Высекание штампом можно отнести к одному из важнейших методов обработки печатной продукции, так
как достаточно большое количество изделий и полуфабрикатов обрабатывается этим методом.
В отличие от процессов разрезки и об
резки, где используется прямолинейное
разрезание материала, высекание — это
процесс, при котором продукция разрезается по определенному шаблону. Обычно при производстве
этой продукции используются системы с замкнутой режущей кромкой. Иногда, однако, используется открытый штамп, например при круглении уголков книжных блоков, игральных карт и т.д., а также для высечки индексов (вырез для кончика пальца на обрезе справочного издания и т.д.). Перфорация также относится к операции высечки.
Рис. 11
Ротационная листорезальная машина для одновременной разрезки 4 рулонов
Различия в назначении операций процесса высекания штампом представлены на рис. 12. В обоих случаях замкнутый рез на полуфабрикатах производится с помощью высекального инструмента
(штампа).
Высекание, при котором сохраняется внешняя форма изделия используется для подготовки сервисных
зон продукции, таких, как линии отрыва, боковые отверстия, смотровые окна и т.д.; вырезанный материал идет в отходы.
Типичная продукция:
-
отрывные календари с перфорацией;
-
бесконечный формуляр с линейной перфорацией;
-
конверты и папки со смотровыми окнами;
-
файлы с боковыми отверстиями;
-
брошюры, скрепленные проволочной гребнеобразной скобой или спиралью, и т.д. (перфорация для
вставки блока в переплетную крышку).
Рис. 12
Назначение операций процесса высечки:
а высечка заданного образца на материале
б высечка материала, идущего в отходы,
непосредственно на заданном образце;
Рис. 13
Схема процесса высекания
При высекании заданного образца из основы изделие
приобретает новую геометрическую форму. Типичная
продукция, не имеющая угловых кромок:
-
этикетки с закругленными краями, этикетки особой
конфигурации;
-
подставки для стаканов или бутылок;
-
игральные карты, иллюстрации, переводные картинки, составные картинки-загадки;
-
гирлянды, развлекательные изделия;
-
заготовки для складных картонных коробок и другой упаковочной продукции;
-
вырубленные уступы на обрезе справочного издания.
Технологические методы реализации заданий по высеканию штампом имеют отличия. Схема на рис. 13
представляет основные варианты отделочных операций.
Для высекания на бумаге, картоне главным образом используется ножевой метод реза, так как изготовление инструментов для ножевого реза проще и
поэтому дешевле, чем изготовление инструментов для
ножничного реза. При использовании средств для ножничного реза шаблон, штамп и противодействующее
устройство должны быть точно подогнаны друг к другу, а для вертикального перемещения штампа к нижнему режущему инструменту требуется сложная направляющая система.
Инструменты для перфорации должны быть разработаны с учетом длительного срока эксплуатации.
Плоскостная разрезка ножничного типа для отрывной
перфорации и для вставки несброшюрованных листов в переплетные крышки осуществляется посредством перфорирующих гребенок. Движения пробивающих элементов (например, игл) регулируются особым
способом.
Пробивка контурных отверстий бесконечного формуляра производится непосредственно в ротационных
высекальных машинах, на печатных машинах с ротационным высекальным устройством ножничного типа. Они оборудованы штамподержателем, на котором
крепятся пуансоны, и штамповочным цилиндром, на
котором смонтированы нижние ножи (матрицы). Во время перфорирования пуансоны движутся циклически, погружаясь в отверстия матриц. Поэтому глубина
погружения штампа незначительна (< 0,5 мм). Поворот нижнего цилиндра с матрицами осуществляется
во время рабочего хода пуансонов. Таким образом, несколько пуансонов перемещаются в соответствующие
отверстия в матрице нижнего цилиндра.
Для вырубки раскроек и вырезок с неправильной
формой при ножевом методе резки применяется преимущественно следующее оборудование:
-
машины для высечки колонного и мостового типа
используются при разрезке продукции в стопе;
-
пробивные автоматические высекальные машины
со встроенным штанцевальным инструментом для
вырубки продукции в стопе;
-
автоматические вертикальные высекальные машины и тигельные высекальные машины для вырубки
листов;
-
ротационные высекательные устройства в качестве
модулей в рулонных офсетных печатных машинах
для высечки из рулонов.
Машины для высечки колонного и мостового типа
Колонные высекальные прессы просты в устройстве, на них оператор проводит загрузку и разгрузку
продукции вручную. В большинстве таких конструкций стопа кладется на стол, и резальный инструмент
размещается поверх стопы вручную в соответствии
с положением заготовки или контрольной меткой.
Затем устанавливается рычаг сверху инструмента и
начинается процесс вырубки. По окончании рычаг отводится назад, отходы удаляются и вырезанная заготовка выводится из машины. Эти операции могут
быть автоматизированы, пример такой автоматической высекальной машины колонного типа показанна рис. 14.
Рис. 14
Пример высекального устройства:
а схема высекального устройства;
б высекальная машина (Busch)
Штампы (рис. 12) являются инструментами с
внутренней или внешней заточкой краев. Ножи соответствуют форме вырезаемого образца, и угол фаски находится между 15 и 18°.
Они сделаны либо как инструменты проходного
типа, либо оборудованы выталкивателем продукции
в случае незначительной глубины вырубки. Изготовление штампов является очень трудоемким, так как
процесс производства сложно механизировать.
Мостовые высекальные прессы (рис. 15) имеют две или четыре колонны. Продукция кладется на
стол пресса под штанцевальную плиту. Во время процесса вырубки плита опускается в направлении стола
пресса. Для загрузки и разгрузки продукции стол передвигается в сторону, так что блок высечки становится доступным.
Вертикальный тигельный высекальный пресс
В высекальных прессах такого типа продукция высекается из запечатанных бумажных или картонных листов.
Листы разделяются в обычном плоскостапельном самонакладе и транспортируются через машину посредством цепи с захватами. В вертикальных тигельных высекальных прессах листы вырубаются по одному; отходы удаляются и заготовки выкладываются по отдельности. Принцип работы представлен на рис. 16.
Рис. 15
Гидравлический плоскостный высекальный пресс с реверсивным
мостом (Модель 6100В, Schon & Sandt)
Тигельный высекальный пресс работает по принципу ножевого реза. Высекальный штамп монтиру данные, что и при разработке высекаемой продукции
и для раскладки листа.
Разделяющий материал, сделанный из резины,
прижимает лист к столу при подведении штампа (рис.
18,а). Далее после операции лист транспортируется выровненным в секцию удаления облоя.
Штампы со стальными линейками можно также
использовать для создания надрезов и биговки продукции. Для надрезания используются более короткие инструменты, чем в случае разрезки. Стальные
линейки для биговки закругляются в верхней части.
Биговальная матрица служит в качестве механизма
противодавления (рис. 18,а).
Рис. 16
Принцип работы вертикального высекального пресса
Специально оборудованные вертикальные высекальные прессы могут выполнять операции тиснения или создания рельефа. Для тиснения фольгой плита должна быть нагреваемой (с регулируемой температурой), а машина должна быть оснащена наматывающим и разматывающим устройством для фольги.
Рис. 17
Высокоскоростной высекальный пресс (Bobst)
Рис. 18
Структура штампов со стальной линейкой:
а схема;
б изготовление инструмента (штампа)
Рис. 19
Установка стальной линейки в фанерную основу
Магнитные высекальные штампы представляют
собой альтернативу инструменту стальной линейки, в
особенности для разрезки картона (толщина < 0,3 мм).
Тигельный высекальный пресс должен быть оснащенмагнитной плитой. Магнитные пластины высекального штампа имеют нормативную толщину, равную
0,44 мм (более толстые стальные пластины используются в особых случаях). Для выполнения разреза,
биговки, микроперфорации и создания надрезанных
контуров пластина гравируется. При этом применяются те же самые способы, как при производстве формы глубокой печати. Затем высекальные линейки устанавливаются на управляемый компьютером фрезерный станок для получения правильной геометрии
режущего инструмента. Для повышения срока службы режущая кромка и профиль ножа могут быть закалены с помощью лазерной технологии. Характерные особенности магнитных высекальных пластин:
точность контура, длительный срок службы инструментов и незначительное время настройки.
Ротационные высекальные прессы
Бесконечный формуляр, самоклеящиеся этикетки, конверты и подобная продукция при больших тиражах
преимущественно печатаются на рулонных офсетных
печатных машинах малого формата (узкий рулон). Для
обработки полотен эти машины могут быть оборудованы такими устройствами, как ротационные высекальные устройства дополнительно к фальцевальному аппарату и устройствами перфорации и разрезки.
Применяемый высекальный штамп работает по принципу ножевого реза, он состоит из:
-
высекального цилиндра, на котором крепится штамп.
Этот цилиндр может быть заменен при обработке
продукции другого формата;
-
опорного цилиндра; это ровный цилиндр с неизменной длиной окружности;
-
устройством извлечения, которое утилизирует отходы вырубки.
Рис. 20
Устройство послепечатной обработки для
бесконечных формуляров (Muller Martini)
На рис. 20 показана отделочная система печатной
машины, которая может быть использована при обработке бесконечных формуляров. Устройство вырубки
(первое устройство) может быть заменено: устройством
пробивания отверстий в файлах. Магнитные высекальные пластины могут быть использованы в качестве инструментов вырубки. Высекальный цилиндр в этом случае должен быть спроектирован как магнитный цилиндр.
Для очень больших тиражей также могут использоваться компактные цилиндры со вставкой инструмента.