Дослідження обробки пластикових матеріалів для пакування

Методи обробки пластикових матеріалів при виготовленні пакування. Способи задруковування пластику. Особливості технології висікання із застосуванням плоских штанцформ. Вибір оброблювального обладнання на основі аналізу технічних характеристик обладнання.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык украинский
Дата добавления 12.09.2012
Размер файла 5,2 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Оснащення для відділення передньої відхідної кромки. Оснащення для відділення передньої кромки листа в залежності від моделі танцювальної машини може складатися як з верхньої і нижньої частин, так і тільки з верхньої частини. Верхня і нижня частини такої оснастки представляють собою вирізані лазерним променем за оригінальною конфігурацією з плоскої фанери деталі, що мають спеціальні пази для кріплення оснащення в штанцювальній машині. Для деяких марок штанцювальних машин за погодженням із замовником і залежно від конкретного способу кріплення оснащення вона може додатково або комплектуватися кріпильними втулками, або мати прикріплені по передній кромці дерев'яні або фанерні блоки [42].

1.5.1.2 Стадії виготовлення штанцформ

Виробничий процес по виготовленню плоских штанцформ складається з ряду різних операцій. У наше століття цифрових технологій рівень розвитку техніки дозволяє автоматизувати більшість сфер діяльності людини, зокрема виробничу діяльність не виключаючи галузь виробництва штампів для висікання. Впровадження технологій і застосування передового обладнання дозволяє мінімізувати вплив людського фактора на кінцевий результат. Від людини вимагається лише переробка та подача інформації в легкому для обладнання вигляді. Стадій виробництва висічних штампів для вирубки декілька [43].

1. Підготовка програми (файлу)

У залежності від товщини оброблюваного матеріалу і типу висічного обладнання задаються товщини пазів, які будуть пропиляні у фанерному підставі. У файлі вказуються типи ліній (ріжучі, бігувальні лінійки). Проставляються утримують мости, щоб забезпечити цілісність основи штанцформи після його запису (див. рис. 1.13).

Рис. 1.13. Підготовка файлу для висікання

2. Різка основи висічного штампу

Лазерна установка з частотно-програмним управлінням згідно підготовленої програми пропалює пази певної ширини у фанері необхідної товщини (див. рис. 1.14).

Рис. 1.14. Етапи різання основи висікального штампу

3. Обробка металевих лінійок

Згідно з технічним завданням та розрахунками обробляється набір металевих лінійок. Всі лінійки розрізняються за типом, товщині і висоті. Під час обробки лінійки загинаються в потрібний контур, нарізаються на необхідну довжину, в лінійках прорізаються пази (виїмки) відповідно до положення утримуючих мостів на фанерній основі(див. рис. 1.15).

Рис. 1.15. Етапи обробки металевих лінійок

4. Монтаж лінійок у пази основи штанцформи

Оброблені металеві лінійки монтуються в пази фанерної основи за допомогою спеціальних молотків з бойками з м'якого металу або твердого пластика. Завдяки використанню такого матеріалу бойків можливо уникнути затуплення ріжучих кромок (див. рис. 1.16).

Рис. 1.16. Монтаж лінійок в пази основи штанцформи

5. Монтаж виштовхувальних елементів (гуми)

Для того, щоб забезпечити відштовхування просіченого матеріалу від штанцформи необхідно біля всіх ріжучих, перфораційних і рицьовочних лінійок встановити гумові смужки. Тип, висота і ширина гумових смуг (блоків) вибирається в залежності від товщини основи, типу і товщини матеріалу, що висікається і зони штампу (див. рис. 1.17).

Рис. 1.17. Монтаж виштовхувальних елементів

1.5.1.3 Технологічні можливості при виробництві штанцформ

Нерідкі випадки, коли виникає потреба у виробництві штампа для висічки фігурних виробів, таких як віконця в упаковці, замки упаковки, вузькі пази і т.д. Можливість виготовлення такої штанцформи в більшій мірі залежить від можливості обробки (загину, монтажу) металевої лінійки необхідної форми та конфігурації. Нижче наведено ряд реконмендацій, які необхідно враховувати при підготовці креслення штанцформи [40].

1. Найбільш часто використовувані ріжучі лінійки мають товщину 0,71 або 1,05 мм. Наприклад, якщо креслення штанцформи представляється собою прямокутник, то висічений виріб буде мати не гострі прямі кути, а закруглені з радіусом 0,35 або 0,5 мм відповідно. В окремих випадках такий результат неприйнятний. Можливо підготувати набір лінійок по-іншому - зробити стик у кутах прямокутника. Такий спосіб збирання висічного штампу необхідно вказати (див. рис. 1.18).

Рис. 1.18. Обробка кутів заготовок

2. Мінімальний радіус отвору - 2 мм. Такий отвір виготовляється спеціальним пробійником з підпружиненою серцевиною. Вартість таких пробійників від 40 грн. Можливо виготовити пробійники з ріжучого ножа, але в даному випадку мінімальний діаметр - 3 мм. Всі пробійники підходять для якісної висічки матеріалів товщиною до 0,7 мм. Висікання більш товстих матеріалів призводить до деформації кромки різу, через конічну форму пробійників (див. рис. 1.19) [44].

Рис. 1.19. Отвори для висічки та пробійники для їх виготовлення

3. Мінімальна відстань між осями паралельних ріжучих лінійок товщиною 0,7 мм - 3,5 мм, для лінійок товщиною 1,05 мм - 5 мм. Таку відстань обумовлено як товщиною самої лінійки, так і товщиною ежекторного матеріалу. Ежекторний матеріал - це в більшості випадків гума певної жорсткості і висоти, яка служить для фіксації матеріалу, що висікається в момент його контакту з ріжучими лінійками і його "зняття" з вищевказаних лінійок. Якщо відстань між лінійками менше необхідного, то встановити ежекторний матеріал неможливо. Отже в процесі висікання відходи набиваються в паз і роздають ножі, що призводить штанцформу в непридатність (див. рис. 1.20) [45].

Рис. 1.20. - Відстань між осями паралельних лінійок

1.5.2 Вирубка

Вирубка в поліграфії може застосовуватися для надання всьому виробу нестандартної форми.

Фігурна вирубка здійснюється за допомогою гостро заточеного штампу і надає виробу з паперу або картону необхідного контуру, фігури. Може бути будь-якої конфігурації [31].

Якщо говорити про поняття вирубки, то можна з упевненістю сказати, що цей термін бере свій початок з машинобудівної галузі. Про це, навіть, свідчить сам процес виробництва металевих частин, які піддають фігурним змінам, після зняття їх з конвеєра. Точно такий же процес має і вирубка. Найчастіше, процес вирубки здійснюється за допомогою спеціалізованих пресів, і так само виготовляються кліше та штампи. Вирубка вважається одним із способів розрізання продукції. Таке визначення процес вирубки отримав за те, що несе в собі значний зсув матеріалу за рахунок фізичного впливу. Процес вирубки паперу, відбувається з використанням спеціальних форм. Одна частина кліше повністю заточується, для того, щоб відокремлювати матеріал від продукції, а що стосується другої частини, то вона не заточена, так як потрібна, для створення ліній згину.

Технологія вирубки, на сьогоднішній день, широко використовується для обробки широкого спектру поліграфічної продукції. Найчастіше, застосовується технологія вирубки етикеток і фігурна вирубка листівок і запрошень. Також, слід зазначити, що технологія вирубки, знайшла своє найбільше застосування у виробництві тари або вирубки коробок.

У процесі вирубки, можуть бути використані як ротаційні машини, так і преси. Але, слід зазначити, що продуктивність ротаційних машин набагато вища, ніж у преса.

Ротаційно-вирубне обладнання для здійснення вирубки використовує спеціальні штампи, які називаються штанцформами. Їх якість безпосередньо залежить не тільки від терміну служби, але і від можливості використовувати різний матеріал. Для вирубки пластика використовується високоякісне обладнання. У разі масового виробництва, виготовлення скреч-карт, вирубка листового картону і виробництво інших виробів, за допомогою ротаційно-вирубного обладнання, відбувається ефективно і швидко.

У штампувальних пресів є деякі переваги, а саме: якщо вони здійснюють роботу у поєднанні, наприклад, вирубка папки з тисненням. Таке поєднання, дає можливість застосовувати його, для здійснення процесу вирубки листівки з тисненням [42].

Штанцювальні процеси дозволяють крім вирубки, активно застосовувати технологію висікання, яка дає можливість "вибрати" з матеріалу закритий контур, тим самим, зробивши фігурне "віконце". Такий спосіб застосовується для створення листівок, в яких частина зображення знаходиться на "нижньому" аркуші, а на "верхньому" - витончене обрамлення.

1.5.3 Лазерна обробка

Лазерна різка - це передова технологія контурного розкрою листових матеріалів, заснована на використанні в якості інструменту обробки сфокусованим лазерним променем регульованої потужності.

Лазерне різання, у порівнянні з традиційними видами різання (мікроплазменного, киснево-ацетиленового та іншими), має ряд переваг: високою швидкістю різання, вузьким різом, паралельністю країв стінок різу, мінімальною зоною термічного впливу.

Сфокусований лазерний промінь регульованої потужності - ідеальний інструмент для різання, що забезпечує якісну, гладку поверхню різу широкого спектру матеріалів.

Застосування в лазерному різанні точних координатних столів (1500х2500 мм) знімає обмеження по геометричній складності вирізаних виробів. Використовуване програмне забезпечення дозволяє швидко створювати технологічні програми і легко імпортувати графічну інформацію.
У порівнянні з традиційними способами, такими як штампування, плазмова різка та механічна обробка. Лазерне різання відрізняє те, що виконання замовлень здійснюється з більшою точністю, з меншою кількістю відходів, меншим допуском різу і, що особливо важливо, в самі стислі терміни і навіть невеликими партіями.

За допомогою лазерної обробки можна робити маркування виробів (нанесення малюнків і написів на будь-які поверхні), а також промислову маркування виробів (нанесення технічної інформації на плати елеткропристроїі, маркування охоронних пломб, маркування змінних даних на дрібних деталях різних агрегатів тощо).

Застосування в лазерних технологій дозволяє отримати наступні переваги [33]:

– при лазерному різанні відсутня механічна дія на оброблюваний матеріал;

– сфокусоване лазерне випромінювання дозволяє різати і гравірувати практично будь-який матеріал незалежно від його теплофізичних властивостей;

– точність позиціонування лазерної головки складає 0,08 мм, за рахунок чого досягається висока точність взаємного розташування елементів заготовки;

– примінення лазерного різання, можливо, на матеріалах, що легко деформуються;

– лазерний промінь має діаметр близько 0,2 мм, це дозволяє створити отвір діаметром від 0,5 мм;

– за рахунок великої потужності лазерного випромінювання забезпечується висока продуктивність процесу лазерного різання;

– використовуючи можливості лазерного різання, можна розкроїти по складному контуру практично будь-який листовий матеріал. Для розкрою матеріалів таким способом існує фігурне різання.

Лазерне гравіювання - це метод нанесення зображень за рахунок видалення матеріалу з поверхні предмету. Іншими словами гравірування створює на матеріалі певний рельєф, глибину прорізання рельєфу можна встановлювати. Крім того, лазерна гравірування дозволяє змінювати колір матеріалу, що також знаходить відображення у формуванні малюнка [29].

Суть процесу лазерного гравіювання полягає в наступному: під впливом лазерного променя відбувається зміна структури поверхневого шару матеріалу. За типом нанесення лазерне гравіювання буває векторним і растровим. При векторному промінь малює зображення тонкими лініями. Растрове нанесення складається з точок, що дозволяє отримати практично фотографічне зображення. Треба відзначити, що управління установками для лазерного гравірування здійснюється зі звичайного комп'ютера, можливо передача зображення зі стандартних графічних редакторів. Лазерно-гравіювальне обладнання нескладно в освоєнні і експлуатації. При цьому витратних матеріалів або зовсім мало або вони зовсім відсутні. Для організації виробництва не потрібно великих спеціально пристосованих приміщень (наприклад, при гравірування на склі або камені витяжки не потрібні). Споживання енергії при використанні лазерно-гравіювального устаткування становить від одного до кількох кіловат. В залежності від вимог замовника, є можливість нанесення кольорового малюнка або напису, прорізування отворів у виробі. При цьому виріб не піддається впливу високих температур, як у випадку з хімічним травленням або тавруванням. Це дає гарантії збереження виробу, він не деформується і не змінює своїх якостей. Гарне зображення навіть найменших малюнків і самих тонких ліній у написах досягається застосуванням лазерного променя, діаметр якого всього 0,03 мм. Існує можливість змінити малюнок або напис вже в процесі гравіювання, не зупиняючи при цьому сам процес.

Технологічний процес лазерного гравірування повністю автоматизований, використовує високотехнологічне устаткування і це дозволяє виконати замовлення швидко і якісно. Лазерне гравіювання відноситься до екологічно чистого виробництва, що теж важливо в сучасних умовах.

Лазерне гравіювання користується великою популярністю. За допомогою цієї технології оформляють сувеніри, корпоративні подарунки, її використовують для виготовлення різного виду табличок і вивісок, медалей, нагородних знаків і жетонів, для маркування товару, для нанесення написів і малюнків на поверхнях побутової техніки, телефонів, ноутбуків.

Лазерне гравіювання служить свого роду захистом від підробок, так як стерти його не можна, можливо видалити тільки разом із верхнім поверхневим шаром, а це обов'язково позначиться на зовнішньому вигляді виробу [33].

Застосування лазерних технологій для гравіювання зумовило розробку та впровадження обладнання для організації цього процесу. Кілька десятків років тому з'явилися перші установки, що дозволяють робити гравіювання з використанням лазерного променя, і з тих пір їх застосовують для виробництва реклами, сувенірної продукції, різних вивісок і табличок, пам'ятних медалей і жетонів, для маркування продукції.

Поняття «лазер» походить від англійського Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (LASER) і в перекладі означає посилення світла за допомогою вимушеного випромінювання. Всі лазери поділяються на кілька груп:

– Рідинні;

– Твердотільні;

– Газові;

– на парах металу;

– напівпровідникові.

Не всі лазери з цих груп можуть бути використані для виробництва сувенірної продукції. Тільки два типи підходять для цих цілей - твердотільні і газові. Твердотільні, а саме алюмоітрієві, мають довжину хвилі 1,064 мкм. Як джерело закачування використовують імпульсну лампу або лазерний діод. Застосовуються для обробки матеріалів, в хірургії та наукових дослідженнях.

Газові лазери (вуглекислотні) при довжині хвилі 10,6 мкм і застосуванні як джерела накачування електричного розряду, використовуються для різання, гравірування, зварювання матеріалів і в хірургії.

Окрім технічних даних, необхідно враховувати, що існує обмеження за видом оброблюваного матеріалу. Наприклад, вуглекислотний лазер може бути застосований для роботи з акрилом, металом з покриттям, анодованим алюмінієм, змішаними матеріалами, тканинами, склом, каучуком, деревом, пробкою, пластмасою, шкірою, пластиком, нейлоном, папером, картоном, поліестром, силіконом, каменем, гранітом, мармуром, синтетикою, фанерою, вінілом, картоном, кварцом, керамікою, гумою, оргсклом і т.д. У твердотільного цей перелік значно коротше: алюміній, анодований алюміній, метал, дорогоцінні метали, кераміка, пластик, вініл, гума. Але при всьому цьому, лазер CO2 не може застосовуватися для обробки металу без покриттів, не дозволяє довжина хвилі.

Переваги використання лазерного обладнання та його можливості [56]:

– Основною перевагою цього виду обладнання є те, що це разове вкладення грошей. Витрати на утримання мінімальні і йдуть тільки на підтримку ресурсу випромінювача. Разом з витратами на електроенергію вони становлять близько $ 1 на день.

– Із застосуванням лазерного обладнання з'явилася можливість робити лазерне гравіювання на м'яких і гнучких матеріалах, наприклад, на тканинах, папері тощо. Відпала необхідність у закріпленні матеріалу: матеріал кладеться на робочу поверхню і проводиться гравіювання.

– Застосування лазерного гравірування дає можливість напряму працювати з векторних програм AutoCAD і CorelDRAW, використовувати інтерфейс USB.

– Висока швидкість гравіювання і різання дозволяє уникнути білої бахроми по краю оргскла, зріз виходить рівним і прозорим.

1.6 Вибір післядрукарського обладнання

При виборі післядрукарського обладнання потрібно орієнтуватися на технічні характеристики машин, а й на особливості спрямування виконуваних робіт та матеріалів, що застосовуються у процесі виробництва. Тому в даній магістерській дисертації було проведено детальний огляд післядрукарського обладнання та його характеристик, необхідного для виробництва пакування з пластику.

1.6.1 Вибір висікального устаткування

При виборі висікального, бігувального обладнання, було проаналізовано декілька варіантів, які наведено нижче.

Паковання для картин має жорстку конструкція, що вимагає виготовлення складного висікального штампу, який попередньо розробляється у професійній програмі AutoCAD та зберігається в форматі *.cdr (файл для AutoCAD).

І варіант - висічка та біговка проводиться на ротаційній висікальній машині Машграф РВБ-200. Висікальний апарат, який складається з двох розташованих один над одним сталевих жорстких валів. На верхній вал встановлено ротаційний штамп. На нижній вал встановлений з зазором марзан у вигляді поліетиленової труби, що збільшує його довговічність, крім того передбачено регулювання зазору між валами, а конструкція забезпечує зручну заміну марзана.

Технічні характеристики Машграф РВБ-200:

максимальний формат аркушів - 2000Ч1450 мм;

мінімальний формат аркушів - 2000Ч1450 мм;

продуктивність - 4000 арк/год.;

максимальна товщина матеріалу - 2 мм;

максимальне зусилля висічки - 250 т.

ІІ варіант - висікально-бігувальна машина Bobst SP Evoline 102-E, призначена для роботи з матеріалами високої щільності. Точність проходження листа і чіткість роботи секції виштовхування відходів при одночасному досягненні високих виробничих швидкостей відповідають вимогам сучасного ринку.

Технічні характеристики Bobst SP Evoline 102-E:

максимальний формат аркушів - 1020Ч720 мм;

мінімальний формат аркушів - 400Ч350 мм;

продуктивність - 7000 арк/год.;

максимальна товщина картону - 2 мм;

максимальне зусилля висічки - 250 т;

максимальна маса картону 2000 г/м2;

мінімальна маса паперу 80-90 г/м2;

максимальна товщина гофрокартону 4мм.

ІІІ варіант - машина ротаційної висічки АРНІТА-1/2100 PC-3 призначена для висічки заготовок коробів будь-якого ступеня складності з гофрованого та склеєного картону.

Технічні характеристики АРНІТА-1/2100 РС-3:

максимальний формат аркушів - 2100Ч1200 мм;

мінімальний формат аркушів - 300Ч300 мм;

продуктивність - 4000 арк/год.;

максимальна товщина матеріалу - 1,75 мм;

максимальне зусилля висічки - 300 т.

ІV варіант - висікальний прес Yawa AD-800E з плоским штампом, з функцією видалення облою та із секцією стапелювання малоформатних заготовок.

Технічні характеристики Yawa AD-800E:

максимальний формат аркушів - 810Ч620 мм;

мінімальний формат аркушів - 400Ч350 мм;

продуктивність - 7500 арк/год.;

максимальна товщина матеріалу - 2,5 мм;

максимальне зусилля висічки - 350 т.

V варіант - висікальний прес компанії Young Shin Machinery модель Revotec 145SR з максимальним форматом листа 1450х1020 мм і зусиллям висічки до 500 тонн. Переваги пресів серії Revotec 106SR - це європейський рівень автоматизації, висока якість виготовлення деталей і точність зборки.

Технічні характеристики Revotec 145SR:

максимальний формат аркушів - 760Ч1060 мм;

мінімальний формат аркушів - 300Ч300 мм;

продуктивність - 7500 арк/год.;

максимальна товщина матеріалу - 1,5 мм;

максимальне зусилля висічки - 250 т.

При аналізі та виборі оптимального устаткування для висічки та біговки було побудовано радіальну діаграму, що зображена на рисунку 1.21. Проаналізувавши результати зображені на діаграмі та пріоритетними параметрами для нашого виробництва, такими як максимальна товщина оброблюваного матеріалу та максимальне зусилля висічки, можна зробити висновок, що оптимальним висікальним пресом буде Yawa AD-800E. Прес має направляючі упори, що стабілізують рух листа, захист приводу механізму висікання від перевантаження, систему видалення облою. Специфікою даної моделі є максимальний розмір аркуша 810 х 620 мм, мінімальний розмір аркуша паперу 400 х 350 мм, зусилля висічки досягає 350 т, а товщина оброблюваних матеріалів сягає 0,1-2,5 мм. Максимальна продуктивність 7500 циклів/год.

Рис. 1.21. Радіальна діаграма порівняльної характеристики висікального обладнання

Комп'ютерна система з великим сенсорним екраном керує роботою сервоприводів фольгоподаючих апаратів, позонним нагрівом стільникової термоплити, регулюванням зусиллям натиску. Параметри даного замовлення можуть бути введені в пам'ять для повторного використання.

1.6.2 Вибір різального обладнання

Основними технологічними параметрами ОРМ є максимальна довжина різу і максимальна висота стопи. Довжину різу слід вибирати виходячи з розміру діагоналі стопи максимального формату, яку планується різати на ОРМ. Це дозволить повертати стопу в будь-якому місці столу.

Максимальне число різів за хвилину при виборі машини можна не враховувати, оскільки цей параметр мало впливає на реальну продуктивність різання. Значно важливіше ступінь автоматизації і зручність управління ОРМ. У сучасних моделях повинні бути передбачені функції програмного завдання зусилля притиску і положення подавача з можливістю збереження наборів даних.

При виборі ОРМ слід звернути увагу на її масу. Оскільки при роботі ОРМ виникають значні динамічні навантаження, термін життя механізмів у великій мірі буде залежати від ефективності демпфірування станиною цих навантажень.

І варіант - одноножева різальна машина Perfecta 92 UC. Різальна машина Perfecta 92 UC, оснащена пультом управління, на якому можна зберігати до 250 програм. Суцільний стіл різальної машини дозволяє звести до мінімуму ризик пошкодження нижніх листів стопи. Завдяки конструкції бокової направляючої, яка працює від сервоприводу, швидкість затла може досягати 300 мм/сек, а швидкість різу - до 50 різів за хвилину, що дозволяє працювати з високою продуктивністю без втрати якості різу.

Технічні характеристики Perfecta 92 UC:

ширина різального стола - 920 мм;

максимальне зусилля прижиму ножа - 30 кН;

максимальна висота стопи - 120 мм;

мінімальна залишкова полоса - 57 мм;

швидкість різу - до 50 різів/хв;

маса - 2 т.

ІІ варіант - одноножева різальна машина Polar 92 CE. Машина оснащена оснащена цифровим пультом управління, програмним забезпеченням, має фотозахисну систему. Центральний та бічні столи оснащені повітроприводом.

Технічні характеристики Polar 92 CE:

ширина різального стола - 920 мм;

максимальне зусилля прижиму ножа - 30 кН;

максимальна висота стопи - 120 мм;

мінімальна залишкова полоса - 60 мм;

швидкість різу - 45 різів/хв;

маса - 1,89 т.

ІІІ варіант - одноножева різальна машина Eurocutter 920. Машина Eurocutter має масивну суцільнометалеву конструкцію, що виключає її вібрацію при роботі. Задній, передній і бічні столи мають хромоване покриття і оснащені повітророздувом.

Створювана повітряна подушка дозволяє легко переміщати стопу матеріалу. Гідравлічний привід притиску стопи забезпечує плавне і точне налаштування, рівномірний притиск і повністю виключає перекоси при різанні.

Точність подачі затла становить ± 0,01 мм, а похибка підрізування не перевищує ± 0,03 мм. Завдяки стабільному зчепленню надійність приводу гарантована при найвищих навантаженнях. Спеціальні технологічні і конструктивні рішення дозволили отримати зусилля притиску стопи від 30 до 45 кН.

Технічні характеристики Eurocutter 920:

ширина різального стола - 920 мм;

максимальне зусилля прижиму ножа - 40 кН;

максимальна висота стопи - 120 мм;

мінімальна залишкова полоса - 80 мм;

швидкість різу - 48 різів/хв;

маса - 3,1 т.

ІV варіант - одноножева різальна машина EBA Серія 721-06. Одноножева різальна машина EBA відносяться до класу легких різальних машин і орієнтована на завантаження малої та середньої інтенсивності в умовах роботи невеликих друкарень для виробництва найрізноманітнішої продукції від журналів і брошур до календарів, візиток, бланків. Основною особливістю різальних машин EBA є наявність у них гідравлічних приводів основних вузлів і механізмів, що забезпечує якість різу і плавність ходу ножа.

Технічні характеристики EBA Серія 721-06:

ширина різального стола - 720 мм;

максимальне зусилля прижиму ножа - 30 кН;

максимальна висота стопи - 80 мм;

мінімальна залишкова полоса - 32 мм;

швидкість різу - 40 різів/хв;

маса - 0,62 т.

V варіант - одноножева різальна машина Wohlenberg 76. ОРМ - нова ергономічна машина має лише один важіль для опускання ножа, що дозволяє знизити навантаження на оператора. Сервопривід для управління затла дозволяє швидко позиціювати пачки паперу до 30 см в секунду. Швидкість затла, прискорення і гальмування можуть налаштовуватися. При підйомі притискна балка зупиняється близько до верхньої поверхні матеріалу, значно скорочуючи час циклу різання. Стали мають повітряну подушку.

Технічні характеристики Wohlenberg 76:

ширина різального стола - 760 мм;

максимальне зусилля прижиму ножа - 25 кН;

максимальна висота стопи - 110 мм;

мінімальна залишкова полоса - 42 мм;

швидкість різу - 30 різів/хв;

маса - 2 т.

При аналізі та виборі оптимального устаткування для різання було побудовано радіальну діаграму, що зображена на рисунку 1.22. Проаналізувавши результати зображені на діаграмі та пріоритетними параметрами для нашого виробництва, такими як максимальна довжина різу і максимальна висота стопи та максимальне зусилля прижиму ножа, можна зробити висновок, що оптимальною одно різальною машиною буде Perfecta 92 UC.

Perfecta лідирує на світовому ринку різального обладнання, завдяки наступним характеристикам своєї продукції:

– суцільнолита станина, що забезпечує стабільність і жорсткість;

– попередньо обираний високоточний обтиск зі спеціальною гідравлікою і можливістю продовження часу обтиску до 9,9 с для ще більш точного різу;

– верхня і бокова напрямні з високоточною системою позиціонування затла забезпечують точність різу до 0,02 мм.

– Управління швидкістю затла, оптимізується для кожного матеріалу, що розрізається;

– плоский і точний шабельний різ;

– російськомовний інтерфейс сенсорного екрану;

– повноцінна графіка, вже перед програмуванням представляє стопу матеріалу, що розрізається і показує можливі помилки ще до приведення в дію програми;

– оптичне позначення лінії різу.

Рис. 1.22. Радіальна діаграма порівняльної характеристики різального обладнання

Perfecta UC - комп'ютеризована високопродуктивна різальна машина для різних робіт великих обсягів. Програмована машина для швидкої, точної і рентабельної обробки різноманітних, в тому числі легкозминаємих матеріалів. Вирішальним чинником забезпечення високого комфорту при роботі на Perfecta UC є рідкокристалічний дисплей, який показує дійсний і необхідний розміри, а також дає необхідну текстову інформацію російською і на двох інших мовах на вибір. Використовуючи чотири багатофункціональні клавіші, оператор має можливість раціонально програмувати і виконувати процес різання. Perfecta UC пропонує широкий вибір функцій: повторення, навчання і спеціальні, за допомогою яких створюються і запам'ятовуються програми різів. У пам'яті машини може тривало зберігається до 250 програм з 6000 операцій. Є чотири виходи для управління периферійними пристроями при роботі в складі різального комплексу.

1.6.3 Вибір обладнання для ламінування

На ринку поліграфічних послуг ламінування вже тривалий час є однією з необхідних складових післядрукарської обробки. Сфера застосування ламінування дуже обширна: обкладинки для книг, каталогів, рекламні матеріали для торгових точок, презентаційні папки, настінні та кишенькові календарі і т.п. Отже, практично для будь-якої більш-менш «серйозної» друкарні наявність рулонного ламінатора досить актуально.

Критеріїв за вибором необхідного устаткування існує безліч, але основними є наступні:

1. Максимальна ширина ламінування, що повністю відповідає максимальному формату друкарського обладнання.

2. Продуктивність ламінатора (зауважте, не швидкість - найчастіше саме цей параметр вводить в оману зайво прискіпливого покупця).

3. Функціональні можливості ламінатора за одностороннім і/або двосторонньому ламінуванню (нерідко на ринку універсальними заявляються ламінатори, які призначені тільки для одного типу ламінування.

4. Надійна фірма-виробник обладнання для ламінування.

Для вибору обладнання було проаналізовано та порівняно технічні характеристики наступного обладнання:

І варіант - промисловий ламінатор №12-840 фірми Honest Metal Etching & Finishing Machine Co (Китай). Промисловий ламінатор цієї серії призначений для швидкісної одно- і двосторонньої ламінації поліестровою плівкою на клейовій основі. Подача листів проводиться стрічковим конвеєром. Плівка надходить із двох рулонів і припресовується по черзі, одним, а потім іншим нагрітим гумовим валом. Можливо також одностороннє ламінування. Тиск між циліндрами створює гідравлічний механізм, контрольований за допомогою вбудованого манометра. Регулювання температури кожного валу, швидкості ламінування та інших параметрів здійснюється з електронного пульта управління.

Технічні характеристики Jaguar 700:

максимальна ширина ламінування - 700 мм;

мінімальна ширина ламінування - 280 мм;

швидкість ламінування - 38 м/хв;

температура ламінування - 30-120°C;

товщина плівки для ламінування - 15-50 мкм;

ІІ варіант - ламінатор Excelam DC Q1 фірми GMP (Південна Корея ). На цьому обладнанні можна здійснювати як двостороннє, так і одностороннє ламінування. Найсерйознішу проблему при односторонньому ламінуванні - сгортуємість заламінованої продукції, вирішено за допомогою спеціального випрямляючого механізму, розташованого з тильної частини ламінатора. Механізм унікальний тим, що з його допомогою випрямляється задрукована продукція різної щільності, заламінована не тільки поліпропіленовими еластичними плівками, а й жорсткими, на основі поліестру.

Технічні характеристики Excelam DC Q1:

максимальна ширина ламінування - 635 мм;

мінімальна ширина ламінування - 350 мм;

швидкість ламінування - 10 м/хв;

температура ламінування - 30-120°C;

товщина плівки для ламінування - 35-75 мкм;

ІІІ варіант - рулонний ламінатор KDFM-720. Рулонний ламінатор KDFM-720 фірми Wnt Company (США), призначений для одно і двосторонньої ламінації листової продукції. Система нагріву валів ламінатора KDFM 720: 2 сталевих вали з внутрішнім нагрівом + 2 притискних силіконових вали.

Технічні характеристики KDFM-720:

максимальна ширина ламінування - 720 мм;

мінімальна ширина ламінування - 300 мм;

швидкість ламінування - 15 м/хв;

температура ламінування - 60-130°C;

товщина плівки для ламінування - 45-120 мкм;

ІV варіант - гідравлічний високошвидкісний промисловий ламінатор YDFM-920 фірми Wnt Company (США) призначений для швидкісного одностороннього ламінування листових і рулонних матеріалів з можливістю бічного підрізування. Гідравлічна система тиску створює великий і рівномірний тиск, що дозволяє досягти високої швидкості ламінування. Автоматичне регулювання швидкості і температури. Розділені ремені конвеєра подачі. Рівномірне електричне нагрівання. Велика контактна площа валу забезпечує високу ступінь однорідності готового матеріалу, сильну припресовку без скручування.

Технічні характеристики YDFM-920:

максимальна ширина ламінування - 920 мм;

мінімальна ширина ламінування - 350 мм;

швидкість ламінування - 40 м/хв;

температура ламінування - 20-180°C;

товщина плівки для ламінування - 30-80 мкм;

V варіант - рулонний ламінатор Dragon FM-1000(Японія) призначений для одно і двосторонньої ламінації листової продукції. Система нагріву валів ламінатора Dragon FM-1000: 2 сталевих валу з внутрішнім нагрівом + 2 притискних силіконових валу.

Технічні характеристики Dragon FM-1000:

максимальна ширина ламінування - 1000 мм;

мінімальна ширина ламінування - 380 мм;

швидкість ламінування - 20 м/хв ;

температура ламінування - 60-130°C;

товщина плівки для ламінування - 25-65 мкм;

При аналізі та виборі оптимального устаткування для ламінування було побудовано радіальну діаграму, що зображена на рисунку 1.23. Проаналізувавши результати зображені на діаграмі з пріоритетними параметрами для нашого виробництва, такими як максимальна ширина ламінування, швидкість та максимальна товщина використовуваних плівок для припресовування, було зроблено висновок, що оптимальним ламінатором для виробництва буде Vega YDFM-920.

Рис. 1.23. Радіальна діаграма порівняльної характеристики обладнання для ламінації

Ламінатор серії YDFM призначений для швидкісного одностороннього ламінування листових і рулонних матеріалів з можливістю бічного підрізування плівки. YDFM-920 - модель ламінатора з гідравлічною системою притиску валів (тиску припресовування). Ламінатор має високе і рівномірне значення тиску, високу швидкість ламінування з автоматичним регулюванням швидкості і температури. Оснащений розділеними ременями конвеєра подачі, має рівномірне електричне нагрівання. Велика контактна площа валу дає високий ступінь однорідності припресовування, без скручування. Температура - 60-130°С, діаметр нагрівального валу - 220 мм, потужність нагрівача - 6 Квт, потужність мотора - 0,75 КВт, споживання електроенергії - 6,75 КВт, габарити - 1900х1500х1600 мм, вага - 500 кг.

Висновки до розділу 1

1. Аналіз сучасної наукової літератури свідчить, що питання обробки пластикових матеріалів при виготовленні пакування дотепер залишаються малодослідженими, але при сьогоднішніх темпах виробництва та потребах замовників є дуже актуальним.

2. Проведений аналіз ринку пакувальної продукції показав, що вироби з полімерних матеріалів складають 37% від загальної маси ринку споживчої упаковки, серед яких вироби з ПЕ та ПП становлять 54%.

3. Проаналізовано способи задруковування поверхні пластику та методи її обробки, на основі чого складено класифікації цих процесів.

4. У процесі дослідження наукової літератури та проведеного патентного пошуку встановлено, що найбільш розповсюдженою технологією обробки пластикових матеріалів при виготовленні пакування є технологія висікання із застосуванням плоских штанцформ. Також має місце підвищення інтересу до виконання даних операцій за допомогою застосування лазерних технологій.

5. У дисертаційній роботі розглянуто технологічне оснащення форм для плоского штанцювання, стадії їх виготовлення, а також технологічні аспекти при контролі якості виготовлення форм.

6. В роботі було проведено вибір післядрукарського оброблювального обладнання на основі аналізу технічних характеристик обладнання та побудови радіальних діаграм для визначення оптимальних варіантів вибору устаткування.

пластик пакування висікання обладнання

2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

Пластик широко використовується в промисловості як пакувальний матеріал, і відзначається низькою вагою, вартістю, добрими фізико-механічними властивостями.

Крім того, паковання з пластику, повинні відповідати певним експлуатаційним вимогам, важливим з яких є величина опору на згинання, розтягування та розрив. Тому важливо дослідити фізико-механічні та експлуатаційні властивості пластику і виготовлених паковань з нього.

Для дослідження було використано термопластичний полімер - поліпропілен. До основних характеристик поліпропілену відносять [20]:

- Поліпропілен має низьку щільність і хороший опір до високих температур.

- Матеріал із поліпропілену володіє високою межею міцності та хімічною стійкістю.

- Поліпропілени фізіологічно нешкідливий.

- Поліпропілен має високу водостійкість і хорошу зварюваність.

- Будова поліпропіленів характеризується крихкістю при низьких температурах, низьким опором тертя і низькою ударною міцністю.

Хімічні властивості поліпропілену:

- Поліпропілени мають стійкість проти лугів, кислот, алкоголю, сольових розчинів, бензину, олії, молока, фруктових соків.

- Поліпропілен нестійкий проти хлорованих вуглеводнів. При контакті поліпропілену з міддю є ймовірність утворення тріщин із-за внутрішніх напружень. Матеріал легко загоряється, при цьому утворює краплі і продовжує горіти світлим полум'ям, серцевина полум'я блакитна, виділяється різкий запах парафіну.

Поліпропілен отримують полімеризацією пропілену в присутності металокомплексних каталізаторів, наприклад, каталізаторів Циглера-Натта (наприклад, суміш TiCl4 та AlR3) [23]:

nCH2 = CH(CH3) > [-CH2-CH(CH3)-]n (2.1)

Міжнародне позначення - PP.

У 1954 Дж.Натта (Італія) визначив його молекулярну структуру, відкривши важливий клас стереорегулярних полімерів. Бічні метилові групи CH3 можуть розташовуватися в ланцюзі поліпропілену випадковим чином

(2.2)

або регулярним

(2.3)

Натта назвав полімери першого типу атактичним, а другого - тактичними, в даному специфічному випадку - ізотактичними (що означає "на одній стороні").

В атактичному поліпропілені безладне розташування метильних груп перешкоджає кристалізації, у результаті виходить м'який, гумоподібний матеріал, який легко розчинний в органічних розчинниках і розм'якшується при невисоких температурах. Він використовується для отримання різних виробів методом екструзії, а також в якості клею для пластмас.

В тактичному поліпропілені метильні групи розташовані регулярно уздовж ланцюга. Внаслідок цього з тактичного поліпропілену виходять міцні жорсткі термопласти з високими температурами плавлення і відмінною стійкістю до розчинників. Ізотактичний поліпропілен - важливий промисловий продукт. Він широко використовується для отримання волокон і плівок і як матеріал для литтєвого й видувного формування ємностей.

На відміну від поліетилену, поліпропілен менш щільний (щільність 0,91 г/см3, що є найменшим значенням взагалі для всіх пластмас), більш твердий (стійкий до стирання), більш термостійкий (починає розм'якшуватися при 140°C, температура плавлення 175°C), майже не піддається корозійному розтріскуванню. Володіє високою чутливістю до світла і кисню (чутливість знижується при введенні стабілізаторів).

Поведінка поліпропілену при розтягуванні ще більшою мірою, ніж поліетилену, залежить від швидкості прикладання навантаження і від температури. Чим нижче швидкість розтягування поліпропілену, тим вище значення показників механічних властивостей. При високих швидкостях розтягування руйнівне зусилля при розтягуванні поліпропілену суттєво нижче його межі текучості при розтягуванні.

Показники основних фізико-механічних властивостей поліпропілену наведені в таблиці 2.1 [19]:

Таблиця 2.1

Фізико-механічні властивості поліпропілену

Назва показника

Значення

Щільність, г/см3

0,90--0,91

Руйнівна напруга при розтягуванні, кгс/смІ

250--400

Відносне видовження при розриві, %

200--800

Модуль пружності при згині, кгс

6700--11900

Межа текучості при розтягуванні, кгс/см2

250--350

Відносне видовження при межі текучості, %

10--20

Ударна в'язкість з надрізом, кгс*см/см2

33--80

Твердість по Бринеллю, кгс/мм2

6,0--6,5

Поліпропілен - водостійкий матеріал. Навіть після тривалого контакту з водою протягом 6 місяців (при кімнатній температурі) водопоглинання поліпропілену складає менше 0,5%, а при 60єС - менше 2%.

В ході дослідження використовується поліпропілен фірми Eplak, білий - товщиною 0,3; 0,4 та 0,5 мм та чорний - 0,5 мм. Кожен зразок було розрізано на прямокутники розміром 20х150 мм.

Для проведення досліджень, зразки попередньо пробігували. Для бігування було використано бігувально-перфораційну машину Introma BP-500.

Introma BP-500 - напівавтоматична машина з ручною подачею матеріалу та електромеханічним приводом ножів, управляється ножною педаллю. Переналагодження на потрібний вид роботи здійснюється зміною інструменту (ножі або бігувальні планки). Машина має робочу ширину 500 мм і продуктивність до 70 циклів за хвилину.

Максимальна глибина бігування 0,5 мм. При перфоруванні ножем діаметром 1 мм максимальна товщина стопи 0,7 мм, а для ножів діаметром 4 мм і 6 мм - до 20 аркушів паперу щільністю 80 г/мІ. В якості додаткового обладнання до машини пропонується станина, бігувальні і перфораційна планки, а також набори ножів для пробивання отворів під стандарт «WIRE-O» (технологія WIRE-O широко застосовується у виробництві перекидних календарів зі спіраллю).

Технічні характеристики:

– довжина бігування, мм - 500;

– максимальна довжина перфорації, мм - 500;

– максимальна величина тиску на ніж, мм - 500;

– продуктивність, ударів / хв. - 70;

– максимальна товщина матеріалу (для перфорації), мм - 0,5;

– максимальна товщина матеріалу (для біговки), мм - 2,0;

– потужність і енергоспоживання, В / Гц / кВт - 230 / 50 / 0,55;

– габарити, ДхШхВ, мм - 630 х 660 х 430;

– вага, кг - 90.

Перед початком проведення експерименту виконуємо ввімкнення та підготовку до експлуатації та роботи бігувального апарату.

Рис.2.1. Загальний вигляд бігувально-перфораційної машини Introma BP-500. 1 - педаль; 2 -робочий механізм; 3 - лінійка; 4 - упор; 5 - станина; 6 - бігувальна планка

Підготовка машини до експлуатації та роботи:

1. Змістити бігувальну планку (6) з початкового положення, натиснувши викруткою на її торець, потім дістати її. Встановити планку на місце так, щоб обраний паз знаходився в дальньому від лінійки положенні.

2. Встановити упор (4) за допомогою лінійки (3) в необхідне положення.

3. Вставити матеріал для бігування під робочий механізм (2), вирівняти його по лінійці (3) і упору (4). Натиснути педаль (1) до відмови.

В процесі бігування, були отримані зразки із глибиною канавки 0,03 мм та шириною 0,5 мм.

В процесі бігування, були отримані зразки із глибиною канавки 0,3 мм та шириною 0,5 мм.

Після підготовки зразків, досліджували величину напруження при розриві пластику. Метод полягає в розтягуванні випробуваного зразка з постійною швидкістю деформування, для визначення показників встановлених у довідковому додатку.

Назва та основні характеристики випробувального обладнання та вимірювальних інструментів наведені у табл. 2.2.

Таблиця 2.2

Обладнання та інструменти необхідні для дослідження

№ п/п

Найменування

Межі вимірювань

Похибка вимірювань

1

Машина випробувальна

TIRATEST-2151 № 19/80

навантаження до 5 кН

в не перевищує

1%

2

Мікрометр

МК-25 № 7695

розміри

від 0 до 25 мм

за класом

точності 2

3

Штангенциркуль

з цифровою індикацією відліку

розміри

від 0 до 150 мм

за 2-м класом точності

Зразки у вигляді стрічок (рис. 2.2 та 2.3) вирізали із поліпропілену, попередньо пробігованих та оброблених лазерним променем. Для вирізки зразків використовували металеву лінійку за ГОСТ 427-75 та ножиці.

Рис. 2.2. Загальний вигляд зразків для випробування на розтяг

Рис. 2.3. Загальний вигляд зразків для випробування на розтяг підготовлених за допомогою лазерної обробки

Ширина стрічок складала (20±0,2) мм, з різницею найбільшої та найменшої ширини по довжині робочої частини не більше ±0,1 мм. Загальні довжини зразків складали (150±0,5) мм., робочі частини зразків - (50±0,5) мм (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Геометричні характеристики зразка для випробування на розтяг

Вимірювання товщини зразків проводили мікрометром МК-25 за ГОСТ 6507-90. Ширину зразків вимірювали штангенциркулем з цифровою індикацією за ГОСТ 166-89. Вимірювання проводили у трьох точках в середній частині зразка та на межах робочої (розрахункової) ділянки. Точність вимірювання товщини складала ±0,005 мм. Точність вимірювання ширини зразків - ±0,01 мм. Результати вимірювань усереднювали.

Площу поперечного перерізу (мм2) визначали за формулою

А0 = д0 • b0

де: д0 - товщина зразка, мм;

b0 - ширина зразка, мм.

Значення площі поперечного перерізу F0 округлювали до 0,01 мм2.

Зразки маркували номерами від 1 до 16 поза робочою частиною.

2.1 Методика вимірювань

Для випробувань на розтяг поліпропілену була використана універсальна випробувальна машина TІRAtest-2151, загальний вигляд якої представлено на рис. 2.5 та 2.6.

Рис.2.5. Загальний вигляд випробувальної машини TIRATEST--2151.

1- нерухома траверса; 2 - динамометр; 3 - нерухомий затискувач;
4 - зразок; 5 - рухомий затискувач; 6 - рухома траверса; 7 - пристрій для друкування ROBOTRON K6313; 8 - табло індикації сили Р (Н); 9 - табло індикації деформації L (мм); 10 - табло індикації даних вводу та виводу; 11 - програмний шаблон; 12 - клавіатура вводу попередніх даних; 13 -ручка для вмикання та вимикання випробувальної машини.

Технічні дані машини:

Максимальне навантаження, кН ………………..

5

Межі зміни навантаження, Н …………………..

0,01 - 5000

Точність вимірювання переміщення, мм ………

0,01

Діапазон швидкості траверси, мм/хв ……………

0,5 - 1000

Рис. 2.6. Панель обслуговування випробувальної машини.

14 - ручка регулювання швидкості; 15, 17 - клавіші переміщення рухомого затискувача відповідно вниз та вгору; 16 - клавіша зупинки роботи машини; 18 - клавіша ZERO (тимчасова зупинка роботи машини); 19 -клавіша підключення екстензометра; 20 - клавіша зниження швидкості переміщення рухомого затискувача у 40 разів (при натиснутій клавіші); 21-ручка переключення режиму роботи.

Універсальна випробувальна машина TIRATEST-2151 призначена для визначення механічних властивостей металів, пластмас, волокон, композиційних матеріалів тощо. За допомогою різних програмних шаблонів можна здійснювати такі режими навантаження та деформування:

- розтяг, стиск або згин із заданою постійною швидкістю деформування;

- випробування на повзучість при постійному або циклічному навантаженні;

- вимірювання релаксацій напружень при постійній або циклічній деформації.


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.