Автор: Артем Потапенко

Ножи по праву можно назвать одним из главных элементов гофроагрегатов. Именно от ножей зависит, какой глубины и четкости будет биговочная линия (а значит – как пойдет в дальнейшем складывание коробки), а также насколько хорошо и мягко будут обрезаны края. Но картон, бумага и пленка по-разному воздействуют на режущую кромку ножа - различаются даже углы заточки для работы с данными материалами. Поэтому важно, насколько правильно выбран нож.

Существует два вида ножей. Высекальными (или вырубными) называются те ножи, которые отсекают лишние части картона при вырубке коробки,  а также при вырубании контура этикетки или другой продукции. Биговальные ножи – это специально затупленные ножи, которые проминают картон в местах будущих сгибов.

Высекальные ножи

Ножи для высекания (их еще называют пластины) предназначены для высечки и вырубки этикеток, изготовления перфорации и фальцовочных линий, обработки картона. Эти пластины способны обрабатывать все типы бумаг, картонов, плёнок, бумажных и плёночных ламинатов, двухслойных плёнок.

Как правило, ножи для высечки изготавливают из высокоуглеродистой стали, по составу близкой к марке У8. Чтобы повысить долговечность, режущую часть закаливают до твердости в пределах HRc = 55 — 58. Способ заточки определяет состояние режущей поверхности. Чем выше чистота поверхности, тем больше долговечность ножа и качество высечки. Заточку ножей выполняют двумя способами: протяжкой, условно обозначаемой (GZ), и шлифованием, обозначаемым (GS).

По показателям прочности ножи разделяются на универсальные и ножи повышенной тиражестойкости (режущие кромки инструмента подвергаются специальному лазерному упрочнению для создания на поверхности сверхпрочного мартенситового слоя). Для большинства видов материалов используют универсальные вырубные ножи. Но для очень длительных тиражей, а также при вырубке по абразивным материалам (термобумага) рекомендуется заказывать упрочненные ножи.

Чтобы снизить налипание остатков клея и краски на режущие ножи и основание пластины, используется тефлоновое покрытие. Такие инструменты идеально подходят для работ со специальными материалами, имеющими толстый слой клея, густой клей, клей предназначенный для глубокой заморозки и т.п.   

Среди высекальных ножей наиболее распространена односторонняя заточка с прямолинейной фаской. Угол заточки для картона равен 21—22°, для картона с полимерной пленкой 23-24°. Высечные пластины для обработки бумаги имеют более тупой угол заточки кромки (около 90°). Пластины для пленок имеют более острые углы заточки режущей кромки – от 80°. Поэтому при заказе ножа необходимо точно указывать материал, с которым ему предстоит работать.

Важно также учитывать, что картон, бумага и пленка воздействуют на режущую кромку ножа по-разному: при вырубке бумаги и картона быстро затупляется сама кромка, и острый край становится скругленным. При вырубке пленки, напротив, острый край остается, кромка «выедается» с боков.

Таким образом,  при работе с высекальными ножами следует соблюдать следующие правила:

• Не рекомендуется использовать один и тот же нож на разные виды материалов;
• Нельзя переставлять нож с бумаги на пленку (скругленный край не будет работать по пленке).

Чтобы предотвратить изменение геометрии фаски ножа, а также снизить скорость его затупления, специалисты компании Polykur рекомендуют использовать для высечки гофрокартона ножи с односторонней заточкой и с двойной прямолинейной фаской. В целом же, наилучшими свойствами обладают ножи с двусторонней заточкой с двойной прямолинейной фаской (как правило, ножи с углом двусторонней заточки α = 52-54°). Усилие высечки одного погонного метра таких ножей для гофрокартона достигает 1 тонны. Для высечки гофрокартона, ламинированного полимерными пленками, применяют ножи более острые с углом α = 42°. Усилие высечки такими ножами снижается до 750-800 кг/погонный метр. Величина дополнительного угла β = 4°.

Понятно, что каждый более совершенный профиль заточки ножей сложнее выполнить технически: это отражается на цене ножа. Поэтому целесообразность выбора соответствующего профиля заточки ножей нужно тщательно просчитывать.

Решить противоречия!

С точки зрения твердости к ножам предъявляют требования, противоречащие друг другу. С одной стороны, режущая поверхность должна иметь максимальную твердость. Это повышает долговечность ножа. С другой стороны, ножи должны обладать высокой пластичностью, чтобы обеспечить нужные остаточные деформации в процессе гибки. Это делается с целью получения сложной конфигурации, соответствующей развертке высекаемых деталей. Но, как известно, с повышением твердости сталей увеличивается их жесткость и уменьшается пластичность. Проблема разрешается за счет использования разной твердости тела ножа и его режущей части. Высокая твердость режущей части обеспечивается либо в процессе протяжки и наклепа, либо путем местной закалки режущей части ножа.

Биговальные ножи

Биговка – это продавливание тупым ножом на бумаге или картоне линий сгиба, благодаря которому лист легко и ровно сгибается. Глубина продавливания может регулироваться. Обычно максимальная длина линии сгиба составляет 332 мм. Максимальная плотность бигуемых материалов - 400 г/кв. м, расстояние между бигами не должно быть менее 5 мм. Благодаря современным технологиям стала возможна биговка под углом 45 градусов и перекрестные биги. Важным условием получения хорошего бига является направление биговки, которое должно совпадать с направлением преимущественной ориентации волокон в листе.

Существует два способа биговки: роликовый и ножевой. Биговальные ножи используются при втором способе продавливания картона.

Качество биговки зависит от точности геометрических размеров и состояния рабочей поверхности ножа. Важна также точность совмещения осей симметрии ножа и биговального канала – иначе бороздка будет продавлена не в том месте.

Сегодня выпускают три вида биговальных ножей: стандартные, с утолщенной формующей головкой и с зауженной формующей головкой. Все виды ножей  отличаются высотой и точностью допуска. Их изготавливают из листовой стали в виде полос длиной 1 м, твердостью 37—43 HRc. Формующая поверхность головки имеет высокую чистоту и хорошо отшлифована.

Иногда биговочные канавки чередуются с длинными щелеобразными отверстиями. Такое сочетание биговки и перфорации получают с помощью комбинированных ножей с режущими и биговочными поверхностями. Комбинированные ножи изготавливают из твердой стали 40 HRc толщиной 0,71,1,05 и 1,50 мм.

Качество биговки сильно зависит от биговальной матрицы с главным формующим элементом — биговальным каналом. Хотя, конечно, название «биговальная матрица» весьма условно, оно применимо только к процессу биговки канавки определенного профиля и длины.

Биговальная матрица состоит из двух параллельных пластин. Они закреплены на основании, нижняя поверхность которого покрыта высокопрочным клеем. Сохранность клеевого слоя обеспечивает защитная бумага с антиадгезионным покрытием. Для высокой точности совмещения осей симметрии биговального канала и биговального ножа разработаны специальные юстировочные направляющие, которые клеем крепятся к биговальным пластинам. На одной оси симметрии у юстировочных направляющих располагается комбинированный прямоугольный выступ шириной, вставляемый без зазора в биговальный канал, и паз специального профиля. В этот паз с натягом, предотвращающим смещение и обеспечивающим соосность, входит биговальный нож.

    По конструктивному исполнению специалисты Polykur различают четыре типа биговальных матриц:

• с биговальным каналом по центру;
• со смещенным биговальным каналом;
• с двумя параллельными биговальными каналами;
• с биговальным валиком.

 Определяющим фактором при выборе типа биговальной матрицы является расстояние между центрами соседних биговочных канавок биговальных ножей. При расстоянии  больше 10 мм используются матрицы с биговальным каналом по центру. В диапазоне 5-10 мм применяются биговальные матрицы со смещенным каналом. Для гофрированного картона иногда разрабатываются специальные типы матриц.

Срок службы ножей зависит от множества факторов. К ним можно отнести геометрическую форму ножа, материал, из которого он изготовлен, угол и качество заточки, твердость режущей кромки, состояние режущей поверхности, свойства высекаемого материала…

* Статья подготовлена при использовании материалов Polykur.com.ua, Wasberger Russia, Pechatnick.com.