印后工艺基础知识

第一章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凸凹或其他条纹形状， 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。第一节 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，在提高产品包装附加值方面起着重要的作用。 模压加工的特点， 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。折叠纸盒是用各类纸板或彩色小瓦楞纸板作成。 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裱合而成。 在基材纸板成型中， 有时也需要用模压加工的方法。制作瓦楞纸箱的原材料， 是用瓦楞纸板， 加工是多采用圆盘式分纸刀进行裁切， 用压线轮滚出折叠线。但模切压痕也是一种有效的生产方法，尤其是对于一些非直线的导形外廓和功能性结构，如内外摇盖不等高以及开有提手孔、通风孔、开窗孔等。只有采用模压方法，才便于成型。二、模压原理模压前，需先根据产品设计要求，用钢（即模切刀）和钢线（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，并压出折叠线或其他模纹。模压版结构及工作原理如图 1所示。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。第二节 模切压痕版的排版模切压痕的排版，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。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，而钢刀钢线在模压版中的位置是由衬空材料来确定固紧的。⑴金属类衬空材料模压版有：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。钢类衬空材料模压版。如钢型刻版等，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。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。⑵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、拼版省工省力，外形尺寸准确，尤其是一版多图时，操作十分

方便。2、按模压版的组装方式分。⑴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钢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。⑵组装式模压版。钢刀和钢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。版面设计及制作1、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、钢线具有较好的模切适性，产品设计时应考虑模切的工艺性；⑴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 2。⑵两条线的接头处，应防止出现尖角现象。如图 3。⑶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 4。⑷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。⑸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 6

2、模切压痕版的制作。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（合成板）衬空材料制版工艺流程如图 7所示铅衬空材料制版工艺流程如图 82、模切压痕版的制作。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（合成板）衬空材料制版工艺流程如图 7所示铅衬空材料制版工艺流程如图 8所示⑴底版的制作。就是按照产品设计或样品的要求，将平面展示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版上，再用线锯锯缝。模版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。⑵钢刀、钢线的铡切及成型加工。就是按照设计要求，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，钢刀钢线的工作刃部，反复多次与纸板作用，故要求其有较高的硬度与耐磨性。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。

，其刃口和排刀排版。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， 各中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 9所示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10所示。③接桥拼版。如果两盒芯是相连的，且公共的刀线距离和短，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 11所示。⑷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。⑸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、 钢线的厚度相符， 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。⑹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。第三节 模切压痕工艺加工工艺流程概述一般模切压痕工艺的流程为：上版 调整压力 确定规矩 粘塞橡皮 试压模切 正式模切整理清废成品检查 点数包装加工工艺过程以模切压痕加工主要对象——纸盒为例，一般需要经过开料印刷 表面加工模切压痕 制盒的过程在模切压痕之前要制作模压版， 模压版的格位必须与印刷的格位相符； 而后在模切机上利用模压版按工艺流程对印后纸板进行加工。将制作好的模压版，安装固定在模切机的版框中，初步调整好位置，获取初步模切压痕效果的操作过程称为上版。上版前，要求校对模切压痕版，确认符合要求后，方可开始上版操作。接着调整版面压力。一般分两步进行。先调整钢刀的压力：垫纸后，先开机压印几次，目的是将钢刀碰平、靠紧垫版，然后用面积大于模切版版面的纸板（通常使用 400~500g/㎡）进行试压，根据钢刀切在纸板上的切痕，采用局部或全部逐渐增加或减少垫纸层数的方法，使版面各刀线压力达到均匀一致；再调整钢线的压力；一般钢线比钢刀低 0.8mm，为使钢线和钢刀均获得理想的压力，应根据所模压纸板的性质对钢线的压力进行调整。在只将纸板厚度作为主要因素来考虑时，一般根据所压纸板的厚度，采用理论计算法或以测试为基础的经验估算法来确定垫纸的厚度。采用理论计算法计算垫纸厚度的公式如下：X=（钢刀高度 -钢线高度） -h式中：X为垫纸厚度； h为被压切纸板的厚度。规矩是在模切压痕加工中，用以确定被加工纸板相对于模版位置的依据。在版面压力调整好以后，应将模版固定好， 以防模压中错位。 确定规矩位置时， 应根据产品规格要求合理选定，一般尽量使模压产品居中为原则。在确定并粘贴定位规矩以后，应先试压几张，并仔细检查。对折叠式纸盒，还应作成型规格、质量等项检验。橡皮粘塞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。橡皮应高出刃口 3~5mm，如图所示。在一切调整工作就绪后，应先模压出样张，并作一次全面检查，看产品各项指标是否符合要求，在确认所检各项均达到标准，留出样张后，即可正式开机生产。每工作一天，应重新对产品各项要求检查一次，以便及早发现问题并进行处理。对模切压痕加工后的产品，应将多余边料清除，称为清废，也称落料、除屑、撕边、敲芯等，即将盒芯从坏料中取出并进行清理。清理后的产品切口应平整光洁，必要时应用砂纸对切口进行打磨或用刮刀刮光。清理后再进行成品检查，在产品质量检验合格后，进行点数包装，点数中剔除残次品，其误差一般不得超过万分之二至万分之三。工艺参数及其影响模切压痕加工中的主要工艺参数有模切压力、工作幅面尺寸和模切速度。模压机工作能力的大小是由模切压力大小来决定的，在模压加工中，由于加工对象及各项要求不同，一般应预先计算模压所需的力，借以选择和调整机器，并指导模压加工。确定模切压力大小的方法有多种，模切压力的理论计算公式如下：P=KσA式中：P为模压所需要的力； σ为模压中单位面积剪切应力值，其参考值见表； A为模压分离面的实际面积，可根据模切材料厚度和周长的计算； K为考虑模压过程的实际条件和各种技术因素影响的系数， K值范围在 0.76~1.34之间。在工厂实际生产中，往往以实验法来确定各单位长度上的模切力 F的数值，然后再计算模切压力的大小，即先在实验材料用的压力机上装上一定长度的钢刀和钢线，再放上需加工的纸板，对纸板加压，直到切断和压出要求的线痕为止；记下此时压力 P1的读数，重复 10次，取其平均值，再将测得的压力 P1除以切口和压线的总长度 l，即可求得单位长度的平均模切力F=P1/l。所需的模切压力可用下式计算：P=K1*L*F式中：P为模切压力； L为模切周边总长（包括切口和压线） ；F为单位长度切口和压线的模切力； K1为考虑实际生产中各种不利因素的系数，取 K1=1.3。工作幅面的大小从另一角度反映了模切机的工作能力，根据所能加工幅面的大小， 模切机可分为全张、对开、四开、八开等不同规格，其具体尺寸随不同的生产厂家而略有不同。模压速度与模切机的工作频率有关，是直接影响模切压痕生产率的工艺因素，而且一般说来，模压速度增加，模切压力也会有所增加。第四节 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。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切机，见图 14。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， 这就容易造成模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 15。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。卧式平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。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， 故通常都带有自出部分以及电气控制、机械传动等部分组成。有的还带有自动清废装置，如图 16所示。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统、 模压部分、 纸板输出部分以及电气控制、机械传动等部分组成。有的还带有自动清废装置，如图 16所示。其中纸板输入部分 1和输出部分 4与单张纸胶印机原理基本相同。模压部分 2常由肘节、凸轮轴或双肘杆系统施压。 一般施压系统都设有压力渐进和压力延时装置， 可按模压工艺的需要选择保压时间。 压力调整由专门机构完成， 可在机器运行中或停机时随时调节。 图中3为清废排屑部分。卧式平压平模压机工作安全可靠， 其自动化程度和生产效率都比较高， 是平压平模压机中先进的机型。 国产这类机型有 MQW86、0MY820型等； 国外常见的有瑞士 BOBST公司的 SP102-BM型。圆压平模压机圆压平模压机主要由作往复运动的平面形版台和转动的圆筒形压力滚筒组成。 在工作行程中，版台向前移动， 压力滚筒压住纸板， 并以与版台相同的表面线速度转动，对纸板进行模切和压痕。回复行程时，版台向后返回，压力滚筒的工作面不与模切版接触。这类模压机根据压力滚筒在一个工作循环中不同的旋转情况，又可分为停回转、一回转、二回转等几种，正反转圆压平模压机属简易型，其正反行程都可是工作行程。因圆压平模压机采用了圆筒形的压力滚筒代替压板， 故模切时不再是“面接触” ，而是“线接触”，使机器在模压时素承受的压力较小，而且均匀地分布在一段长的时间内，因而机器的负载比较平稳， 可进行较大幅面的模切。 但由于压力滚筒与版台对滚时产生的分力容易引起刀线刃口的变形或移位。圆压圆模压机圆压圆模压机的版台和压切机构两者的工作部分都是圆筒形的， 工作时，送纸辊将纸板送到模压版滚筒与压力滚筒之间， 由两者将其夹住对滚时进行模压， 模压版滚筒旋转一周， 就是一个工作循环。圆压圆模压机的模切方式， 一般分为硬切法和软切法两种。 硬切法是指模切时模切刀与压力滚筒表面硬性接触， 因而模切刀较容易磨损。 软切法是在压力滚筒的表面覆盖一层工程塑料，模切时，切刀可有一定的切入量， 这样既可保护切刀，又能保证完全切断，但需定期更换塑料层。由于圆压圆模压机工作时， 滚筒连续旋转， 因而其生产效率是各类模压机中最高的。 但模切版要弯曲成曲面，制版、装版比较麻烦，成本也比较高，技术上有一定难度，所以，圆压圆模压机常用于大批量生产。当前，先进的模切设备大多向印刷、 模切组合全自动的方向发展， 将模压机构和印刷机连成一条自动生产线，其结构形式多种多样。这种生产线由四个主要部分组成， 即进料部分、 印刷部分、模切部分、送出部分等。进料部分间歇地将纸板输入到印刷部分，可根据不同的用料形式、 尺寸、种类等方便、 准确地进行调整。印刷部分可由 4~8色印刷单元组成，可采用凹版、胶版、柔性版等不同方法。这部分具有较先进的印刷功能，并配备有各自的自动干燥系统。模切部分可以是平压模压机， 也可以是圆压模压机， 且都备有清废装置， 可自动排除模切后产生的边角废料。输送部分是将模压加工完成后的产品收集整理并送出， 从而保证进料部分、 印刷部分和模切部分能够顺利地实现高速连续化作业。图17是这类模压机的一个例子。第五节 模切压痕加工中常见故障及处理模切压痕加工中常见故障及处理可归纳为：⑴模切压痕位置不准确。 产生故障的原因是排刀位置与印刷产品不相符； 模切与印刷的格位未对正；纸板叼口规矩不一； 模切操作中输纸位置不一致； 操作中纸板变形或伸张， 套印不准。解决办法是根据产品要求， 重新校正模版， 套正印刷与模切格位； 调整模切输纸定位规矩，使其输纸位置保持一致；针对产生故障的原因，减少印刷和材料本身缺陷对模切质量的影响。⑵模切刃口不光。产生原因是钢刀质量不良，刃口不锋利， 模切适性差；钢刀刃口磨损严重，未及时更换；机器压力不够；模切压力调整时，钢刀处垫纸处理不当，模切时压力不适。排除方法是根据模切纸板的不同性能，选用不同质量特性的钢刀 ,提高其模切适性；经常检查钢刀刃口及磨损情况， 及时更换新的钢刀； 适当增加模切机的模切压力； 重新调整钢刀压力并更换垫纸。⑶模切后纸板粘连刀版。原因是刀口周围填塞的橡皮过稀，引起回弹力不足， 或橡皮硬、 中、软性的性能选用不合适；钢刀刃口不锋利，纸张厚度过大，引起夹刀或模切时压力过大。可根据模版钢刀分布情况， 合理选用不同硬度的橡皮， 注意粘塞时要疏密分布适度； 适当调整模切压力，必要时更换钢刀。⑷压痕不清晰有暗线、炸线。暗线是指不应有的压痕，炸线是指由于压痕压力过重、纸板断裂。引起故障的原因是：钢线垫纸厚度计算不准确，垫纸过低或过高；钢线选择不合适；模压机压力调整不当，过大或过小；纸质太差，纸张含水量过低，使其脆性增大，韧性降低。应重新计算并调整钢线垫纸厚度； 检查钢线选择是否合适； 适当调整模切机的压力大小； 根据模压纸板状况，调整模切压痕工艺条件，使两者尽量适应。⑸折叠成型时，纸板折痕处开裂。折叠时，如纸板压痕外侧开裂，其原因是压痕过深或压痕宽度不够；若是纸板内侧开裂，则为模压压痕力过大，折叠太深。可适当减少钢线垫纸厚度； 根据纸板厚度将压痕线加宽； 适当减小模切机的压力； 或改用高度稍低一些的钢线。⑹压痕线不规则。 原因是钢线垫纸上的压痕槽留得太宽， 纸板压痕时位置不定； 钢线垫纸厚度不足。槽形角度不规范，出现多余的圆角，排刀、固刀紧度不合适，钢线太紧，底部不能同压板平面实现理想接触，压