Какая оснастка может стать оптимальной для тигельных штанцевальных автоматов? И готов ли российский рынок к применению новых материалов и технологий?

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.

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).

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.

 

ХАРАКТЕРИСТИКИ ОТВЕТНЫХ ЧАСТЕЙ ШТАНЦФОРМ
	Тип ответной  части	Срок службы, циклы	Стоимость	Время установки/приладки	Точность совмещения со штанцформой
1	Ленточные биговальные каналы	-100000	*	*	*
2	Rillma Pertinax	-300000	***	***	***
3	marbagrid "	-1000000	*****	****	***
4	Гравированная стальная контрпластина	-2000000	*****	*****	***
5	Эродированная стальная контрпластина	-5000000	*******	*****	*****
			ТАБЛИЦА 1

 

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).

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.

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.

 

Виктор Иконников, руководитель направления ПШО 000 «Растр-технология