模切与压痕

第三节模切与压痕模切工艺就是用模切刀根据产品设计要求的图样组合成模切版，在压力作用下，将印刷品或其它板状坯料轧切成所需形状和切痕的成型工艺。压痕工艺则是利用压线刀或压线模，通过压力在板料上压出线痕，或利用滚线轮在板料上滚出线痕，以便板料能按预定位置进行弯折成型。用这种方法压出的痕迹多为直线型，故又称压线。压痕还包括利用阴阳模在压力作用下将板料压出凹凸或其它条纹形状，使产品显得更加精美并富有立体感。在大多数情况下，模切压痕工艺往往是把模切刀和压线刀组合在同一个模版内，在模切机上同时进行模切和压痕加工的，故可简单称之为模压。一、模切压痕产品的特点及应用模压加工技术主要是用来对各类纸板进行模切和压痕，同时也可用于对皮革、塑料等材料进行模切和压痕加工。模压加工操作简便、成本低、投资少、质量好、见效快，对加工后的制品可大幅度提高档次，提高产品包装附加值方面起着重要的作用。模压加工的这些特点，使其越来越广泛地应用于各类印刷纸板的成型加工中，已经成为印刷纸板成型加工不可缺少的一项重要技术。（一）、产品的分类及特点目前，采用模压加工工艺的产品主要是各类纸容器。纸容器主要是指纸盒和纸箱（均由纸板经折叠、接合而成），这两者之间很难截然分开，但人们在习惯上往往从容器的尺寸、纸板的厚薄、被包装物的性质、容器结构的复杂程度以及型式是否规范等方面来加以区分。纸盒按其加工成型的特点，可分为折叠纸盒和粘贴纸盒两大类。折叠纸盒制作时，主要经过印刷、表面加工、模切压痕、制盒等工作过程，其平面展开结构是由轮廓裁切线和压痕线组成，并经模切压痕技术成型，模压是其主要的工艺特点。这种纸盒对模切压痕质量要求较高，故规格尺寸要求严格，因而模切压痕是纸盒制作工艺的关键工序之一，是保证纸盒质量的基础。粘贴纸盒是用贴面材料将基材纸板粘贴核合而成。在基材纸板成型中，有时也需要用模压加工的方法。（二）、模压原理模压前，需先根据产品设计要求，用钢刀（即模切刀）和铜线（即压线刀）或钢模排成模切压痕版（简称模压版），将模压版装到模压机上，在压力作用下，将纸板坯料轧切成型并压出折叠线或其它模纹。模压版结构及工作原理如图５-41所示。图5-41模切压痕工作原理图1－版台2－钢线3一橡皮4－钢刀5－衬空材料6－纸制品7－垫版8-压板（a）-脱开状态（b）－压合状态钢刀进行轧切，是一个剪切的物理过程；而钢线或钢模则对坯料起到压力变形的作用；橡皮用于使成品或废品易于从模切刀刃上分离出来；垫版的作用类似砧板。根据垫版所采用材料的不同，模切又可分为软切法和硬切法两种。二、模切压痕版的排版模切压痕版的排版，俗称排刀，即将钢刀、钢线或钢模用各种衬空材料，拼组成模压版的工艺操作过程。（一）、模切压痕版的分类及特点1、按制版时采用不同的衬空材料分。由图13－1可知，模压版所用材料主要有钢刀、钢线、衬空材料及橡皮等，而钢刀铜线在模压版中的位置是由衬空材料来确定固紧的。（1）、金属类衬空材料模压版有：①铅类衬空材料模压版。包括各种规格的空铅、衬铅和铅条等，其规格与活字排版的衬空材料相同；其特点是排版操作简单方便，改版灵活性好，重复使用率高，成本低，实用性强。②钢类衬空材料模压版。如钢型刻版、钢板刻版等，制版时需经机械加工，因而工艺复杂，难度较高，重复使用率低，成本高，周期长；但坚固耐用，比较适用于大批量或定型产品的模切。③铝类衬空材料模压版。特点是质地轻，加工方便；但改版困难，底版只能一次性使用，因而成本也较高。（2）、非金属类衬空材料模压版。所用衬空材料包括各类木板、锌木合钉板、胶合板等，这类衬空材料制版精度高、加工方便、成本低。由于胶合板纤维交错，其优点更为显著，用胶合板制作的模压版，重量轻，装版成本低。由于胶合板纤维交错，其优点更为显著，用胶作十分方便。2、按模压版的组装方式分。（1）、整体式模压版。在整块衬空材料上按图样开出沟缝，在沟缝中嵌入钢刀或铜线加以固紧而形成的模压版。其特点是造价较高，但牢靠耐用，易于安装及调整，贮存备用方便，且在圆压圆模压机上只能采用整体式模压版。（2）、组装式模压版。钢刀和铜线在整个模压版中的位置，是按图样用许多单件的衬空材料组装固定而成。其特点是改版灵活，材料的重复使用率高，可节省制版材料。三、版面设计及制作（一）、模切压痕版的设计模压版的结构取决于产品结构，版面设计的任务包括：模压版面的大小，应与所选用设备的规格和工作能力相匹配，既要保证加工质量，又要较好发挥设备的能力；确定模压版的种类；选择模版所用材料及规格；模版的格位应与印刷格位相符；工作部分应居于模版的中央位置；线条、图形的移植，要保证产品所要求的精度；版面刀线要对直，纵横刀线互成直角并与模版侧边平行，断刀、断线要对齐。为使模版的钢刀、铜线具有较好的模切适性，产品设计时应考虑模切的工艺性：1、开槽开孔的刀线应尽量采用整线，线条转弯处应带圆角，防止出现相互垂直的钢刀拼接。如图5-42。图5-422、两条线的接头处，应防止出现尖角现象。如图5-43。图5-433、避免多个相邻狭窄废边的联结，应增大其连接部分，使其连成一块，便于清废，如图5-44。图5-444、防止出现连续的多个尖角，对无功能性要求的尖角，可改成圆角，如图5-45。图5-455、防止尖角线截止于另一个直线的中间段落，这样会使固刀困难、钢刀易松动，并降低模切适性；应改为圆弧或加大其相遇角，如图5-46。图5-46（二）、模切压痕技术的版制版目前，制作模压版时，多采用胶合板或金属空铅作为衬空材料，这两类模压版的制作工艺稍有不同。胶合板（合成极）衬空材料制版工艺流程如图5-47所示。图5-47衬空材料制版工艺流程铅衬空材料制版工艺流程如图5-48所示。图5-48铅衬空材料制版工艺流程1、底版的制作。就是按照产品设计或样品的要求，将平面展开图上所需裁切的模切线和折叠的压痕线图形，按实样大小比例，准确无误地复制到底版上，并制出镶嵌刀线的狭缝。而图样复制的准确性及嵌缝的优劣是影响模压工艺质量的关键。制作底版有多种方法：一种是用手工制版，即将图样绘制或粘贴到底板上，再用线锯锯缝。模板的准确度完全取决于操作者个人的技术水平；二是采用现代技术，用X和Y的坐标系统、分段重复的方法以及数控计算机系统等，使转移复制图样的作业自动化，加上模版制作设备的改进，使制作的模版能以较高的精确度来满足加工的要求；近年来又出现了激光制版系统，可将制版的精确度和自动化程度提高到一个新的高度，可完全排除人为的误差。2、钢刀、钢线的铡切及成型加工。就是按设计要求，将模压用的钢刀和钢线铡切成最大的成型线段，再将其加工成所要求的几何形状的过程。在模切压痕加工中，钢刀网线的工作刃部，反复多次与纸板作用，故要求其有较高的硬度和耐磨性。但有些模切线为非直线，尚需将钢刀成型为相应的形状，这又要求钢刀的材质有较高的弹性和韧性。钢刀材质分硬性、中硬性和软性三种，硬性钢刀的硬度及耐磨性高，但弹性小，成型弯曲度小，故适于加工量大、纸板厚而形状较简单的产品的加工；软性钢刀硬度低，但弹性好，成型的弯曲度可大，故适于加工批量小、纸张薄、形状复杂的产品；中硬性钢刀则介于两者之间。钢刀铡切的长度以少拼接为宜，且成型后一般不宜再进行铡切；成型后的钢刀钢线，其刃口与刀底应相互垂直，以保持钢刀钢线刃口延长线上的每一点都处于同一平面内。3、排刀拼版。排刀就是将钢刀、钢线、衬空材料按制版要求拼装组合成模压版的过程。利用金属空铅作衬空材料，排刀时按一定的工艺要求，用空铅直接将刀线固定在模压版的指定位置上，其操作类似于活字印刷中的排版操作。这时要求工作人员能够灵活自如地正确运用各种规格的空铅，排出的模压版不能在工作时松动或窜线。以胶合板作衬空材料排刀时，钢刀、钢线镶嵌入底版的锯缝中后，应与底版的平面垂直，间隙要适当，不应在嵌入或加工中出现变形或扭动等现象。排刀时，钢刀、钢线的接口要安排在合适的位置，接口间隙要适当，不能因压力作用而在接口处发生刀线重叠或间隙过大的现象。拼版就是将若干个模切版块拼装成整个模切版。目前模切压痕加工中，各种小型包装纸盒越来越多，因此排刀中拼版数量也不断增加。排刀中合理的组合形式，不仅可以获得良好的模切加工适性，而且可以节约大量原材料。常见的拼版组合形式有：（1）、一刀切拼版。就是将盒芯紧排在一起，产品公共边缘使用同一条切线，模切时一刀将相邻的两个盒芯切开。拼版时咬口应保持为完整的一条直线，要考虑便于清废，如图5-49所示。图5-49一刀切拼版（2）、双刀切拼版。就是相邻盒芯成品之间留有废边，模切时各自用单独的刀线切开。为便于加工和清废，模切加工后的废边应能连在一起。盒芯之间应有足够的间隙以粘贴橡皮条，并保持刀口光洁，两线间的间距应大于5mm，如图5-50所示。图5-50双刀切拼版（3）、搭接桥拼版。如果两盒芯是相连的，且公共的刀线距离很短，模切加工中容易断裂，这会给操作带来一定的困难。这类拼版可采用搭接桥，即在合理的位置上，以产品的公用废边作为搭桥，这样对清废和模切操作都十分有利，如图5-51所示。图5-51搭接桥拼版4、检查核对。排刀完成后，需根据制版要求对拼装组合的模版作一次全面检查，核对无误后才能正式开始固刀。5、固刀。也称打版或卡版，就是用衬空材料将钢刀钢线的位置挤紧固定，将排好的模压版装卡固定在版框中。以空铅作衬空材料的模版固刀，可在版框四周加放木条后，用固版锁直接固牢。对用胶合板作衬空材料的模切版，加工的狭缝应与钢刀、铜线的厚度相符，以便能将刀线挤紧，必要时可在缝中夹挤衬空材料，但不得变动刀线的正确位置；还可根据整个版面的具体情况加放木条，用固版锁夹紧固牢。固牢后的模压版，版面应尽量居中，在衬空材料与刀线之间应有一定的夹紧力。如夹紧力太小，衬空材料、钢刀、钢线容易松动，甚至滑落；反之，则易出现涨版现象。夹紧力的大小是通过固版锁的调整来控制的。6、压印样张。目的在于最后检查核对，以验证模压版是否符合制版要求且准确无误，并检查夹紧力是否适当。经检查无误后，模版即可存版待用。四、模切压痕设备用以进行模切压痕加工的设备称为模切（压）机。无论是何种类型的模压机，其机构均主要由模切版台和压切机构两大部分组成。被加工板料就是在这两者之间，在压力作用下完成加工的。根据模切版和压切机构两部分主要工作部件的形状不同，模切机可分为平压平、圆压平和圆压圆三种基本类型；而在平压平模压机中版台及压板的方向位置不同，又可分为立式和卧式两种，见图5-52所示。图5-52模压机的分类a－立式平压平b-卧式平压平c-圆压平d-圆压圆（一）、平压平模压机这种模压机的版台及压切机构形状都是平板状的，当版台和压板的平面在垂直位置时为立式平压平模压机，见图5-53。图5-53立式平压平模压机1-机座2-曲线滑槽3-平导轨4-圆柱滚子5-压板6-模切版台7-电磁离合器8-连标工作时，版台固定不动，压板经传动压向版台而对版台施压。按压板运动轨迹不同，又可分为两类：一种是压板绕固定铰链摆动，故在开始模压的那一瞬间，压板工作面与模版面之间有一定倾角，使模切版较早地切入纸板下部，这就容易造成楼切版下部压力过重而上部还未切透的现象。此外模压力P的分力还会引起纸板的横向位移。另一种压板运动机构见图5-54。工作时，压板4在连杆3的带动下，先以圆柱滚子8为支点，在机座的平导轨9上摆动，待压板的工作面由倾斜转到与模压版5平行的位置时，再以平移的方式平行压向模切版。立式平压平模压机具有结构简单、维修方便、易于掌握其操作和更换模切压痕版等优点，但劳动强度较大，生产效率低，每分钟工作次数多为20～30次，常用于小批量生产。国产立式平压平模压机有MLB880等型号。卧式手压平模压机的版台和压板工作面均呈水平位置，下面的压板由机构驱动向上压向版台而进行模切压痕。图5-54立式平压平模压机压板运动机构1－曲线沿槽2－压板轴3－连杆4－压板5－模压板6－版台7－曲柄齿轮8－圆柱滚子9－平导轨10、12－定位滑块11－定位圆柱销由于卧式模压机压板的行程较小，用手动放进或取出纸板是比较困难的，故通常都带有自动输纸系统，其总体结构与单张纸胶印机类似，整机由纸板自动输入系