Разработка технологии послепечатных процессов для книжного издания

Содержание Введение

1. Проектирование конструкции издания и выбор материалов

1.1 Техническая характеристика издания

1.2 Проектирование конструкции блока и выбор материалов

1.3 Проектирование конструкции форзаца и выбор материалов

1.4 Проектирование конструкции переплетной крышки

1.5 Проектирование конструкции сборочных элементов и выбор материалов

2. Расчет материалов

2.1 Расчет количества бумаги для печати блока

2.2 Расчет количества бумаги для форзацев

2.3 Расчет материалов для переплетной крышки

2.4 Расчет количества покровного материала

2.5 Расчет количества материала для отстава

2.6 Расчет пленки для ламинации

2.7 Расчет требуемого количества бумажной полоски

2.8 Определение расхода ниток

2.9 Выбор и расчет количества клеящих веществ

3. Выбор и обоснование технологических решений. Разработка технологического маршрута

3.1 Выбор технологических решений и типа оборудования

3.2 Разработка технологической схемы

3.3 Обоснование технологических решений

4. Выбор и обоснования оборудования по операциям

4.1 Выбор печатного оборудования

4.2 Выбор типа бумагорезальной машины

4.3 Выбор типа фальцевальной машины

4.4 Выбор типа листоподборочной и ниткошвейной машины

4.5 Выбор типа крышкоделательной машины

5. Проектирование системы контроля качества

5.1 Методы и средства контроля качества полуфабрикатов

5.2 Оценка качества готовых книг

6. Расчет трудоемкости брошюровочно-переплетных процессов

7. График прохождения заказа Заключение Список литературы

Введение

Обработка печатной продукции, частью которой являются брошюровочно-переплётные процессы, — это заключительный и очень важный этап полиграфического производства.

Этот этап очень часто оказывается самым трудоёмким из всего производственного цикла, т.к. состоит из многочисленных разнообразных по физико-химической основе операций, поэтому не прекращается разработка и внедрение новых высокоавтоматизированных технологий для его более эффективного осуществления. На современных крупносерийных предприятиях всё чаще используются высокопроизводительные поточные линии. В общем виде брошюровочно-переплётные процессы, например, для книжно-журнального производства складываются из ряда основных операций, встречающихся во многих технологических схемах: изготовление тетрадей; комплектовка, скрепление и обработка блоков; механическая обработка, склеивание и сушка полуфабрикатов.

Итогом обработки является получение продукции, готовой к применению, удовлетворяющей эксплуатационным, технологическим, экономическим и эстетическим требованиям. Это могут быть книги, журналы, проспекты и др., а также предметы пользования, средства массовой информации и изобразительная продукция (формуляры, реклама, упаковка) и т. д.

Для понимания тонкостей и умения правильно организовать производственный процесс необходимо знать и виды продукции брошюровочно-переплётного производства, и конструктивные особенности различных изданий, приёмы и условия сборки конструкций, существующие и перспективные технологические варианты переработки материалов и полуфабрикатов в готовую продукцию, приёмы оптимального выбора технологических схем и оборудования, уметь производить расчёты по расходам материалов, загрузке оборудования и трудоёмкости операций.

1. Проектирование конструкции издания

1.1 Техническая характеристика издания Таблица 1.1

Общая характеристика издания

1.2 Проектирование конструкции блока и выбор материала При выборе бумаги для офсетной печати надо учитывать то, что она должна подходить для печати способом офсетной печати и для конкретной печатной машины, обладать высокой степенью проклейки, быть стойкой к выщипыванию и к действию увлажняющих растворов, а также не менять геометрических размеров при нормальных условиях в печатном цехе. Для проектирования данного издания выбрана бумага UPM FINE — немелованная, не содержащая древесной массы офсетная бумага высокой белизны, предназначенная для офсетной печати.

UPM Fine является лидером среди многоцелевых универсальных сортов бумаги, что обеспечивается ее высокой непрозрачностью, жесткостью и хорошей пухлостью. Жесткость материала упрощает бесперебойное машинное производство, повышает качество фальцовки и стойкость к обработке. Хорошие показатели непрозрачности — важный фактор для печати высшего класса. Пухлость придает бумаге особенное ощущение прочности и возможность применения многочисленных типов отделки.

С учетом того, что тетради фальцуются в 4 перпендикулярных сгиба, выбрана плотность бумаги 70г/м2. Основные показатели бумаги: 1) плотность, 80 г/м2; 2) белизна, 148; 3) гладкость, 200; 4) непрозрачность, 93%; 5) оптическая яркость, 102%; 6) толщина, 95 мкм.

Конструкция книжного блока с указанием размеров заготовки представлена на рисунке 1.1:

Рисунок 1.1 Схема заготовки книжного блока Выбор объема тетрадей и расчет их числа Отпечатанные листы разрезаются на резальной машине, в результате чего получаем 2 одинаковые 32-х страничные тетради. Число тетрадей в блоке n:

n= Vп· Д/Ст, где Ст — число страниц в тетради, Д-доля листа, Vобъем При объеме издания 320 страниц, доле листа 32 и объему издания V=10 ф.п.л. необходимо 10 тетрадей в 32 страницы. Применять 32-стр. тетради экономически выгодно. Чем больше объем (число страниц) тетрадей блока, тем меньше трудоемкость операций разрезки и фальцовки листов, комплектовки и потетрадного шитья блоков, больше коэффициент спрессованности тетрадей и блоков, прочность на вырыв всех наружных листов тетрадей.

Конструкция тетради представлена на рисунке 1.2:

Рисунок 1.2 Спуск полос и схема фальцовки листов для блока издания

1.3 Проектирование конструкции форзаца и выбор материалов При изготовлении форзацев нужно использовать бумагу, которая отвечала бы соответствующим требованиям. Бумага должна быть прочной на излом и иметь достаточную степень проклейки (1,5 мм). В качестве форзацных могут служить, например офсетная или обложечная бумага, близкие по своим показателям к специально форзацной бумаге. Выбор форзацной бумаги зависит от характера оформления, типа форзацев и толщины блока. Для незапечатанных форзацев применяется форзацная бумага марки А, для запечатанных — марки О или офсетная № 1. При толщине блока до 35 мм для простых приклейных и окантованных форзацев применяется бумага с поверхностной плотностью не менее 120 г/м, а при большей толщине -140 г/м. Форматы листов форзацной бумаги регулирует ГОСТ 6742–79. Для данного издания выбрана форзацная бумага марки, А плотностью 120 г/ми толщиной 130 мкм.

На рисунке 1.3 представлен раскрой форзацев на бумаге:

Рисунок 1.3 Раскрой форзацной бумаги На рисунке 1.4 представлены размеры заготовки приклейного форзаца:

Рисунок 1.4 Размер заготовки форзацной бумаги Размер заготовки форзацной бумаги: ширина должна быть равно двойной ширине блока, а высота — высоте блока (до обрезки). Допуск по ширине заготовки ±1 мм и по высоте— 2 мм. Ширина сфальцованного форзаца должна быть равна ширине узкой половины тетради с допуском ±1 мм.

1.4 Проектирование конструкции переплетной крышки Для проектируемого издания была выбрана переплетная крышка типа 7 (переплетная крышка цельнокрытая). На рисунке 1.5 представлена ее конструкция.

Рисунок 1.5 Конструкция переплетной крышки типа 7:

2 — картонная сторонка; 3 — отстав; 6 — покровный материал; 10 — клеевой слой; 12 — блок; 13 — форзац Схема развернутой переплетной крышке представлена на рисунке 1.6:

Рисунок 1.6 Схема развернутой переплетной крышки

1.5 Проектирование конструкции сборочных элементов и выбор материалов Сборочными элементами являются картонные сторонки, покровный материал, отстав, нитки, пленка для ламинации, каптал и бумажная полоска. Схемы конструкции элементов представлены на рисунках 1.7 — 1.10.

Картон для изготовления переплетной крышки В переплетных крышках с клеевым соединением деталей картонные сторонки закрыты покровным материалом, поэтому для их изготовления использую картон переплетный марки А. При этом направление раскроя должно совпадать с машинным направлением, т. е. с линией корешка книги.

Переплетные картоны марки, А выпускаются форматом 740×1050, 750×1000, 790×1080, 800×1000, 840×1080 мм; машинное направление совпадает с короткой стороной листа. Формат обрезного блока издания равен 130*200 мм. Толщину картона К определяю по графику при толщине блока 40 мм: К=2,5 мм.

Размер картонных сторонок: высота 126 мм ±0,5, ширина 208 мм ±0,5. Наиболее приемлемым при данном формате картонных сторонок является формат картона 790*1080 мм. Размер заготовки картонных сторонок показан на рисунке 1.7:

Рисунок 1.7 Размеры заготовки картонных сторонок Покровный материал В качестве покровного материала выбрана обложечная бумага. Обложечная бумага применяется как для крытья брошюрного блока обложкой, так и для изготовления переплетных крышек. Обложечная бумага вырабатывается четырех марок: А, Б. В и Т. Бумага марок, А и В имеет массу 100—200 г/м2, марки Б—120—160 г/м2, Т—80—160 г/м2. В зависимости от массы 1 м² обложечная бумага имеет различное применение. Бумагу марок, А и Б массой 80—120 г/м2 используют при изготовлении составных и цельнокрытых бумагой переплетных крышек. Бумагу марок А, Б, В массой 140— 200 г/м 2 применяют для крытья брошюрных блоков обложкой. Бумага марки Т предназначена для обложек школьных и общих тетрадей.

Степень проклейки обложечной бумаги 0,75—1,25 мм. Если обложечная бумага используется для изготовления переплетных крышек, то проклейка этой бумаги должна быть близка к проклейке форзацной, чтобы одностороннее смачивание клеем всей внутренней бумажной заготовки не вызвало скручиваемости обложки. MAXISILK — чистоцеллюлозная, матовая мелованная бумага двукратного мелования, отбеленная бесхлорным способом. Применение: для печати журналов, обложек, буклетов, альбомов, плакатов, престижных книг, разнообразной рекламной продукции. Двойное мелование создает однородную поверхность с великолепной гладкостью, что снижает впитывание краски и позволяет достигать хороших результатов печати. Плотности от 170 до 300 г/м2. Основные характеристики: 1) плотность, 230 г/м2; 2) белизна, 99%; 3) непрозрачность, 99,7%[5].

Размеры заготовки: ширина покровного материала крышек: ширина — 324±1 мм; высота — 237±1 мм представлены на рисунке 1.8:

Рисунок 1.8 Размер заготовки покровного материала

Пленка для ламинации

Толщина пленки для ламинации зависит от бумаги. Чем толще бумага, тем больше толщина пленки. Выберем рулонную глянцевую пленку толщиной 30 мкм, 300м/рулон. Ширина рулона может быть изготовлена по желанию заказчика.

Отстав

Чем больше ширина отстава, тем более толстым должен быть его материал. При ширине блока 19 мм будет использоваться пачечная бумага плотностью 160г/м2. Размер заготовки материала для отстава представлен на рисунке 1.9:

Рисунок 1.9 Размер заготовки материала для отстава

Нитки для шитья

Для данного издания выбраны капроновые швейные нитки 50К, которые выпускаются из высокопрочных полиамидных комплексных нитей. В процессе производства на них наносятся специальные составы, снижающие разогрев швейной нити в игле, тем самым улучшаются их пошивочные свойства.

Марка 50К означает: линейная плотность с=50 г/м; К — капроновая нить. Литературу, рассчитанную на длительный срок службы, всегда следует сшивать только капроновыми нитками, которые по сравнению с хлопчатобумажными, имеют более высокую прочность на разрыв, большее разрывное удлинение, гладкую поверхность, стойкость к влаге и против истирания, меньшую толщину.

Преимущества ниток марки 50К для ниткошвейных машин:

Капроновые нитки прочнее хлопчатобумажных за счет большего относительного удлинения при растяжении при одинаковой линейной плотности. Поэтому капроновые нитки практически не обрываются при шитье.

В шитом блоке капроновые нитки вызывают меньшее утолщение корешка, так как при одинаковой прочности у них меньшая линейная плотность. Нитки, применяемые при шитье блоков, имеют разрывное усилие порядка 15Н (1,5кгс), что дает 1,5 кратный запас прочности на вырывание внутренних листов тетрадей из книжных изданий.

Использование капроновых ниток 50К, имеющих большее относительное удлинение при разрыве, не только уменьшает число обрывов ниток в процессе шитья, но и способствует меньшему разрушению бумаги блока в процессе его механической обработки, а также при пользовании книгой.

Таким образом, сшивание тетрадей книжного блока нитками марки 50К способствует увеличению срока службы издания.

Каптал и бумажная полоска

В качестве капталов используется специальная х/б, полушелковая или шелковая лента с утолщенным краем различного цвета. Применяется для наклейки на концы корешка изданий всех форматов при толщине издания от 12 мм, при всех способах скрепления изданий, выпускаемых в жестких переплетных крышках. Для проектируемого издания выбирается полушелковая лента белого цвета. Для оклейки корешков используется бумага без проклейки. Выбирается неклееная бумага из сульфатной целлюлозы поверхностной плотностью 69 г/м2. Применяется для наклейки на корешок блока при обработке блоков на блокообрабатывающих и поточных линиях. Размер заготовки для бумажной полоски представлен на рисунке 1.10:

Рис. 1.10 Размер заготовки бумажной полоски

Боковое смещение каптало-бумажной полоски не должно превышать 2 мм, продольное—1мм.

2. Расчет материалов

2.1 Расчет количества бумаги для печати блока

Расчет тиражной бумаги для печати блока проводится по формуле:

где V — объем издания, ф.п.л.; Т — тираж издания, тыс.экз.; а и bширина и длина печатного листа, см; d — плотность бумаги, г/м2; Кт.н. — норма технических отходов; Кт.н. = 0,9.

2.2 Расчет бумаги для форзацев

Исходя из справочника для формата книги 84×108 32 формат листа для печати форзацев будет равен 550×850, на листе поместится 8 форзацев, норма тех. отходов =2,7% [15]

Количество форзацев в листах:

где

Nл — количество форзацев в листах

n — количество форзацев, шт Т — тираж, экз МТ.О. — норма технологических отходов, МТ. О = 2,7%

Масса форзацев в килограммах:

mф = Nл · M, где

mф = масса форзацев, кг

Nл — количество форзацев, листы

M — масса одного листа М = q х a х b, где

q — плотность бумаги, гм2

а х b — площадь листа, м2

М = 120×0,55×0,85= 56,1 г Расположение форзацев на листе представлено на рисунке 2.1

Рисунок 2.1 Расположение форзацев на листе

2.3 Расчет материалов для переплетной крышки

Размеры картонный сторонок = 128×206 мм, плотность картона 230 г м2 толщина картона 1,5 мм, ширина расстава — 6,5 мм,

Размер картона = 790×1080 мм, 30 сторонок на листе, отход при раскрое -7,3%

Количество картонных заготовок в листах:

где

Nл — количество форзацев в листах

n — количество картонный сторонок, шт

Т — тираж, экз МТ.О. — норма технологических отходов, МТ. О = 7,3%

Масса картонных сторонок в килограммах:

Mк = Nл · q · А х В· ···, где

Mк = масса картонных сторонок, кг

Nл — количество картонных сторонок, листы

q — плотность картона, гм2

А х В — площадь картона, м2

Mк =143 * 230 * 0,790×1,08 = 28 кг

Раскрой картона представлен на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 Раскрой картонных сторонок

2.4 Расчет количества покровного материала

Ширина покровного материала:

Шз = Тбу+2(Ш + Кп + З + Кот + К), где Шз — ширина заготовки покровного материала Тбу — уточненная толщина блока Ш — ширина блока после обрезки (130 мм)

Кп — ширина переднего канта (3мм)

З — ширина загибки (15 мм) Кот — толщина отстава (1,5мм) К — толщина картона (1,5 мм) Шз = 19 + 2* (130 + 3 + 15 + 1,5 + 1,5) = 321 мм Высота покровного материала:

Вз = В + 2*(К + З + Квн), где Вз — высота заготовки покровного материала В — высота блока после обрезки (200 мм) Квнширина верхнего и нижнего кантов (2.мм) Вз = 200 + 2* (1,5 + 15 + 2) = 237 мм Получили размеры заготовки покровного материала для одной крышки: 321×237 мм

Общая длина рулонных материалов Lp

где Вз — расчетная высота заготовки, м Т — тираж

Nп — количество полос из рулона по схеме раскроя

Мт.о. — норма отходов (2%)

4. Общая площадь Sp

где Шр — ширина заготовки

5. Общая масса mp

где

Ps — поверхностная плотность материала, гм2

Схема раскроя покровного материала представлена на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 Схема раскроя покровного материала

2.5 Расчет материала для отстава

Вот = Вк.с., где

Вот — высота отстава Вк.с. — высота картонной сторонки Вот = 206 мм

Шот = Тбу + 2Кот, где

Шот — ширина отстава, Тбу — уточненная толщина блока Кот — толщина картона (1.5 мм)

Тбу = (V*D*dт/2 +4*dф + n*dн)Кс, где

Тбу — уточненная толщина блока

V — объем в фпл

D — доля листа

dт — толщина тиражной бумаги

dф — толщина форзацной бумаги

N — количество вклеек

dв — толщина бумаги для вклеек

n — количество тетрадей

dн — толщина ниток

Кс-коэффициент спрессованности

n = Vп*DСт, где

Ст — количество страниц в тетради

n = 10*3232 = 10

Тбу = (10*0,095*32/2 + 4*0,13 + 0,2*19), 88 = 19 мм Шот = 19+2*1,5 = 22 мм

Схема раскроя материала для отстава представлена на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 Раскрой отставов

2.6 Расчет пленки для ламинации

Расчет пленки производится по формуле [3],

где Вз — расчетная высота заготовки, м; Т — тираж издания, тыс. экз; nп — количество полос из рулона по схеме раскроя; Нр.м. = 2,5% - норма технических отходов для рулонных материалов.

м.

2.7 Расчет требуемого количества бумажной полоски

Длину материала определим по формуле [13]

где ШП.Б. — ширина отрезаемой полоски бумаги, м;

Т — тираж, т.э.;

Нр.м. — норма расхода материала, равная 1,5%.

Длина материала для бумажной полоски равна:

2.8 Определение расхода ниток

Расход ниток для прошивания одного блока издания, состоящего из 19 тетрадей, составляет:

Lн = кол-во стежков · длину стежка · кол-во тетрадей.

Lн = 4 · 19 · 10 = 760 мм Расход ниток для всего тиража равен: 7 602 000 = 1520 м

2.9 Выбор и расчет количества клеев Выбор и расчет клеев приведен в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Выбор и расчет количества клеев

3. Выбор и обоснование технологических решений. Разработка технологического маршрута

3.1 Выбор технологических решений и типа оборудования

книга фальцевальный переплетный брошюровочный

Выбор и обоснование способа печати

Процесс проектирования технологического процесса начинается с выбора способа печати и печатного оборудования, который зависит от вида издания, требований, предъявляемых к качеству печати и от тиража издания. Также следует учитывать такие параметры, как технологические возможности способа печати, наличие соответствующего печатного оборудования, сложность и трудоемкость формного процесса, тиражестойкость печатных форм, экологическая безопасность.

Глубокий способ Совсем невелик объем изданий, выпускаемых способом глубокой печати. Это обычно журналы, альбомы, где преобладают репродукции черно-белых или цветных фотографий, поскольку качество воспроизведения оригиналов с большой площадью теней разной интенсивности способом глубокой печати очень хорошее — сочные, глубокие тона. Несмотря на высокую тиражестойкость форм, высокую производительность, простой технологический процесс, этот вид печати имеет существенные недостатки. Дороговизна изготовления печатных форм глубокой печати, необходимость использования токсичных печатных красок на основе толуола, дополнительные затрататы на сбор растворителя и сушку. Также этот способ требует больших капиталовложений. Края штриховых изображений, которые составляют основу данного издания, в способе глубокой печати имеют пилообразный характер. Таким образом использование данного способа печати для нашего издания является нецелесообразным.

Высокий способ С помощью высокого способа печати можно получить высококачественные оттиски, содержащие текстовую и изобразительную информации. Преимуществами данного процесса печати являются: простота и стабильность технологического процесса и оборудования; высокое качество печати, высокая скорость печати, высокая тиражестойкость, дешевизна бумаги. Однако существуют и недостатки, которые связаны с трудоемкостью подготовки машины к печатанию (необходимость приправки), недостаточный ассортимент печатного оборудования, низкая степень механизации и автоматизации печатного оборудования, относительная сложность формного процесса, сложность выпуска продукции больших форматов. В данном случае применение этого способа печати будет нецелесообразным — высокохудожественные иллюстрации отсутствуют, а тираж издания очень мал, а изготовление комплекта печатных форм будет очень невыгодным экономически.

Разновидностью высокого способа является флексографская печать, которая в основном применяется для печати этикетки и упаковки. Учитывая особенности наших изданий (малый тираж, красочность), применение данного способа является экономически невыгодным из-за дороговизны формного процесса, а также более низкого качества печати.

Офсетный способ Сейчас у нас в стране способом офсетной печати выпускают газеты, книги, журналы, детскую литературу и т. д. Это подтверждается тем, что на рынке имеется большой ассортимент разноформатного печатного оборудования высокой производительности, с различной степенью автоматизации и возможностями комбинаторики. Широкий ассортимент материалов (легкая запечатка дизайнерских бумаг. К преимуществам также можно отнести простоту изготовления печатных форм, их дешевизна, универсальность способа, большая доступность изготовления крупноформатной продукции. К недостаткам относится поддержание баланса «краска-вода». Различают листовую и рулонную офсетную печать. Преимуществами рулонной печати являются: высокая производительность, возможность получения оттиска красочностью 4+4 за один прогон, возможность работы машины в линию с фальцаппаратами и получения на выходе готового издания, экономичность при изготовлении большетиражных изданий. Недостатками являются: необходимость больших производственных помещений и мощностей, большие отходы бумаги. Учитывая технологические показатели нашего издания целесообразнее выбрать листовую печать, так как она наиболее экономична для средних тиражей.

Выбор печатного оборудования Различные печатные технологии и производственные системы лучше дополняют друг друга, когда между ними существует конкуренция. Выбор конкретной технологии зависит среди прочего от вида печатной продукции и рынков, от месторасположения и квалификации обслуживающего персонала, а также от инфраструктуры предприятия.

Главным образом необходимо учитывать следующие важные аспекты: вид печатных заказов, которые должны будут выполняться, кто является клиентом, в какой форме заказ поступает на предприятие. При решении вопроса о виде изготавливаемой печатной продукции особое значение имеют затраты, а также сроки изготовления и качество. Сама производственная система должна быть критически оценена относительно ее производительности и технологических возможностей, а также соответствия заданным требованиям (нужно с особенным вниманием принимать решение о конкретном планировании исходя из реальных резервов предприятия и требований к нему). Вопросы качества и затрат определяют выбор расходных материалов, необходимых для эксплуатации данной производственной системы и оборудования. Особенное значение для производственной системы имеет квалификация обслуживающего персонала, а также оценка соответствия отдельных лиц занимаемым должностям и уровням владения техникой, от правильного обслуживания которой зависит функционирование всей системы.

Важна также возможность интеграции производственных средств в общий комплекс оборудования предприятия и возможность дальнейшего его развития.

Технология должна приводить к тому, чтобы минимизировались затраты на один печатный лист, обеспечивать надежность оборудования, производительность и качество печатной продукции. Технология должна обеспечивать оптимальное использование оборудования в общей системе производства, вся продукция должна производиться с прибылью при соблюдении необходимых затрат качества и сроков исполнения, т. е. будет гарантироваться экономический успех предприятия.

Поскольку в полиграфическом производстве продукции почти любого вида главным является печатный процесс, то правильный выбор печатной машины во многом определяет эффективность всего производства в целом. Одним из решающих факторов выбора технологии печатания и вида печатной машины является характер продукции. В настоящее время на рынке печатного оборудования широко распространены как листовые ротационные машины офсетной печати, так и рулонные. Оба этих вида печатных машин имеют преимущества и недостатки, по которым предприятия и выбирают печатную машину для печати конкретной группы изданий.

Листовые машины уступают рулонным по быстроходности, однако являются достаточно гибкими в производстве: можно получать разную продукцию на листах разного типа, формата и толщины, допускаются повторные прогоны для увеличения красочности оттисков и числа запечатываемых сторон, низкие отходы бумаги за счет возможности использования макулатурных оттисков.

Печатные машины для изготовления основной и отдельно печатающихся частей издания выбираются таким образом, чтобы они соответствовали проектируемому изданию с точки зрения точности воспроизведения, тиража, красочности, формата.

Печать проектируемого издания целесообразно осуществлять на листовой ротационной машине. Данное решение основано на том, что тираж проектируемого издания относительно небольшой, при этом объём также не велик. В этом случае временные затраты на подготовку рулонной ротационной печатной машины будут не оправданы, несмотря на более высокую скорость печати, по сравнению с листовыми печатными машинами. Кроме того, для рулонных печатных машин характерен высокий объем бумажных отходов, что недопустимо при данных тиражах и ведёт к удорожанию печатаемой продукции. Данный вывод относится к процессу изготовления как блока, так и форзацев и обложки проектируемого издания. Таким образом, будет выбрана листовая офсетная машина.

Выбор бумагорезальной машины Разрезка бумаги, оттисков и переплетных материалов выполняется по макету, который мастер участка размечает с помощью металлической линейки или рулетки с ценой деления 1 мм и затем утверждает своей подписью. В простых случаях (например, при подготовке бумаги к печати, разрезке больших листов на малые и равные доли и т. п.), если задание известно, резальщик может работу выполнить сам, воспользовавшись калькулятором и индикацией положения подавателя на пульте управления машины или ранее записанной программой разрезки.

Ознакомившись с макетом, резальщик определяет рациональный порядок разрезки, если это необходимо, составляет и записывает в память машины программу разрезки, устанавливает подаватель на положение первого реза, после чего снимает с поддона малые стопы листов и заполняет ими стол машины, приталкивая их короткой верной гранью к подавателю, а длинной — к одному из боковых упоров. Уложив стопу максимально возможной для данных условий высоты, резальщик пускает машину, устанавливает подаватель на новый размер, при необходимости разворачивает стопу для разрезки вдоль длинной стороны, убирает обрезки, а по окончании разрезки укладывает продукцию на другой поддон.

Качество подрезки и разрезки резальщик контролирует периодически через каждый 1−1,5 ч по следующим показателям: точности размеров и отсутствию косины по длине и ширине листов, гладкости обреза стопы (отсутствию шероховатости, полос, волнистости), отсутствию слипания листов и следов прижимной балки, полноте разрезки и ровности кромок нижних листов стопы. Размерные показатели качества контролируются металлической линейкой или рулеткой с миллиметровыми делениями, а остальные показатели — визуально.

Процедура разрезки осуществляется в нескольких отделочных процессах:

* Разрезка бумаги — включает разрезку стопы запечатанных листов на листы нужного формата. Разрезка бумаги относится к сквозному разрезанию

* Обрезка — трехсторонняя обрезка книг и брошюр после скрепления блока относится к отделке.

* Раскрой переплетного покровного материала по размеру — картона, картонных листов, а также листов и рулонных лент переплетного покровного материала.

Разрезка бумаги потребуется для разрезки форзацной бумаги, а также запечатанного покровного.

Длина реза должна быть больше диагонали листа максимального формата разрезаемых материалов, чтобы стопу можно было свободно поворачивать на талере машины.

Для резки данных деталей издания используется одноножевая бумагорезальная машина.

Выбор типа фальцевальной машины Фальцевальные машины могут иметь ножевой, кассетный или комбинированный принцип действия, когда обе ранее названные схемы используются совместно в моноблочном узле.

Принцип действия ножевой секции таков. Лист бумаги ленточным транспортером подается на стол фальцевания и останавливается, коснувшись ограничителя. После этого нож вталкивает его фальцуемый участок в промежуток между двумя вращающимися валиками. Для надежного захвата бумаги, нож опускается до касания с валиками и специальный механизм даже немного разводит валики между собой, уменьшая приходящую на них нагрузку. Затем лист увлекается вниз валиками, а нож возвращается в исходное положение. Для формирования более качественного фальца, листы могут проходить через дополнительные пары уплотняющих валиков. Нож и фальцующие валики могут располагаться вдоль или поперек направления подачи листов. Первый случай чаще всего применяется в комбинированных фальцевальных аппаратах, второй в отдельных ножевых фальцаппаратах или фальцевально-швейных машинах.

В более простой по конструкции кассетной фальцевальной секции лист фальцующими валиками подталкивается вперед. После того, как передний край его упрется в ограничитель, он, изгибаясь на месте фальца, вовлекается в промежуток между фальцующими валиками. Положение фальца в обоих механизмах регулируется за счет перемещения ограничителя, а подстройка под толщину бумаги производиться изменением зазора или усилия сжатия валов.

Конструкция ножевой машины обеспечивает лучшее качество фальцев и большую точность их позиционирования. В этом случае возможна работа с более плотной или многократно сфальцованной до этого бумагой. Платой же за это является более массивная и дорогая конструкция машины, и несколько меньшая производительность. Машина имеет механизмы с возвратно-поступательным движением и каждому листу, хотя бы на мгновение, приходиться остановиться перед формированием фальца. Тем не менее, чисто ножевые машины постепенно выходят из употребления. На сегодняшний день чаще всего используются либо целиком кассетные фальцевальные машины, либо комбинированные, когда первые модули кассетные, а после них устанавливаются ножевые, предназначенные для фальцевания наиболее толстой тетради. Преимуществами такого решения, кроме большей производительности является широчайшее число вариантов фальцевания, лучшая эффективность работы с листами любой длины и меньшая стоимость комплекса.

Для данного издания была выбрана комбинированная фальцевальная машина.

Выбор способа комплектовки и скрепления блока

Следующая операция заключается в подборе всех тетрадей будущего книжного издания и их расположении в требуемом порядке так, как они будут расположены в готовой книге. Сфальцованные листы комплектуются в блок либо методом вкладки (тетради вкладывают друг в друга), либо подборкой (последовательным расположением тетрадей).

Комплектовка вкладкой — это механизированное комплектование тетрадей, частей печатных листов посредством вкладывания без замыкания. Комплектовка бывает как ручная, так и механизированная. Подборка — это укладка вручную или при помощи машины одиночных листов или тетрадей друг на друга в определенном порядке в один блок с соблюдением последовательности страниц, которая определяется посредствам колонцифр, сигнатуры или подборочной, корешковой метки. [5]Так как данное издание имеет большой объем, производим комплектовку подборкой.

Скрепление отдельных тетрадей и листов в один соединённый блок является центральным звеном технологического производственного процесса. Этот участок процесса в рамках брошюровочно-переплётной обработки представляет собой большую и важную главу, так как в первую очередь посредством методов скрепления определяется, какое качество продукта будет достигнуто в отношении прочности, устойчивости при пользовании и удобства в обращении.

Скрепление может производиться различными способами. Обрабатываемые материалы при помощи специальных средств скрепления постоянно или временно удерживаются вместе на заданных местах. В качестве средств скрепления могут служить, например, проволочные скобы, клей, текстильные нити, зажимы или винтовые соединения.

Исходным продуктом является нескреплённый, соединённый блок, состоящий из отдельных подобранных тетрадей и/или листов и в конце предыдущей части процесса подготовленный к скреплению.

Вариант способа скрепления обусловлен видом соединения:

1) Соединение с геометрическим замыканием Удерживание вместе скрепляемых частей достигается при соединении с геометрическим замыканием при помощи средства скрепления особой формы (например, скобы из проволоки, связанных узлом нитей, металлической или пластмассовой проволоки в виде спирали). Соединение с геометрическим замыканием применяется во время переплётно-брошюровочной обработки при:

§ шитье проволокой для изготовления однои многотетрадной продукции,

§ шитье нитками для производства однои многотетрадной продукции, особых способах для отдельных листов (например, спиральное скрепление, скрепление проволочным гребнем, пластмассовое скрепление, скрепление шнуром, скрепление винтами).

2) Клеевое соединение Это соединение достигается при помощи специального материала, который скрепляет отдельные части благодаря своей адгезионной способности. Клеевое соединение находит применение, например, для изготовления блоков на брошюровочно-переплётных предприятиях при

* клеевом скреплении и

* формировании блоков из скреплённых нитками тетрадей.

3) Соединение с силовым замыканием Средства скрепления соединяют отдельные части посредством воздействия силы. Соединениями с силовым замыканием являются, например:

§ скрепление посредством папок с зажимами,

§ скрепление посредством зажимных планок.

Правильный выбор способа скрепления и точное соблюдение требований брошюровочно-переплётного производства имеют первостепенное значение для хорошо скреплённой продукции. Пользование и долговечность книги или брошюры, прочность на отрыв листов и тетрадей, потребности читателей в отношении обращения с книгой и т. д. являются критериями для определения вида скрепления. Различные способы скрепления обуславливают не только качество продукции, но и технологический процесс, а также технологические, организационные и экономические аспекты. 1]

Так как проектируемая книга предназначена для среднего школьного возраста и имеет толщину блока больше 12 мм, то блок будет скрепляться методом «потетрадное шитье нитками»

Шитьё отдельных тетрадей нитками — это последовательное шитьё тетрадей по корешковому фальцу с одновременным скреплением с уже сшитыми тетрадями. Шитьё может производиться с корешковым материалом (как правило, с переплётной марлей) или без него. При шитье нитками образуется скрепление односгибных листов, а также тетрадей друг с другом; все листы блока скреплены, но нет гомогенной/однородной, прочно скреплённой поверхности корешка. Это требование удовлетворяется посредством последующей промазки корешка клеем или промазки корешка клеем и окантовки. В сочетании с такой стабилизацией корешка шитьё отдельных тетрадей нитками гарантирует надёжную прочность скрепления и даёт возможность удобного и полного раскрывания.

В качестве преимуществ следует назвать:

высокую прочность скрепления листов в блоке, долговечное скрепление незначительное утолщение и хорошая способность корешка блока деформироваться (качественное кругление и хороший обжим),

хорошие характеристики раскрываемости, возможность обработки большого количества видов бумаги по сравнению с клеевым скреплением (например, матовая бумага машинного мелования, страницы с иллюстрациями, запечатанные заливным фоном).

Несмотря на явные преимущества, шитьё нитками составляет относительно маленькую долю (20%) в способах скрепления для производства блоков книг и брошюр из-за высоких затрат. Недостатками являются:

* зависимость производительности в экземплярах на единицу времени от количества тетрадей в блоке

* большая доля ручных операций

* дополнительная операция промазки корешка клеем

* сложная конструкция ниткошвейных автоматов

* неравномерная прочность всего книжного блока. 1]

Таким образом, для данного издания далее будет выбрана ниткошвейная машина.

Выбор варианта обработки блока

Состав операций обработки блоков может изменяться в зависимости от толщины блока, требований к прочности и долговечности издания и способа скрепления блока, в зависимости от чего обработка блоков может быть полной, частичной и минимальной.

Блок книжного издания целесообразно обрабатывать на поточной линии, что является оптимальным при среднем тираже и способе скрепления. Это позволит повысить точность выполняемых операций и увеличить скорость обработки, снизить количество рабочих и уменьшить время обработки. Этот вариант технологии наиболее приемлем при изготовлении книжных изданий значительного объема с толщиной блока примерно от 12 до 40 мм. Данный блок пройдет следующие операции обработки: обжим корешка (уменьшает вероятность проникновения клея на внутренние развороты страницы, калибрует блок по толщине); заклейка корешка (скрепление тетрадей друг с другом, придание корешку монолитности прочности, предотвращение смещения тетрадей); ИК-сушка корешка (удаление избыточной влаги); обжим корешка (устранение утолщения корешка, выравнивание по толщине всех блоков тиража); окантовка корешка (обеспечение более надежной склейки крайних тетрадей и форзацев с блоком, исключение раскола при механической обработке); сушка корешка; охлаждение (подготовка его к дальнейшим операциям); местный обжим, обрезка блока с трех сторон (удаление петель фальца, получение гладких обрезов); приклейка капталобумажной полоски (выполняет функцию корешкового материала — обеспечение прочной связи крышки с блоком, сохранности формы корешка); раскрой бумажки и картона; раскрой покровного материала и бумаги для отстава.

Выбор типа крышки

Для выбранного издания будем использовать крышку типа № 7 (из 4 частей) и соответственно тип оборудования, подходящий для обработки такой крышки. Крышки, состоящие из четырех деталей, состоят из четырех заготовок переплетного материала и изготавливаются главным образом в виде цельного переплета, крышка которого обтянута одним переплетным материалом. Такая крышка содержит две картонные сторонки, отстав и покровный материал для оклейки крышек. В зависимости от формы корешка для отставов используется жесткий картон (прямой корешок) или специальный тонкий картон для отставов (для кругленного, а так же прямого корешка).

Характерно то, что покровный материал крышки представляет собой одну заготовку. Со всех четырех сторон производится загибка одинаковой ширины. Покровный материал выбирается в соответствии с целью применения[3].

3.2 Обоснование технологических решений На основе всех ранее принятых решений можно сделать вывод в виде таблицы 3.1:

Таблица 3.1

Обоснование принятых технологических решений

4. Выбор и обоснование оборудования по операциям

4.1 Выбор печатного оборудования Для печати блока и иллюстративного материала целесообразно выбрать четырехкрасочную листовую офсетную машину KBA Rapida 130 (технические характеристики представлены в таблице 4.1), так как коэффициент использования у этой машины выше, в первую очередь из-за наличия системы автоматической смены печатных форм, что снижает время на переход от одной формы к другой.

Форзацы издания ни текстового, ни иллюстративного материала не содержат, поэтому для их изготовления потребуется только резальная машина, а потому на выбор печатного оборудования этот элемент конструкции издания не влияет.

Покровный материал переплётной крышки запечатывается в четыре краски с одной стороны. Целесообразнее также печатать тираж этого элемента конструкции издания на той же машине, что и основной блок. Однако следует рассчитать размеры покровного материала, которые должны учитывать формат издания после обрезки, толщину блока, толщину материалов крышки. Формат заготовки для покровного материала 237Ч321 мм. Поскольку машина KBA Rapida 130 позволяет запечатывать листы фоматом от 500Ч600 до 910Ч1300, то для печати покровного материала крышек целесообразнее выбрать формат листа 700Ч1080 мм, таким образом избавляемся от необходимости задействовать ещё одну печатную машину.

Таблица 4.1

Технические характеристики машины KBA Rapida 130

4.2 Выбор бумагорезальной машины Для резки данных деталей издания используется одноножевая бумагорезальная машина. Для сравнения возьмем две машины. Их технические характеристики представлены в таблице 4.2.

Таблица 4.2

Сравнительная характеристика одноножевых резательных машин Perfecta 168 (Yam International) и Wohlenberg cut-tec 155

Основными технологическими параметрами ОРМ являются максимальная длина реза и максимальная высота стопы. Длину реза следует выбирать исходя из размера диагонали стопы максимального формата, которую планируется резать на ОРМ. Это позволит поворачивать стопу в любом месте стола. Максимальное число резов в минуту при выборе машины можно не учитывать, поскольку этот параметр мало влияет на реальную производительность резания. Значительно важнее степень автоматизации и удобство управления ОРМ. В современных моделях должны быть предусмотрены функции программного задания усилия прижима и положения подавателя с возможностью сохранения наборов данных. По этому параметру Wohlenberg cut-tec 155 превосходит другую машину, так как имеется специальный ИК защитный барьер, защита по принципу занятости обоих рук, подсветка линии реза, поэтому для осуществления резки будет выбрана именно Wohlenberg cut-tec 155. Также выбранная машина более экономична, поскольку позволяет осуществлять резку с меньшей полосой остатка.

4.3 Выбор типа фальцевальной машины Печать блока проектируемого издания производится на листах 840Ч1080 мм, следовательно, выбор фальцевальных машин следует производить с учётом формата листа. Однако издание состоит из 32-страничных тетрадей, следовательно лист формата 840Ч1080 мм предварительно разрезается на одноножевой резальной машине до формата 540Ч840 мм. Для получения 32-страничной тетради необходима четырёхсгибная фальцовка. Способ фальцовки — «европейский», 4-сгибная перпендикулярная симметричная фальцовка. Сравнительная характеристика выбранных машин представлена в таблице 4.3.

Таблица 4.3

Сравнительная характеристика фальцевальных машин Heidelberg Stahlfolder KH 78,4 KL и GUK Falzmaschinen K 74/4 KTL