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模切技術制作及對紙包裝應用的推動

發布日期:2021/09/29



    由于紙包裝具有可回收復用、不污染環境的優點,在當今綠色包裝大潮的沖擊下,人們對紙包裝的追隨是必然的。在運輸包裝中,用瓦楞紙制成的紙箱有取代木箱的趨勢;用紙制成的多層紙袋,可作為散袋產品(水泥、化工原料)的包裝;用硬紙板制成的復合罐,可用來代替某些商品的金屬罐包裝;在銷售包裝中,用紙制成的紙袋和紙板制成的紙盒應用非常廣泛,紙制復合材料的出現拓展了紙材料在銷售包裝中的應用范圍。就典型的銷售包裝容器—折疊紙盒而言,不僅廣泛應用于藥品、食品、日用百貨、工藝品的包裝,也大量應用于飲料、洗滌用品、文教用品、小五金制品的包裝。

    事實證明,我國包裝市場的需求正逐步與歐美標準接軌,因此紙包裝的品種、款式日益增多,并積極發展中、高檔的精美彩色包裝印刷品,以增加商品的附加值。

    近年來,人們已經深刻認識到,只有將印前、印刷、印后真正結合為一體,整個印刷工業才能順應時代發展的要求,健康發展。

    模切、壓痕的概念與重要地位

    許多印刷品,如商標、瓶貼、標簽等,他們的邊緣常采用弧線或圓角:容器類印刷品則因其形狀復雜又需軋折、切線才能便于成型,因此不能使用一般的切紙機切出,必須進行模切和壓痕加工。

    模切是用鋼刀片排成模框(或用鋼板雕刻成模框),在模切機上把整張印刷的印刷品軋切成單個圖形產品的加工工序。

    壓痕則是利用鋼線在印刷品上軋出痕跡或留下供彎折的槽痕。

    壓痕與模切是容器類印刷品特別是紙盒最常用的印后加工工藝。紙盒成型加工,一般是把模切用的鋼刀和壓痕用的鋼線嵌排在同一塊版面上使模切與壓痕作業一次完成。

    模切作為包裝印后成型加工的重要技術,是決定印刷產品成敗的關鍵。

    成型加工質量高,便可獲得外觀精美、使用壽命長的包裝產品:加工質量低劣,則會使包裝印刷產品外觀粗糙,降低使用壽命(例如紙盒等產品由于壓痕線出現裂紋);甚至造成印刷品報廢(例如印刷精美的盒、箱,因為模切誤差而不能成盒、成箱)。

    模切版制作技術的發展趨勢

    1,模切版底板材料

    除目前國內常使用的多層木膠合板外,國外還流行使用纖維塑膠板和三文治鋼板。

    纖維塑膠板的材料為玻璃纖維強化塑膠,即使在溫度和相對濕度有明顯變化的情況下也不會發生明顯的尺寸變化。在制作過程中,采用計算機控制的高壓水噴射切割工藝既保證了加工精度又避免了激光切割開槽時因產生氣體和煙霧所帶來的環保問題。

    三文治鋼板上下為鋼板中間采用合成塑料填充料結構與之相配套使用的底模(背襯)版也采用鋼板材料,其優點是使用壽命長、精度高。

    模切版的壽命主要取決于模切刀的質量和換刀次數。纖維塑膠板和三文治鋼板制作的模切版的換刀次數分別為多層木膠合板模切版的3倍和6倍。

    2,底板開槽

 
   
僅僅用了10余年的時間,我國的模切版制造業已經從原始的鉛塊排版發展到今天廣為接受的激光切割制版。目前國內對多層木膠合板底板開槽還有很大一部分采用手工鋸槽工藝和機床界縫工藝。

    在國外,除了對纖維塑膠板采用高壓水噴射開槽外多層木膠合板和三文治鋼板一般都采用激光切割工藝。模切版激光切割系統由激光加工頭、計算機輔助設計(CAD)軟件、計算機數控裝置(CNC)、工作臺等組成。

    激光切割是以激光作為熱源的切割加工如圖4所示。在一定環境條件下通過加工工件表面連續吸收光束輻射能量而升溫達到過熱狀態引起熔融和蒸發由于熱傳導,表面的熱能很快就傳到材料內部,使內部溫度升高達到熔點,這時,材料中易氣化的成分產生出一定的氣壓使熔融物爆炸而斷開。木材用激光切割時去除的材料是以氣化為主并產生灰塵因此,切割時還要噴吹一定壓力的氣體以輔助加工。激光切割金屬材料時用同方向的氧氣吹氣氧氣起到助燃作用使燃燒能產生更高的能量,將金屬熔化,同時,吹氣作用又將熔融的鋼渣吹走,形成整齊、光滑且上下均勻的切縫。用激光切割木板或金屬速度快、精度高、圖形準確。

    從激光束與膠合板的相對運動方式來看,有工件移動式(激光束固定不變)、激光束移動式(工件固定不變)以及這兩種方式的復合形式。

    3,模切和壓痕線加工

    模切刀和壓痕線的安裝首先要按照每段盒型刀線的長度將模切刀或壓痕線進行裁剪、彎曲成相應的長度和形狀可用來對模切刀和壓痕線加工的專用設備主要有刀片裁剪機、刀片成型機(彎刀機)、刀片沖孔機(過橋切刀機)、刀片切角機等。

    我國包裝行業多采用手工操縱刀線加工設備鍘切加工,國外則普遍采用CAD刀具成型系統軟件進行加工。為了保證模切版的制作精度,CAD軟件可以自動計算出模切刀和壓痕線的長度及搭橋缺13的尺寸(為保證模切版不散版,在大面積封閉圖形部分留出兩處以上不要切斷,過橋寬度在3~9mm左右)并傳送給由計算機控制的刀具成型機進行開槽、切角、彎曲和切斷。由于采用了液壓彎刀、液晶顯示、液壓傳動和游標定位可有效地保證刀具成型的精度。

    4,底模(背襯)技術

    為了使包裝紙盒(箱)的折線更清晰、漂亮,折疊后無皺褶和裂痕,盒(箱)形更準確,人們使用一種與刀模配套的底模。

    在國內底模制作的傳統工藝為手界線”底模(即在厚紙皮上雕刻而成)由于牛皮紙紙制較軟,容易手工劃槽,但不耐壓,壓痕壓得不透。國外則多采用絕緣合成纖維板底模,由于纖維板很硬需要專用開槽機。纖維底模只適用于極長板活件的模切壓痕對于中短版來說,成本顯得過高。相信隨著時代的發展我國傳統的手界線”底模必將被先進的德國CITO(西途)壓痕系統等所替代。此類底模線為粘貼型,出線快捷、壓痕線飽滿、耐印力高。其基本結構如圖5所示。其中壓線模由金屬底板、硬塑料模槽、膠粘底模構成。

    應用CAD/CAM(計算機輔助生產制造)技術后,不僅能縮短包裝設計和制作的周期,提高市場競爭力,而且由于采用了同一設計程序和參數,保證了背襯雕刻版、激光切割版尺寸精度的一致性,從而提高了紙盒的設計和制造精度。

   

    5,模切刀、壓痕線、膠條

    模切刀的質量直接決定了補底時間及模切的質量、速度和次數。壓痕鋼線的質量則決定了壓痕的精美程度,并對自動糊盒機的速度有明顯影響。優質模切刀是經過如下工藝加工實現的:

    ①鋼質處理:鋼分子排列整齊、堅實,具有極強的受彎力和承托力,而且特別耐磨。如果鋼質松散,模切刀就無法承受長時間的模切壓力。

    ①退碳處理:經退碳處理后,刀身表面柔韌易彎,不宜產生裂紋。若不經過退碳,刀身在彎曲時就很容易斷裂。

    ③熱處理:能準確調節各種硬度,以滿足不同的需要。若熱處理不當,則會影響模切壽命。

    ④精度處理:要求精度極高,以滿足高標準的模切需要。若精度不高,則影響到模切機的運轉,劣質模切刀會增加補底的麻煩,并會引起停機等諸多困擾。

    優質壓痕鋼線應硬度適中,穩定性強、線頭順滑,圓弧中軸對稱、高度厚度偏差低、規格齊全。

   

    模切刀線嵌好后,兩邊要貼上海綿膠條,其作用是把模切完成的紙板從模切版上彈回去。如果海綿膠的恢復速度不夠會導致清廢不暢,有時不得不停機清障若海綿膠的硬度、高度和形狀不適當,則會導致起毛起塵、連接點斷裂等情況的產生,從而使得廢品率過高。如果海綿膠的組織結構松散,彈性會很快缺失,無法保證較長版的模切次數。

  


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