网印纸制品的模切压痕工艺

2014-02-05任玉峰

网印工业 2014年12期

文任玉峰

网印纸制品的模切压痕工艺

文任玉峰

纸制品由于价格低、适用机械化制作、可回收利用等优点，应用越来越广泛。而纸制品的印刷特别是成品瓦楞纸板、纸箱的印刷首选的是丝网印刷。印刷完要制成成品袋、杯、盒、箱等必须经过模切和压痕工艺。

模切是以钢刀排成模版，将印刷品冲成一定形状的工艺；压痕是在印刷品上压出痕迹或留下弯折的槽痕的工艺。通过模切能使外观造型精美；通过模压后纸制品的功能增加，如透明窗、提手等；模压时采用套裁可节约材料。原理是：用钢刀、钢线排成模切压痕版，然后装在模压机上，在压力的作用下，将坯料压切成型并压出折叠线或其它模纹。

准备制模切版材料

模板材料

模板材料要求质地坚硬、不易变形、耐压力强、不开裂、不翘边、表面平整、易于加工。常用材料有：

·木板

木板经济实用取材方便，适合制作刀模的有桦木、榉木，常用的有：

①芬兰板：芬兰板木质均匀、韧性好、硬度高。由于进口价高，只用于烟包盒等刀线密集的小型高档产品。

②上海板：质地均匀、表面洁白、柔韧性好。

③东北板：木质不够均匀。但对一般瓦楞纸箱，中等尺寸的包装盒，较大尺寸的曲线图完全可满足需要。

④胶合板：制模切版质量轻，压痕模切质量高。厚度有各种规格，可根据模切面积大小来选择，模切瓦楞纸用15mm、卡纸18mm，不干胶产品20mm。

⑤高密度板：也是可选择的板材。

·PVC（聚氯乙烯）板

比木板结实，遇潮湿不变形，使用寿命长，效果好。但切割成本高，装刀难度大，且切割有毒气排出，应根据情况选择。

·钢板

由于板材成本高，太厚不易切割，所以只用作制复合板。即上下两层为3mm厚钢板，中间夹12mm厚木板，这样制成的刀模结实耐用，可反复换刀40多次，模板稳定性好，重复性好，很受欢迎。

钢刀

钢刀要求锋利、耐磨损、有韧性、弯曲方便。

·高度

卡纸、单瓦楞纸钢刀高度23.8mm，双瓦楞纸板钢刀高度28.6mm，不干胶钢刀高度7mm、8mm、9.5mm，根据不干胶厚度选择。特殊用途30mm-50mm。

·厚度

0.70mm、0.53mm、1.05mm、1.42mm、2.13mm。

·硬度

硬性钢刀HRC45，弯曲特性差，用于电路板、橡胶板等很硬难切的物品；软性钢刀HRC35弯曲特性好，用于较薄的不干胶、贺卡、纸板、名片等；中硬性钢刀HRC35-45弯曲特性较好，用于较厚的纸板、不干胶、贺卡、名片等。

·刃口形状

平直形刃口：用于模切直线；齿形刃口：用于模切分段线；针孔形刃口：模切后表面形成一排针孔，便于撕掉，如发票。波浪形刃口：用于模切贺卡、照片的边缘；还有矮刃口、单面矮刃口、高刃口、单面高刃口等。如图1。

图1 刃口形状

钢线

用于压痕，应具有耐磨损、弯曲度大等特性。

·高度：钢线高度等于钢刀高度减去纸板压实的厚度。一般与钢刀相差0.3mm-0.8mm，在22mm-23.8mm之间。

·厚度：与钢刀相同。

·形状：有单头、双头、圆头、方头、尖头等。如图2。

图2 刀线形状

加工模切刀和钢线常用设备

·刀线裁切机

选好钢刀钢线的长度，在裁切机上调整好档规，然后裁切。

·刀片冲孔机

在纲刀、钢线背部冲出一定宽度的缺口（即搭桥），以便顺利装刀。

·刀片成型机（弯刀机）

根据模版图将钢刀钢线弯出一定角度或弧度。

·全自动数控弯刀

可以完成裁切、冲孔、弯刀、切角等工序，只要在电脑里绘出图形及尺寸，机器一次完成。

模切压痕版的设计及绘制刀模轮廓图

确定版面大小，确定原则是：

·版面大小与设备的工作能力和规格相匹配。比如sp102模切机最大工作面积为1025×715mm，版面设计只能等于或小于这个规格。

·工作部分应居于模版中央位置。

·线条图形的移植要保证产品所要求的精度。

·拼版设计要考虑节约纸张和便于清废。

纸板厚度的确定，一般原则是：

①由用户提供纸板的种类；②由包装产品重量来决定，重量越大纸板越厚；③根据纸盒大小及盒形来决定；④根据经验确定。

纸纹方向的设置

纸张纸板都是由纤维组成，根椐纤维排列方向有纵丝纸、横丝纸。纸纹方向的设置应垂直于主压痕线。这样既能保证盒体四个面的平整，又有利于纸盒在糊盒机上高速运转，如图3。

图3 纸纹方向与主压痕线垂直

钢刀钢线的设计要领

①刀线应尽量采用整线，转弯处带圆角，避免相互垂直的拼接。用整线的作用是防止出现尖角现象，防厚纸、UV产品出现爆角现象，利于印刷品排废，如图4。

图4

②避免多个相邻狭窄废边的联接，应增大联结部分，便于清废，如图5。

图5

③两条线的接头处，应防止出现尖角现象，应尽量采用一条钢线增大连结，如图6、图7。

图6

图7

④防止出现连续的多个尖角，对无功能性的尖角改为圆角，如图8。

图8

⑤防止尖刀截止于另一直线的中间段落，这样会使固刀困难，钢刀易松动。应改为圆弧或加大相遇角，如图9。

图9

压痕线宽度

由于压痕线有一定宽度，才能弯折，压痕时尺寸会发生收缩，所以设计盒形时要留一定的尺寸，通常留0.7mm的余量。纸板厚，适当加大。

让刀位

纸盒折叠交错的部位，弯折时压痕线要相差一个纸板的厚度，这一高度叫让刀位。

拼版的处理

拼版就是将若干小的包装盒拼装成大的模切版，这样不浪费机器的功能，又能节约纸张。常见的拼版形式有：一刀切拼版、双刀切拼版、搭接桥拼版。

①一刀切拼版。就是将盒芯紧排在一起，产品公共边缘使用一条切线。这种拼版方法简单，节约材料，降低成本最合理，如图10。

图10

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。为便于清废，废边应连在一起。盒芯之间应有足够的间隙，以粘贴橡皮，间距应大于5mm，如图11。

图11

③搭接桥拼版。如果两盒芯是相连的，且公用的刀线距离很短，模切加工中容易断裂，这会给操作者带来一定困难。可采用搭接桥的方式：即在合理的位置上，以产品的公用废边作为搭桥，这样模切、清废都十分有利，见图12。

图12（备注：阴影部分为共用废边）

过桥的预留

为了保证在模切界缝中板材是一个整体，所以在大面积封闭图形的（如很规则的圆形、方框）界缝处留两处不要锯断，否则圆或方块会从整板上掉下来，勉强把刀线装上去也不结实，不锯断这部分叫过桥。过桥宽度根椐版面大小决定，小块板3mm-6mm，大块板8mm-9mm。

预留咬口边

第一条钢刀与刀模的起始距离至少为13mm，因为模切机的咬口为12-17mm。

切割模板并装刀

铅块镶刀

①绘制平面图。先按前边所述绘制刀模轮廓图。②做弯刀，对照图形用弯刀机弯出所需刀线。③制外框，以刀模图最大面积做一个外框，以固定模版。④填铅块，弯好的刀线放在模板上的外框内，在中间空着的地方填充铅块。这是最早制作刀模的方法，这种方法不稳定、精度差、易变形、模切量小，已经淘汰。

手工锯槽

其工艺是画图→锯槽→弯刀→装刀。首先绘出刀模图，然后在界缝位置先钻孔，在孔内放入线锯，根椐画出的图形锯出刀缝，再用弯刀机弯出刀线形状，开出搭桥口后，将弯刀装入界出的缝中。这种方法比铅块镶的刀结实。但切缝不直、复杂图形精度差且速度慢。

锯床切割

锯床上装上特制锯条，机械带动锯条上下往返运动，在底板上界出装刀线的缝，锯条厚度与刀线厚度相等。工艺是：钻孔→穿锯条→切缝（注意留桥）→弯刀→装刀。特点：速度比手工快，但由于锯条运动由机械控制，导向仍是手工掌握，技术不熟练，界缝不直，重复性不好。

激光切割

激光切割是利用光能变成热能来切割。工作过程是：二氧化碳激光器发出1064mm的激光束，光束传给透镜，经透镜聚焦，焦点只有0.1mm-0.2mm产生出巨大的热能，热能通过喷嘴使材料温度达到沸点，使切割部位汽化，而形成界缝。这种方法精度高、速度快已被广泛运用。

高压水喷射切割

利用计算机绘制CAD图形，也可以用扫描录入编制出模切压痕程序。利用高压水喷射的压力，使版材界缝、切缝、自动加桥位。这种方法可以界出任意复杂的刀缝，同时不产生激光切割产生的尖埃、烟雾甚至PVC版产生的毒气，没有污染，切缝光滑平直。

开连接点

开连接点就是在刃口部位开出一定宽度的小口，由于小口处不被切断和废品连成一片，使模切后的纸盒与废边不散开，使走纸收纸顺畅。

用刀线打口机用砂轮磨削出小口。不能用锤子和錾子敲出缺口，这样开的口不规则、不光滑、有毛刺。同时由于用力敲打会使刀版变形。

连接点的宽度有0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.8mm、1mm等，常用0.4mm。尽量越小越好，要打在成型看不到的隐蔽处。

粘接模切橡皮

橡皮的作用是通过弹性把切掉的纸张推出刃口，防止模切刀线粘住纸张使走纸不畅。

橡皮的高度高于模切刀1mm-3mm，太低弹性差，太高使纸张移位而模切不准。特硬胶条高出模切刀0.5mm，一般高出1.2mm。橡皮条距刀线的理想距离为1mm-2mm。选择胶条硬度片的原则是：

①硬性刀条放在刀沿下空档处。软性胶条放在两刀之间的缝隙中。

②模刀之间距离小于8mm选择硬度HS600，大于10mm选硬度HS250（瓦楞纸）或HS350（卡纸板）。模切纸板所用胶条硬度要比瓦楞纸大，硬度越大弹性越小，瓦楞不容易压塌。

③咬口第一条钢刀应用硬度大的胶条。

④小面积废料处应贴硬度大的胶条，大面积废料处应贴软性胶条。

制作压痕底模

底模的作用：底模固定在底板上，放上被压切材料，然后用模切版模压，这样能够使包装纸盒折叠线更清晰漂亮，保证纸盒折叠后无皱折和裂痕，并且使盒形尺寸更准确。常用的类型有：

图13 压痕底模示意图

纤维板压痕底模

①固定纤维板。纤维板厚度与所要压切的纸板厚度相等，用粘合剂粘在底板上。②用所制模切版在纤维板压出痕迹。③刻痕。用刀把压出的痕刻出槽。刻口要平直，尺寸要准确。

钢底模

用电加工的方法在底模钢板加工成压痕模槽。这种方法有极好的尺寸稳定性和机械强度。但工艺复杂，需昂贵的设备。

用底模开槽机开出槽痕

先在底模材料上画出或压出线痕，再用开槽机开出所需的槽宽和一定深度。

手贴底模

是用手工拼贴出凹槽。这是最早的方法，这种方法速度慢、精度差。

压痕条模

也称粘贴压痕模、速装压痕模。这种方式方便、简单、快捷、耐用、成本低，适合长版活、中版活、短版活。

①结构：由保护胶贴、压痕底模、强力底胶片、定位塑料条组成。如图13各自的作用是：保护胶贴是用来在日常运输和保存中，保护底胶。压痕底模是主要部分，由它形成槽宽，承载模压版，形成槽痕。强力底胶片是用来把压痕底模粘贴在压痕底板上。定位塑料条，在粘贴压痕底模时，用它来确定准确位置。

②制作工艺：首先按压痕产品的尺寸，量取压痕模的长度，并用裁切机裁切，使压痕模两端成90°。然后，用定位塑料条将切好的压痕模卡在模切压痕版的钢线上。压痕模位置放好后，将压痕模底层的保护胶贴剥离。最后，把装好的压痕模安装到模切机上定位紧固。慢慢开动机器，重压，使压痕模粘牢。确定粘牢后，去掉定位条，清理干净。