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模压工艺原理及膜切版的制作分析

发布日期:2011-12-06 17:00:43 关注次数 [ 0 ] 发表评论 [ 0 ]
[导读]印刷品的模压加工主要指,阴阳模具为基础,通过机械施加以一定的压力,使印刷品被加工成所要求的形状或在其表面产生某种特殊效果的专项技术。

    印刷品的模压加工主要指,阴阳模具为基础,通过机械施加以一定的压力,使印刷品被加工成所要求的形状或在其表面产生某种特殊效果的专项技术。按在加工中所使用的模具及最终加工效果不同,一般又可分为凹凸压印和模切压痕两种工艺技术。

    凹凸压痕工艺是利用对应的两块阴、阳模版,通过压力作用,在印刷品表面压印成具有立体感的浮雕状图案,其加工效果是印刷品表面发生一定的变形。

    模切压痕工艺是利用钢刀、钢线排列成模版,在压力作用下,将印刷品轧切成型的工艺,其加工效果是:印刷品表面既有形变,又有断裂。

   随着产生的发展和人们文化生活水平的不断提高,人们对于商品,除质量外,对产品的包装要求也提高了。模压加工以其特有的工艺优势,越来越广泛的被应用于各类印刷品的表面加工中,以成为印刷品表面整饰不可却少的一项工艺技术。

一、模压工艺原理分析

1.模压尺寸

    实践证明,当纸张厚度加大时,剪切应力减少;反之,剪切应力增加。其实,在纸张厚度改变的情况下,起主要作用的并不完全是纸张的厚度,还有模压尺寸与纸张厚度的比值,其变化关系如图表示:

    模压尺寸/模压厚度同剪切应力变化趋势

    注:1、2、3、4是不同厚度的印刷品。其中4>3>2>1

    2.压力计算

    在模压加工中,由于加工对像及各项要求不同,一般应预先计算模压所需要的力,借以选择和调整机器,并指导模压加工。

    模压力F1可由下式计算:F1=K*α*A

    式中:F1-模压所需要的力,α-模压中单位面积剪切应力值,A-模压分离面的实际面积,根据印刷品厚度和周长算得,K-考虑模压过程的实际条件和一系列技术因素影响的系数。

二、模切版的制作

    模切版的制作,俗称排刀。所谓排刀是指将钢刀、钢线、衬空材料按规定的要求,拼成模版的工艺操作。模切压痕生产中,排刀质量是保证加工品质量的关键。

1.制版材料

(1)底版材料:包括木版、PVC板和钢板

    ①木版首先要求木版具有较高的硬度,可耐压力,需木版木质均匀,切割整齐,松紧一致。装出的刀、线松紧均匀一致。整版没有应力,模切出来的纸张也就受力均匀,不会发生断裂,对刀的磨损小,可延长模切版的使用寿命,另外要求木板有良好的柔韧性,可以缓解因弯刀不贴切造成的木版应力,既而更好的坚固刀片,在模切时,也有一定的缓冲作用,使刀片更加耐用。适用于制作模切版的木板有桦木和榉木。在目前,质量最好的木板属于芬兰板,木质均匀、硬度高、柔韧性好。制好的模切版模切质量好。但它是进口板价格贵,只适用于质量要求高的模切版。在国内产品中,上海板质量最好,质地均匀、柔韧度高、表面洁白。东北板木质不够均匀,它只适用于一般瓦楞纸箱,中型尺寸的包装盒,较大的曲线图形等产品。胶合板制模切版质量高,并且模版质量轻。因此木板底板常用胶合板,常用的木板是18mm,15mm桦木板。模切一般产品用18mm厚的木板,模切瓦楞纸或海绵产品,则用15mm厚的木板。20mm木板用于制作胶片和 不干胶 产品的模切版,常用的清废版为12mm或8mm的木板。

    ②PVC板常用厚度有8mm、5mm、3mm,3mm厚板用语制作复合式的18mm刀模板,即上、下两层为3mm塑胶板,中间一层为12mm木板,三块分别切好后用定位铆钉铆上再装刀线。由于切割成本、装刀难度大,造成成本较木板模切版高,再加上PVC塑胶板在切割是会放出有毒气体,对设备金属部件和人体均有一定危害,不适宜推广。

    ③钢板太厚的钢板不易切割,且板材成本高所以钢板也用于制作复合式模切版。即上、下两层为3mm厚的薄钢板,中间为12mm厚的木板,虽然成本归,但制成的模切版结实、耐用,可以多次换刀对于花版活,因为可以长期换刀,成本可以下降,又因模切质量好,因而可以用它来做。

    模切版的寿命主要取决于其换刀次数,而不同的底版的耐用性是不同的。

   (2)常用刀、线

    ①钢线:钢线在模切压痕加工中用做压痕线用。有圆口线和快口线两种。高23mm,厚0.7mm。

    ②钢刀:钢刀在模切压痕中用做模切线用。钢刀又分为单面口、双面口等多种规格,一般高23.8mm,厚0.7mm。常用刀、线为瑞典、奥地利、日本产品,为适应各类模切产品的加工,钢刀的材质有硬性、中硬性、软性三种。硬性钢刀的硬度及耐磨性高,但弹性小,成型弯曲性小,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,故适于加工小批量,纸张薄、形状复杂的产品;中硬度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,其刃口和刀底应相互垂直,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)橡皮粘塞:它在模版主要钢刀刃口的两侧,利用橡皮弹性恢复力的作用,可将模切分离后的纸板从刃口部推出。它的原高为7mm,橡皮应高出刀口3mm~5mm。

    橡皮一般由合成高分子材料制成,弹性分为硬性、软性及中性三种,使用时应根据具体情况合理选用。

   (4)常用的加工工具

    ①弯线机:钢刀、钢线造型的专用工具。它可将钢刀、钢线弯成任意弧度的圆弧和30度~90度的折角。为了扩大使用范围,便于操作,该类机械备有常用的成型模具,有一组常用屈角模具和一组常用的圆径模具。(各组约有20种)

    ②锯板机:锯板机是锯制木板的专用工具。一般多兼有钻孔功能。常用锯条的厚度为0.7mm和1.07mm两种。选用时取决于模切钢刀、钢线及被加工材料的厚度。

    ③铡线机:它是模切压痕制版的专用工具。主要功能是将钢线、钢刀铡成所要求的尺寸。

    随着模压工艺的发展,出现了制模切版的组合机。具有锯切模版、裁切钢线、刀、弯角、以及圆、椭圆等图形成型功能。

   (5)底模材料

    它的主要作用是使承压品的折线要清晰、漂亮,折叠后无皱褶的裂痕、形状准确。底模材料一般采用牛皮纸粘在钢质底板上,牛皮纸软,易手工划槽,而不耐压,压痕不透。目前,大量的进口底模线进入国内市场,此类线多为粘贴性,出线快捷、方便,压痕线饱满,耐印力高。对不同厚纸供应厂家有不同底模线提供,其基本结构由压线模、定位胶条、保护膜组成。

     2.绘图及版面设计

    (1)绘图

    在制模压版前将所模压品的黑白稿绘制出来,即单个纸盒容器的展开图。一般将模压品的展开图绘制在一个平面上,用铅笔标注制版尺寸,用色笔标注成品尺寸,压痕的折线用其它色笔标注(以免混淆)。此图是制版、印刷的依据,也是模压成型加工的依据。其要求线条平直、精确。应用高精度的绘图台或绘图仪来绘制。

    (2)模压版的设计

    模压版的结构取决于产品结构。版面设计内容有:模压版面的大小,应与所选用设备的规格和工作能力匹配,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;选择模版材料及规格;模版的格位应与印刷格位相符合;工作部分应位于印版的中央位置;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,纵模刀线互成直角并与模版侧边平行,断刀、断线要对齐。

   为上使模版的钢刀、钢线具有较好的模切适应,产品设计时应考虑模切的工艺性:

   ①孔的刀线应尽量采用整线,线条转弯处应带圆角,防止出现互相垂直的钢刀拼接。

   ②条线的接头处,应防止出现尖角现像。

   ③避免多个相临狭窄废边的联结,应增大其连接部分,使其连成一块,使于清废。

    ④防止出现连续的多个尖角,对无功性能要求的尖角,可以改成圆角。

    ⑤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成圆弧或加大其相遇角。

    3.制作模版

    在制前应先将版面图转移到胶合板上,其转移方法有两种,一种手工绘制,一种是照相复制。手工绘制比照相精度底一些,还麻烦。

  (1)底版的制作

    制作底版是按产品的设计或样品的要求。在胶合板上沿图形的线条来制出镶嵌刀线的狭缝。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。 底板开槽有多种方法:铅块排制刀模槽;手工木板锯槽;机械界板刀模槽;激光切割模槽。

  (2)刀、线的组装

    ①钢刀、钢线的铡切及成型加工:按设计要求,将所用的刀、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。

    ②开连接点:在制模中,开连接点是一项不可少的工序。开连接点就是在模切刀刃口部位开出一定宽度的小口,在纸盒模切过程中,使该部分的纸盒和废边在模切后仍有局部连在一起,以便下一步走纸、收纸顺畅。做连接点是用专用设备刀口打口机,用砂轮磨削、开边连接点,不应用锤子去开连接点,造成损坏刀线和搭角,连接点部分产生毛刺,模切刀的过桥位置因为悬空,不要在这个位置开连接点。

   (3)排放刀、线

    排刀是根据产品设计规格和造型,规划好规格并与印刷图文校对无误后,便可开始排刀操作。根据使用的衬空材料不同,排刀操作略有不同。

    利用胶合板作衬空材料排刀时,钢刀、钢线应同底版平面垂直的嵌入底版锯缝中,间隙适当,不应在嵌入或加工中出现变形或扭动等现像。

    应用金属空铅排刀时,需按一定工艺要求,用空铅直接将刀型固定在模压板的指定位置,完成排刀操作,很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的运用各类空铅,排出的模版不能在工作时松动或窜线。尤其是在排制各类几何图形时,既要保证图形规范,又要保证松紧适度。

    排刀时,应把钢刀、钢线的接口按排在合适的位置,接口间隙要适当,不能因压力作用在接口处发生刀线重叠或间隙过大的现像。排好后,模版的纵向和横向线要互成九十度角,各边线要互相平行,这样版面才会平整。

  (4)粘接模切胶条

    模切胶条主要为了防止模切刀、压痕线在模切压痕时粘住纸张,使走纸顺畅,弹性模切胶条粘贴在刀线两侧。模切胶条在模切时,会被压缩变形,影响模切效果。如果距刀线过近,则使胶条受压力产生侧向分力,容易在模切时纸边拉毛;如距模切刀线太远,则起不到它本身的功能。一般距离为1~2毫米为宜。

  (5)模切底模版制作

   将钢底版洗净,然后在其上面粘贴一层绝缘纸而后放上一层复写纸,再盖一层卡纸,并进行开机压痕。根据印迹,将底模纸切成条状,粘在压痕两侧形成压痕槽。一般底模厚度小于或等于所模切的承印物厚,压痕效果会因压痕线的排列方向与纤维方向的不同而不同,与纤维方向垂直的压痕线折后饱满,因此,在刻线时,直纹方向的压痕线最好窄0.1mm。

  (6)垫版

   在模版制作完成后,模版要装在模切机上进行试切,在此过程中,试切试样局部正常,而有部分切不透,这时就要对此部分进行垫版。 用0.05mm厚的垫版纸粘在模版底部,对模切到进行高度补偿。



责任编辑:省模协信息中心
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