12.04.2002 Upakovano.ru Какая оснастка может стать оптимальной для тигельных штанцевальных автоматов?

Оптимальная оснастка для плоского штанцевания

Мы продолжаем начатое в PG № 1 обсуждение характеристик штанцевальной оснастки: эжекторных материалов, технологии биговки и высечки, ответных частей для штанцформ. Готов ли российский упаковочный рынок к применению новых материалов и технологий?

Эжекторные материалы, применяемые для оклейки штанцформ, существенно влияют на качество конечной продукции и скорость работы штанцевального пресса. Удовлетворить указанным условиям позволяет употребление только специальных материалов, к которым предъявляются следующие требования:

1)  обеспечение необходимой степени деформации (сжатия) и усилия;

2)  быстрое восстановление первоначальных размеров при скоростях до 15000 циклов в час (и бол ее);

3) сохранение своих характеристик на протяжении всех циклов деформации (тиражестойкость);

4)  отсутствие эффекта старения при длительном хранении штанцформ.

Современные специальные материалы (резины и полиуретаны) отвечают всем этим требованиям. По выполняемым функциям их можно разделить на 3 группы (см. рисунок 1, 2):

1) пористые резины твердостью 35-40 Sh — для простого выталкивания картона (см. рисунок 1а,2а);

2)  сплошные резины специального профиля твердостью 55-60 Sh (см. рисунок 1b, 2b) — для надежной фиксации картона вдоль режущих линеек, разделяющих заготовки (сохранения картонных перемычек);

3) твердые сплошные резины твердостью 60 Sh (см. рисунок 2с) — для выталкивания отходов малых размеров (в узких щелях, малых отверстиях).

В настоящее время существует два способа подготовки эжекторных материалов для оклейки штанцформ:

1)  стандартная процедура (см. рисунок 1) — ручная подготовка отрезков нужной длины из полосовых материалов с их последующим приклеиванием к основанию штанцформы спецклеями;

2) новая технология (см. рисунок 2) — нарезание водоструйным автоматом цельных кусков оригинальной конфигурации из листовой резины с самоклеящейся пленкой, а также автоматическая нарезка полосовых резин специального профиля (из рулона с самоклеящейся пленкой) с одновременной разделкой концов под нужным углом. Файлы раскроя листовой и рулонной резины создаются теми же программами, что и файл штанцформы (например MarbaCAD/Impact).

Новая технология, кроме существенного повышения производительности труда на операции оклейки штанцформ (что важно для изготовителя), дает определенные преимущества потребителю штанцформ:

1) резина с самоклеящейся пленкой, приклеиваемая к ламинированной фанере, может быть впоследствии легко удалена и приклеена вновь при дополнительной пропилке засечек на режущих линейках или их замене (ремонте);

2)  из-за отсутствия мелких отдельных кусков резины для сложных криволинейных ножей (при стандартной технологии обрезинивания) повышается общая надежность крепления эжекторных материалов к основанию штанцформы.

Стандартная технология

Кроме уже рассмотренных выше компонентов штанцформы (основание, режущие линейки, эжекторные материалы), существенное воздействие на качество высеченной упаковки, а именно линий сгиба — биговки, оказывает технология бигования. Обычно она осуществляется с помощью биговальной линейки и ответного канала. При таком способе процессы формирования биговок с присущей им деформацией растяжения картона и резания (высечки) происходят одновременно. Основными проблемами при использовании стандартной технологии являются:

1)  меняющееся качество биговки (сопротивления высеченной заготовки изгибу) в ходе тиража, связанное с разрушением кромок ленточных биговальных каналов или пертинаксовых матриц, а также приближением биговальных линеек к ответной поверхности из-за износа режущих линеек;

2)  отсутствие возможности регулировки глубины (приправки) биговки;

3)  необходимость обеспечения большого количества перемычек между высекаемыми изделиями из-за воздействия на них напряжений растяжения в картоне. Воздействие таких напряжений приводит к частичной или полной потере прочности перемычек и, как следствие, к разрушению листа при выходе из секции штанцевания пресса.

4) невозможность получения качественной биговки на «проблемных» материалах:   двустороннеламинированных картонах (упаковка для напитков), различных пластиках, так как данные материалы требуют специальных профилей биговок (т. е. биговальных каналов и бигующих профилей).

Биговальная пластина

Несколько лет назад компания MARBACH разработала и запатентовала принципиально новую технологию бигования (см. рисунок 3). В основу положен принцип разделения процессов биговки и высечки, позаимствованная из ротационной высечки in-line машин, где сначала один инструмент осуществляет бигование материала, а затем второй — высечку. Технология носит имя «биговальной пластины». В штанцформе на основании Duramar, изготовленной таким способом, отсутствуют биговальные линейки, вместо них на слое специального эластомера размещается изготавливаемая гравированием оригинальная биговальная пластина из анодированного алюминия.

Кромки биговальных профилей в отличие от традиционных штанцформ находятся выше кромок режущих линеек и первыми касаются обрабатываемого материала. Только после окончания процесса бигования за счет деформации эластомера происходит проникновение режущих линеек в материал. Между эластомером и основанием штанцформы располагается калиброванная прокладка, заменяя которую можно приправлять биговки. Ответной частью для такой штанцформы служит цельная стальная пластина с биговальными каналами. Новая технология позволяет:

1)  сохранять постоянное качество биговки от первого до последнего листа тиража;

2)  приправлять биговку;

3)  существенно сократить количество перемычек на картоне из-за отсутствия вредного воздействия на них напряжений растяжения, что позволит увеличить скорость работы штанцавтомата;

4) получать совершенную биговку на «проблемных» материалах, а также получать эксклюзивные виды биговок (например, для сигаретных коробок со скругленными гранями).

В лидерах

Теперь рассмотрим разновидности ответных биговальных частей для штанцформ. Принципиально их можно поделить на:

1) ленточные биговальные каналы (см. рисунок 4, таблица 1 (строка 1)), закупаемые в качестве обычных расходных материалов безотносительно к конкретной штанцформе. Количество производителей (не изготовителей штанцформ) велико,  ассортимент типов (пластик, металл, прессшпан и др.) и размеров разнообразен;

2) оригинальные контрматрицы (см.рисунок 5, таблица 1 (строка 2)) на единичное изделие многоместной штанцформы из материалов пертинакс (Pertinax), ветронит (Vetronit), латунь;

3) цельные (на всю штанцформу) стальные контрпластины (см. рисунок 6а) с биговальными каналами, получаемыми путем механического гравирования, электроэррозионной обработкой (углубленные) (см. таблицу 1 (строка 4, 5)) и прожигаемые лазерным лучом (сквозные) (см. таблица 1 (строка 3)).

Первые два типа применяются со штанцформами на фанерном основании как вследствие небольшой тиражестойкости (см. таблицу 1), так и относительно невысокой стоимости. Кроме того, далеко не идеальная точность позиционирования линеек в фанерном основании требует отдельно совмещать либо каждую биговальную линейку с ее ответной частью (ленточные каналы), либо линейки одного изделия (коробки) с матрицей для него.

Как мы уже выяснили (см. PG № 1, стр. 32-33), стальные контрпластины применяют со штанцформами Duramar или Sandwich, что позволяет при высоких сроках службы пластин (см. таблицу 1) получать идеальное совмещение всей штанцформы с цельной ответной частью при очень коротком времени установки.

Готовность № 1

Итак, мы кратко рассмотрели современные технологические решения и материалы, применяемые в производстве плоских штанцформ, ответных частей для них и самом процессе высечки. К сожалению, большая часть технологий, о которых шла речь, пока не востребована российскими производителями картонной упаковки, а иногда и совсем им незнакома.

Крайне редко за рубежом заказываются штанцформы Duramar со стальными контрпластинами. Чаще используются традиционные фанерные штанцформы, причем с ленточными биговальными каналами, намного реже — с пертинаксовыми контрматрицами, что свидетельствует, на наш взгляд, о неподготовленности отечественного рынка к потреблению hi-tech оснастки, использование которой характерно для давно сформировавшегося рынка западной Европы.

При отсутствии устойчивого спроса на hi-tech оснастку, учитывая также исторически сложившееся технологическое отставание от остального мира в вопросах штанцевания, российский рынок сегодня не имеет собственного предложения по оснастке западно-европейского уровня. Ассортимент отечественных изготовителей оснастки исчерпывается фанерными штанцформами и биговальными контрматрицами из пертинакса.

Однако, по нашему мнению, учитывая высокие темпы развития производства картонной упаковки после кризиса середины 90-х гг., появление устойчивого спроса и предложения по данным продуктам — дело нескольких ближайших лет. Ведь печатая со скоростью 10-15 тыс. листов/ ч, просто необходимо обеспечивать стабильную безостановочную работу высекального оборудования с максимальными скоростями, верхний предел которых составляет всего 8 тыс. листов/ч. Тот, кто сможет максимально эффективно использовать свое оборудование, в итоге получит существенное преимущество перед конкурентами. А поможет ему в этом высококачественная высекальная оснастка, изготовленная профессионалами.