, а цикличного, возвратно-поступательного действия. В них применяются плоские штампы, которые дешевле ротационных. Есть еще специализированные прессы, предназначенные, например. для вырубки крышек к баночкам.
В заключение еще раз целесообразно напомнить, что при выборе высекального оборудования необходимо в первую очередь исходить из размеров продукции, намечаемой к выпуску, ее тиражей, используемого материала, требований к точности высечки, имеющихся средств и площадей. При этом производительность высекального оборудования должна сочетаться с производительностью оборудования для выполнения предшествующих и последующих операций. Тогда не потребуется загромождать полуфабрикатом все свободные проходы.
Что касается оборудования для высечки крупнотиражной продукции из гофрокартона, то это тема для отдельной статьи.
КомпьюАрт 6'2000