ЧТО ТАКОЕ ШТАНЦФОРМА ?
Понятия и определения
Плоским штанцеванием является процесс обработки листовых и рулонных материалов плоскими штанцевыми формами (фото 1) с применением биговальных контрматриц (фото 2) или биговальных каналов (фото 3), придающий изделию фигурную форму. Обрабатываемыми материалами, как правило, являются различные бумаги, сплошные и гофрированные картоны, пластики и пр.
Штанцевание может включать в себя процессы высечки, перфорирования, рицевания, бигования и тиснения, а также их различные комбинации.
Высечка – сквозное прорезание обрабатываемого материала режущей линейкой штанцформы по непрерывной линии.
Перфорирование – сквозное прорезание материала по прерывистой линии, характеризующееся чередованием прорезей и пробелов постоянной величины (шагом перфорации «пробел/рез»).
Рицевание – частичное прорезание материала режущей линейкой меньшей, чем в случае высечки, высоты. Такие линейки часто называют рицовочными.
Бигование – процесс формирования на обрабатываемом материале «П»-образного выступа (в сечении), предназначенного для создания линии сгиба высеченной заготовки.
Тиснение – формирование рельефа на материале. Оно может быть конгревным и блинтовым. В процессе блинтового тиснения рельеф формируется за счет вдавливания в толщу материала выступающими элементами клише, при этом оборотная сторона материала опирается на плоскую ровную поверхность и остается ровной и плоской. При конгревном тиснении материал выступами контрматрицы вдавливается во впадины матрицы. При этом толщина самого материала не изменяется, то есть не происходит сдавливания.
Сменный инструмент, изготовленный по оригинальной конфигурации, соответствующей конкретной работе по штанцеванию материала, принято называть штанцевальной оснасткой (оснасткой для штанцевания). Упомянутые штанцевые формы (далее «штанцформы») и биговальные контрматрицы (или каналы) являются лишь одним из компонентов комплекта штанцевальной оснастки, используемого на оборудовании, осуществляющем автоматическое штанцевание, удаление отходов и разделение высеченных заготовок.
В комплект штанцевальной оснастки для такого оборудования могут также входить:
- оснастка удаления отходов (см. фото 4);
- оснастка разделения заготовок (см. фото 5);
- оснастка отделения передней отходной кромки (см. рис. 1).
В зависимости от конкретного вида работы по штанцеванию, от запроса заказчика, а также принятой у изготовителя технологии производства компонентов оснастки она может быть изготовлена в различной комплектации и исполнении, подразумевающем использование различных расходных материалов, технологий их обработки и сборки. Ниже приводятся общее описание наиболее часто встречающихся способов исполнения компонентов штанцевальной оснастки для плоского штанцевания.
Штанцевая форма и биговальная контрматрица (канал)
Плоская штанцформа (рис. 2) состоит из плоского основания с прорезанными в нем пазами, в которые вставлены режущие, биговальные и другие специальные типы стальных линеек.
Наиболее распространенным материалом для основания плоской штанцформы является фанера из твёрдых пород дерева (береза, бук, клен), пригодная для лазерной резки. Вдоль контура режущих, перфорационных и других линеек, проникающих при штанцевании вглубь обрабатываемого материала, на рабочую (обращенную к обрабатываемому материалу) поверхность основания клеями специальных типов приклеиваются выталкивающие (эжекторные) материалы. Они могут иметь различный профиль сечения, быть изготовлены из различных материалов (резина, пробка, специальные материалы) с различными характеристиками твердости и временем релаксации. Применение конкретного эжекторного материала определяется характеристиками обрабатываемого материала, а также типом и производительностью штанцевального оборудования.
В основание штанцформы также могут быть вмонтированы специальные детали, например, резьбовые втулки особого «Т» образного профиля для крепежа в штанцевальной машине. При одновременном совмещении плоского штанцевания с процессом конгревного (рельефного) тиснения штанцформа в своем основании может иметь специальные вставки с матрицами для тиснения. В таком случае штанцформа также может быть укомплектована контр-матрицами для тиснения. Штанцевание производится с применением, как уже было сказано выше, биговальных контрматриц или каналов. Для установки оригинальных биговальных контрматриц в отверстия основания штанцформы монтируются позиционирующие штифты (как правило, стальные).
По запросу заказчика штанцформа дополнительно может укомплектовываться в оговоренных количествах как биговальными каналами или контрматрицами, так и приправочным листом, представляющим собой тонкий лист специальной бумаги, пластика или кальки с нанесенным на него контуром расположения линеек штанцформы. Приправочный лист используется для выравнивания давления по рабочей поверхности в штанцевальных машинах.
Биговальной контрматрицей называется специальное устройство, являющееся ответной частью биговальных линеек плоской штанцформы. Как правило, на каждую часть штанцформы, соответствующую одному высекаемому изделию (при многоместной штанцформе), изготавливается отдельная контрматрица. Таким образом, один комплект биговальных контрматриц составляет количество, равное числу расположенных на штанцформе изделий (мест) плюс некоторое количество запасных контрматриц. Заказчик может заказать несколько комплектов контрматриц. Биговальные контрматрицы (см. рис. 3) изготавливаются фрезерованием из специального листового материала пертинакс, имеющего клеевой слой, защищенный силиконовой бумагой. Пертинакс представляет собой многослойный армированный специальной тканью пластик и может иметь различную толщину (от 0,3 до 1,0 мм) в зависимости от толщины материала, предназначаемого для бигования с помощью данной контрматрицы. Габаритные размеры и конфигурация контрматриц зависит от конструкции конкретного изделия, которое будет высечено с их помощью.
Биговальный канал представляет собой специальное устройство ленточного типа (см. рис. 4). Биговальный канал состоит из направляющего пластикового устройства, собственно биговальной канавки со скошенными внешними кромками, стального или тонкопленочного пластикового основания с клеевым слоем и защитной силиконовой бумаги. Бортики биговальной канавки могут изготавливаться из различных материалов: пластика, прессшпана. В зависимости от назначения биговальный канал может располагаться несимметрично относительно оси симметрии сечения биговальной линейки, а также быть сдвоенным (две параллельные биговальные канавки на одном основании)
Оснастка для удаления отходов
Верхняя часть оснастки для удаления отходов (см. рис. 5) представляет собой конструкцию, состоящую из плоского фанерного основания с прорезанными в нем лазерным лучом пазами и отверстиями, в которые вставлены детали, выполняющие роль пуансонов, которые проталкивают отходы через отверстия в нижней части оснастки для удаления отходов. Пуансоны могут быть изготовлены из различных материалов: дерева, фанеры, стали, цветных металлов и сплавов, пластмассы и пр. Кроме того, верхняя часть оснастки имеет приклеенные к фанерному основанию прижимные устройства в виде полос из поролона различной твердости и плотности в зависимости от свойств обрабатываемого материала. Также в фанерное основание оснастки могут быть вмонтированы специальные детали (7) для крепежа оснастки в штанцевальной машине (здесь, например, резьбовые втулки особого «Т» образного профиля) и другие детали.
Нижняя часть оснастки для удаления отходов (см. рис. 5) состоит из плоской фанеры с вырезанными в ней по оригинальной конфигурации удаляемых отходов отверстиями. Кромки отверстий обрабатываются специальными фрезами для получения фасок особой формы и размеров. В необходимых случаях в фанеру могут быть вмонтированы стальные линейки для разделения (сепарирования) отходов друг от друга. К фанере по согласованию с заказчиком могут быть прикреплены балки специального профиля из фанеры либо другого материала для крепления оснастки в штанцевальной машине.
Для совместной транспортировки и хранения верхней и нижней частей оснастки для удаления отходов они могут быть соединены между собой при помощи специальных стальных либо пластиковых винтов и гаек с применением промежуточных втулок.
Оснастка для разделения заготовок
Верхняя часть оснастки для разделения заготовок (см. рис. 6) представляет собой конструкцию, состоящую из выдавливающих высеченные заготовки элементов, смонтированных на плоском фанерном основании и вмонтированных в него деталей для крепежа оснастки в штанцевальной машине. Выдавливающие элементы могут состоять из деталей, изготовленных из фанеры, дерева, пластика либо металла и оклеены специальной пористой резиной со стороны, обращенной к обрабатываемому материалу. При определенных видах работ в фанерное основание могут быть вмонтированы специальные прижимные устройства, закрепляемые при помощи резьбовых крепежных изделий.
Нижняя часть оснастки для разделения заготовок в зависимости от вида работы и специфических требований заказчика может быть изготовлена в различных видах. Основными из них являются: комбинированное исполнение (фото 6) и цельнометаллическое (фото 7).
Комбинированая оснастка (см. фото 6) состоит из перестраиваемой под различные форматы металлической рамы, для облегчения конструкции, как правило, изготавливаемой из алюминиевых сплавов, и съемной решетки, вырезаной лазерным лучом из плоской фанеры или специального пластика. К фанерной решетке винтами крепятся стапелирующие кронштейны, аналогичные представленным на рис. 6, но несколько иной конструкции. Затем решетка винтами крепится к раме. Оснастка имеет специальный позиционирующий кронштейн, используемый для установки оснастки в штанецевальной машине.
Цельнометаллическая оснастка (см. фото 7) представляет собой раму с внутренней решеткой, детали которых изготавливаются из стали методом лазерной или водоструйной резки по оригинальной конфигурации. Затем детали проходят финишную механическую обработку и соединяются сваркой. К сваренной конструкции крепятся специальные металлические раздвижные кронштейны для стапелирования разделяемых заготовок. Рама имеет специальное приспособление для точного позиционирования оснастки в штанцевальной машине.
Оснастка для отделения передней отходной кромки
Оснастка для отделения передней кромки листа в зависимости от модели штанцевальной машины может состоять как из верхней и нижней частей, так и только из верхней части. Верхняя и нижняя части такой оснастки представляют собой вырезанные лазерным лучом по оригинальной конфигурации из плоской фанеры детали, имеющие специальные пазы для крепления оснастки в штанцевальной машине. Для некоторых марок штанцевальных машин по согласованию с заказчиком и в зависимости от конкретного способа крепления оснастки она может дополнительно либо комплектоваться крепежными втулками, либо иметь прикрепленные по передней кромке деревянные или фанерные блоки.
Вооружиться знаниями!
Таким образом, изготовление штанцевальной оснастки для автоматов типа "BOBST Autoplatine SP" представляет собой достаточно сложный процесс как с точки зрения конструирования, от которого напрямую зависит функциональность оснастки, так и с точки зрения специфических используемых материалов и технологий их обработки. Именно поэтому производство штанцевальной оснастки представляет собой отдельный вид высокотехнологичного производства и бизнеса, сопряженный с персонализированной работой с каждым клиентом, учитывающий индивидуальные требования его производства. Принимая во внимание еще и высокий уровень капиталовложений на покупку специального оборудования (лазерный комплекс, автоматическое оборудование для подготовки линеек, фрезерования биговальных контрматриц и др.), программного обеспечения и на обучение персонала, становится очевидным, что развитие производства штанцевых форм и оснастки в рамках типографий и картонажных комбинатов лишено коммерческого смысла. Вот почему с возникновением в России частных типографий, развитием производства картонной упаковки и, как следствие, увеличением спроса на изготавливаемую на заказ штанцевальную оснастку появились и развились предприятия – изготовители данной продукции.
Вооруженный знаниями передовых технологий изготовитель упаковки имеет дополнительное преимущество перед конкурентами, так как четко представляет себе технологию высечки различных специфических продуктов, ориентировочную стоимость требуемой оснастки, ее изготовителей и сроки поставки. Такие знания помогают свободно ориентироваться на рынке и оперативно принимать решения, связанные с потенциальными заказами.
В дальнейшем мы постараемся представить все разнообразие современных технологических решений в производстве штанцевальной оснастки и дать рекомендации по оптимальному применению различных ее вариантов.
Источник - http://www.r-tech.ru