Разработка технологии послепечатных процессов для книжного издания

Содержание Введение 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 и каптала.

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 обоснование 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 блокообрабатывающего оборудования.

4.6 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

.

Приложение.

Введение

Послепечатные процессы — важная составляющая при производстве полиграфической продукции. Как ясно из названия, к таким процессам относят всё, что происходит с продукцией после того, как она вышла из печатной машины.

Основные послепечатные процессы — это резка на формат, фальцовка, биговка, листоподборка и различные типы скрепления изданий. Помимо этого, выделяют также так называемые отделочные операции: тиснение, вырубка, ламинирование, УФ-лакирование и другие.

Для получения готового книжного издания необходимо произвести ряд брошюровочно-переплетных операций. Так как любое книжное издание состоит из двух конструктивных узлов, книжного блока и обложки или переплетной крышки, а блок может состоять из простых и сложных тетрадей, то завершающая стадия современного книжного производства предусматривает параллельное их изготовление, после чего выполняется их надежное соединение (крытье или вставка), и заключительные операции.

Брошюровочно-переплетные процессы по своей сути являются сборочно-монтажными. При их проведении продукция печатных процессов в результате многозвенной переработки превращается в книжное издание в виде скрепленных в корешке листов печатного материала, покрытых обложкой или переплетной крышкой. Такая конструкция обеспечивает длительную сохранность содержащейся в ней информации, свободный доступ к любой ее части, делает издание удобным при хранении и пользовании, а вместе с операциями полиграфического оформления и эстетически привлекательным.

Целью выполнения данного курсового проекта является разработка технологии брошюровочно-переплетных процессов. При этом необходимо определить последовательность выполнения отдельных операций и конкретный способ их реализации, обеспечив наилучшее качество и производительность. Также необходимо произвести выбор, обоснование и расчет необходимых материалов и оборудования, используемого в задачах проектирования.

Получаемое в итоге издание должно удовлетворять технологическим, гигиеническим и эстетическим требованиям.

1. Проектирование конструкции издания и выбор материалов.

1.1 Техническая характеристика издания Издание, для которого разрабатывается технология послепечатной обработки в данном проекте, является книжным, рассчитанным для широкой читательской аудитории. Значения технических показателей издания для удобства сведены в таблицу 1.1:

Таблица 1.1.

Технические показатели проектируемого издания.

1.2 Проектирование конструкции блока и выбор материалов Комплектовку блока можно осуществлять вкладкой или подборкой. Комплектовка блоков вкладкой (тетрадь в тетрадь) применяется при изготовлении малообъемных книжных изданий — «тонких» журналов различного читательского назначения, книг для детей дошкольного и младшего школьного возраста, технологических инструкций на отдельные операции, различных документов (членских билетов, зачетных книжек и т. п.) и беловых товаров. Объем таких изданий и изделий обычно не превышает 128 страниц, а толщина блока — 6,5 мм. Для выбранного издания с учетом толщины его блока 6,6 мм, числом страниц 128 и его назначения (подарочное) выбран способ комплектовки подборкой.

Число тетрадей в блоке n:

n=,.

где Ст — число страниц в тетради; Д — доля листа; V — объем издания в ф. п. л.

При объеме издания 128 страниц, доле листа 8 и объёме издания V=16 ф.п.л. необходимо 8 тетрадей в 16 страниц, т. к. при толщине бумаги от 90 до 120 мкм при потетрадном шитье нитками блоки следует комплектовать из 16-страничных тетрадей, а в выбранном издании бумага имеет толщину 100 мкм. Если издание отпечатано на мелованной бумаге, то объём тетрадей не должен превышать 16 страниц. В мелкосерийном производстве изготовления подарочных изданий, для которых вопросы качества играют главную роль, следует отдать предпочтение 16-страничным тетрадям [1, с. 67]. Применение 16-страничных тетрадей обеспечивает высокое качество фальцовки тетрадей и обработки корешка блоков, большие прочность и плотность шитья, повышает стойкость формы корешка и компактность блока. Книги, состоящие из трёхсгибных тетрадей с долевым раскроем, при котором машинное направление бумаги совпадает с линией последнего сгиба, компактны, долговечны, хорошо сохраняют форму корешка в процессе эксплуатации. К первой и последней тетрадям будут присоединены форзацы (таким образом, образуются сложные тетради).

Для печати издания выбираем матовую мелованную бумагу EuroArt Plus Silk. Это двухсторонняя мелованная матовая чистоцеллюлозная бумага для изготовления высококачественной печатной продукции офсетным способом. Отличное качество воспроизведения изображения достигается за счёт высоких показателей оптической яркости и белизны. Благодаря высокой степени пухлости и, как следствие, непрозрачности EuroArt Plus Silk подходит для двухсторонней печати. Основные области применения данной бумаги — художественные альбомы, обложки газет и журналов, рекламные буклеты и листовки, каталоги и различная представительская продукция. С учетом того, что тетради фальцуются в 3 перпендикулярных сгиба, выбрана плотность бумаги 115 г/м2. Основные показатели бумаги: 1) плотность, 115 г/м2; 2) непрозрачность, 94,5%; 3) оптическая яркость, 100%; 4) пухлость, 0,9 см3/г. Конструкция тетради представлена на рис. 1.1:

Рис 1.1. Схема фальцовки листов для блока издания Конструкция книжного блока с указанием размеров заготовки представлена на рис. 1.2:

Рис. 1.2 Схема заготовки книжного блока.

1.3 Проектирование конструкции форзаца и выбор материалов Форзацы являются обязательными элементами конструкции любого книжного издания в переплетной крышке. По конструкции форзацы подразделяются на: простые, окантованные, прикантованные, составные и «свои». Для выбранного издания используется простой приклейной форзац из незапечатанной бумаги. Приклейной форзац представляет собой сфальцованный в один сгиб лист бумаги, приклеиваемый полоской клея по корешковой кромке к первой странице первой тетради и к последней странице последней тетради в книжных изданиях, комплектуемых подборкой. Данный тип форзаца наиболее распространён. Он прост в изготовлении и прикреплении к тетрадям, является экономически наиболее выгодным, так как операции по его фальцовке и прикреплению к тетрадям автоматизированы.

При изготовлении форзацев нужно использовать бумагу, которая отвечала бы 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 специальной 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/м2, а при большей толщине -140 г/м2. Форматы листов форзацной бумаги регулирует ГОСТ 6742–79. Для форзацев данного издания выбираю бумагу марки, А плотностью 120 г/м2 и толщиной 180 мкм формата 620 910 мм с машинным направлением волокон вдоль длинной стороны. На рис. 1.3 представлены размеры заготовки простого приклейного форзаца:

Рис. 1.3. Размеры заготовки форзацной бумаги Размеры заготовки форзацной бумаги: ширина должна быть равна 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 ГОСТ 22 240–76 предусматривает четыре типа обложек и пять типов переплётных крышек. Они классифицированы по конструкции, форме корешка, наличию кантов и виду углов, причём каждому типу присвоены номер и название.

В данном издании применяется переплётная крышка тип 7БЦ — цельнокрытая, с припрессовкой полимерной плёнки. Переплётные крышки типа 7, по сравнению с другими крышками (5, 8, 9) с клеевым соединением деталей, просты по конструкции, дешевы в изготовлении, более прочны. Использование многокрасочных оттисков с последующей припрессовкой прозрачной полимерной плёнки значительно повышает изобразительные возможности переплёта. В таком виде он находит всё более широкое применение [1, с. 258].

Переплётная крышка типа 7 состоит из листа покровного материала, на который приклеиваются две картонные сторонки и отстав — полоска бумаги или картона, защищающая корешок от повреждений [1, с. 255]. Расстояние между картонной сторонкой и отставом называется расстав, расстояние между двумя картонными сторонками называется шпацией.

1.5 Проектирование конструкции сборочных элементов и выбор материалов 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.

Выпускают переплётный картон марок А, Б и Г в виде листов продольной резки, у которых машинное направление совпадает с длинной стороной листа, форматом 7 001 000, 740 930, 7 401 050, 7 501 000, 7 901 080, 8 001 000, 8 401 080 мм. Формат обрезного блока издания равен 215 285 мм. Толщину картона К определяют по графику [1 с.259] при толщине блока 6,6 мм: К=1,75 мм (т. к. для подарочных изданий допускается округление в сторону увеличения).

Размер картонных сторонок: высота 295±0,5 мм, ширина 210,5±0,5 мм. Применяемый картон имеет формат листа 740 930 мм.

Размеры заготовки картонных сторонок показаны на рисунке 1.4:

Рис. 1.4. Размеры заготовки картонных сторонок переплетной крышки В качестве покровного материала выбрана обложечная бумага. Обложечная бумага применяется как для крытья брошюрного блока обложкой, так и для изготовления переплетных крышек. Обложечная бумага вырабаты-вается четырех марок: А, Б. В и Г. Бумага марок, А и В имеет массу 100−200 г/м2, марки Б—120 _160 г/м2, Г—80₁₆₀ 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 изго-товлении составных и цельнокрытых бумагой переплет-ных крышек. Бумагу марок А, Б, В массой 140 _200 г/м2 применяют для крытья брошюрных блоков обложкой. Бумага марки Г предназначена для обложек школьных и общих тетрадей.

Степень проклейки обложечной бумаги 0,75₁, 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 [2, с. 51].

Maestro Print — многофункциональная офсетная бумага. Отличается высокой степенью белизны, равномерной структурой, стойкостью к выщипыванию и отсутствием пылевого отде-ления. Используется для различных способов печати высокохудожественных иллюстрационно-текстовых изданий и изобразительной продукции. Поставляется в листах. Листы нарезаются на нужный формат по договору с заказчиком. В данном случае уместным будет нестандартный формат 50 100 в силу своей экономичности. Основные характеристики бумаги: 1) плотность, 115 г/м2; 2) белизна, 146±2%; 3) пухлость, 1,29 см3/г; 4) яркость, 103,5±1%; 5) толщина, 140 мкм.

Размеры заготовки — ширина покровного материала крышек с прямым корешком Шп.м.=481,6±1 мм; высота Вп.м.=328,5±1 мм — представлены на рис. 1.5:

Рис. 1.5. Размер заготовки покровного материала Толщина пленки для ламинации зависит от бумаги. Чем толще бумага, тем больше толщина пленки. Выберем рулонную матовую пленку толщиной 30 мкм, 300м/рулон. Ширина рулона может быть изготовлена по желанию заказчика. Для припрессовки возьмём рулоны шириной 50 см.

Крышки с прямым корешком должны иметь жёсткий или полужёсткий отстав. Жёсткий отстав должен быть изготовлен из переплётного картона, применяемого для сторонок крышки или тоньше его на 20₃₀%, а полужёсткий — из переплётного картона марки Б или коробочного марок НМ, А и Б (ГОСТ 7983−75) толщиной 0,4₀, 6 мм [1 с.264]. Для данного издания выбираем переплётный картон, применяемый для сторонок крышки. Размер заготовки материала для отстава представлен на рис. 1.6:

Рис. 1.6 Размер заготовки материала для отстава Высота отгибки крайних тетрадей должна быть равна толщине сторонок крышки (в данном случае 1,75 мм). Пределы изменения высоты отгибки фальцев крайних тетрадей 0,9₃, 4 мм. Угол отгибки фальцев крайних тетрадей может изменяться в пределах 30_45о. Длина отгибаемых фальцев убывает от краев блока к середине корешка.

В качестве капталов используется специальная хлопчатобумажная, полушёлковая или шёлковая лента с утолщенным краем различного цвета (ОСТ-17−206−72, ТУ 17−09−141−83). Применяется для наклейки на концы корешка изданий всех форматов при толщине издания от 12 мм, при всех способах скрепления изданий, выпускаемых в жёстких переплетных крышках. Для проектируемого издания выбирается вискозная лента белого цвета. Для оклейки корешков используется бумага без проклейки. Выбирается неклееная бумага из сульфатной целлюлозы поверхностной плотностью 60 г/м2. Применяется для наклейки на корешок блока при обработке блоков на блокообрабатывающих и поточных линиях. Размер заготовки для бумажной полоски представлен на рис. 1.7:

Рис. 1.7 Размер заготовки бумажной полоски Боковое смещение капталобумажной полоски не должно превышать 2 мм, продольное — не более 1 мм.

Для скрепления тетрадей выбираем капроновые нитки 50 К, число сложений равно 2, длина стежков 23 мм, а число стежков для формата издания 6090/8 равно 7 [4, с.180−181]. Капроновые нитки имеют преимущество перед хлопчатобумажными: высокую прочность на разрыв и большее относительное удлинение при растяжении, благодаря чему обеспечивается высокая прочность скрепления блоков, редко обрываются при шитье, вызывают меньшее утолщение корешка блока. Такие нитки более дорогие, чем хлопчатобумажные, но обеспечивают более высокое качество готовой продукции, что важно в случае подарочных изданий.

2. Расчёт 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, экз.; а и bширина и длина печатного листа, см; d — плотность бумаги, г/м2; Кт.н. — норма технических отходов; Кт.н. = 0,9%.

5012,71 кг.

2.2 Расчет количества бумаги для форзацев Схема раскроя бумаги для форзацев приведена на рисунке 2.1. Согласно схеме, на одном листе получается 3 форзаца.

Рис. 2.1 Схема раскроя форзацной бумаги.

Расчет количества форзацной бумаги производится по той же формуле, что и расчет тиражной бумаги:

=227,03 кг.

2.3 Расчет материалов для переплетной крышки Толщину картона К определяют по графику при толщине блока 6,6 мм:

К=1,75 мм.

Формулы для расчёта элементов переплётных крышек находятся в. Ширина расставов определяет раскрываемость книги и долговечность издания. Для изданий с прямым корешком при жёстком отставе ширина расставов равна:

Р=5+К+Кот=5+1,75+1,75 мм = 8,5 мм.

Величина передних кантов Кп зависит от формата издания и равна 4 мм.

Для издания форматом 6090/8 размер картонных сторонок рассчитывается по формуле.

Ширина картонных сторонок: Шк.с. = Ш + Кп — Р, где Ш — ширина обрезного блока, мм; Кп — ширина передних кантов, мм; Р — ширина расстава, мм.

Ширина картонных сторонок равна: Шк.с. =215+4−8,5=210,5 мм.

Высота картонных сторонок: Вк.с. =В+2ЧКВН, где В — высота обрезного блока, мм; Квн — ширина верхних и нижних кантов, мм.

Величина верхних и нижних кантов Квн зависит от формата издания и для блока форматом 6090/8 равна 5 мм.

Высота картонных сторонок равна: Вк.с.=285+2Ч5=295 мм.

Следовательно, размер картонных сторонок равен 210,5Ч295 мм. Наиболее приемлемым при данном формате картонных сторонок является формат картона 740Ч930 мм. Схема раскроя картонных сторонок представлена на рис. 2.2.

Рис. 2.2 Схема раскроя картонных сторонок переплетной крышки Расчет необходимого количества картона ведется по формуле.

где Т — тираж издания, экз; Nс — общее число сторонок с листа; Nс = 33 = 9.

Нт.о — норма технических отходов, %; определяется по формуле.

Нт.о = Нс + Ноnп+ НВ + Нм.т.,.

где Нс =1,5% - отходы при сборке крышек [11, c.133];

Ноотходы при отделке крышек за один прогон; Но = 0 при отсутствии отделки.

nп — число прогонов при отделке крышек;

Нв =0,4% - отходы при вставке блоков в крышки при толщине картона более 1,25 мм.

Нм.т.=0,2% - отходы при малых тиражах (до 10 тыс. экз.).

Нт.о=1,5%+0,4%+0,2%=2,1%.

Массу потребного количества картона определим по формуле.

где сн — объемная масса картона (для марки А: сн = 0,75 103 кг/м3);

А, Б, К — ширина, длина, толщина листа картона, мм;

Мk=0,751 037 309 401,75226910−9=2043,55 кг.

2.4 Расчет количества покровного материала Схема раскроя покровного материала представлена на рис. 2.3:

Рис. 2.3 Схема раскроя покровного материала для переплетной крышки Для жёсткого отстава его высота Во.п. вычисляется по той же формуле, что и высота картонной сторонки и равна Во.п. = 295 мм.

Ширина отстава крышек с прямым корешком вычисляется по формуле.

Шо.п. =ТБ+2ЧКот,.

где Тб — толщина блока, мм; Кот — толщина отстава, мм.

Шо.п. = 6,6+2Ч1,75= 10,1 мм. Допуск ±1 мм.

Ширина шпации крышек с прямым корешком вычисляется по формуле.

Шш.п = ТБ+2Ч (р+Кот), где р — ширина расстава, мм.

Шш.к. = 6,6+2Ч (8,5+1,75) =27,1 мм. Допуск ±1 мм.

Высота покровного материала крышек с прямым корешком вычисляется по формуле:

Вп.м. = В + 2•(Кв.н. + К + з),.

где Кв.н. — ширина верхних и нижних кантов, мм; К — толщина картона, мм; З — ширина загибки покровного материала, мм.

Вп.м. =285+2Ч (5+1,75+15) мм = 328,5 мм. Допуск ±1 мм.

Ширина покровного материала крышек с прямым корешком вычисляется по формуле:

Шп.м. =Тб+2Ч (Ш+К+Кот+Кп+З),.

где Тб — толщина блока, мм; Ш — ширина обрезного блока, мм; К — толщина картона, мм; Кп — ширина передних кантов, мм; З — ширина загибки покровного материала, мм.

Шп.м. = 6,6+2Ч (215+1,75+1,75+4+15)= 481,6 мм. Допуск ±1 мм.

Ширина загибки покровного материала З=15 мм. Размеры кантов сверху и снизу: Кв.н.=5 мм. Размеры передних кантов: Кп=4 мм. Схема переплетной крышки типа 7 приведена на рисунке 2.4 по рассчитанным параметрам крышки:

Рис. 2.4. Схема переплетной крышки типа 7.

Расчет обложечной бумаги аналогично форзацной:

.

2.5 Расчет материала для отстава Схема раскроя картона форматом 740Ч930 приведена на рис. 2.5.

Рис. 2.5 Схема раскроя картона для отстава Необходимое количество материала для отстава рассчитаем по формуле:

где Нт.о. — норма технических отходов, Нт.о.=2%; Т — тираж, экз.; Nc — число отставов на листе бумаги.

Количество материала для отстава равно:

листов.

2.6 Расчет пленки для ламинации Расчет пленки производится по формуле [1, с. 268],.

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.

Тогда на тираж требуется 3367,125/300=12 рулонов.

2.7 Расчет требуемого количества бумажной полоски и каптала Длину материала определим по формуле.

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:

.

Длина одной полоски каптала равна длине дуги корешка (49 мм), на блок идет 2 полоски — 10,12 = 20,2 мм, на тираж: 20,210 000 = 202 000 мм = 202 м.

2.8 Определение расхода ниток Для скрепления тетрадей выбираем капроновые нитки 50К, число сложений равно 2, длина стежков 23 мм, а число стежков для формата издания 6090/8 равно 7 [4, с.180−181].

Расход ниток для прошивания одного блока издания, состоящего из 8 тетрадей, составляет: 23 мм7 стежков28 тетр. = 2576 мм.

Расход ниток для всего тиража равен: 257 610 000 = 25 760 000 мм = 25 760 м.

2.9 Выбор и расчет количества клеящих веществ Выбор и расчет клеев приведен в таблице 4.1:

книжное издание материал переплетный Таблица 4.1.

Выбор и расчет клеящих веществ.

Площадь корешка блока равна: ВБТБ =2856,6=1881 мм2 = 0,188 м².

Площадь заготовок переплетного материала на 1000 крышек 7 типа при ширине шпации 27,1 мм равна 158,21 м². Нормы по расходу клеев взяты из справочника [4, с.214−280].

3. Выбор и обоснование технологических решений. Разработка технологического маршрута.

3.1 Выбор технологических решений и типа оборудования 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 затраты 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 информацию. 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 — изготовление комплекта печатных форм для тиража 10 тыс. экз. будет очень невыгодным экономически.

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

Офсетный способ Плоская офсетная печать может быть как листовой, так и рулонной. Рулонные ротационные машины отличаются такими достоинствами, как высокая производительность, возможность получения оттисков красочностью 4+4, возможность включения машины в единую технологическую цепь и получение на выходе готового издания. К отрицательным моментам относятся: экономическая рентабельность при тиражах свыше 40−50 тыс. экз., наличие больших производственных помещений, высокие энергозатраты, большие отходы бумаги.

Этих недостатков лишены машины листовой печати. Они позволяют работать на различных типах и форматах бумаги и картон. Современные машины имеют высокий уровень автоматизации и компьютеризации процессов, включая установку форм, приводку, контроль печатного процесса и т. д. Несомненным преимуществом этого оборудования является рентабельность при малых и средних тиражах, высокое качество продукции. Они не требуют больших площадей и больших энергозатрат. С учётом этих сведений целесообразно выбрать для печати издания листовую офсетную машину.

Существуют несколько технологий фальцовки: ручная (наименее эффективная, низкопроизводительная, применяется преимущественно на малых предприятиях) и машинная, которая в свою очередь подразделяется на ножевую, клапанную, вороночную (внешняя и внутренняя воронка), кассетную, тесёмочную. Наиболее распространены кассетная (позволяет получить различные варианты сочетания фальцев, обеспечивает высокую производительность) и ножевая (позволяет фальцевать материалы большой толщины, обеспечивает высокую точность фальца). При этом часто используют их сочетание.

Комплектовку блока можно осуществлять вкладкой или подборкой. Комплектовка блоков вкладкой (тетрадь в тетрадь) применяется при изготовлении малообъемных книжных изданий — «тонких» журналов различного читательского назначения, книг для детей дошкольного и младшего школьного возраста, технологических инструкций на отдельные операции, различных документов (членских билетов, зачетных книжек и т. п.) и беловых товаров. Объем таких изданий и изделий обычно не превышает 128 страниц, а толщина блока — 6,5 мм. Для выбранного издания с учетом толщины его блока 6,6 мм, числом страниц 128 и его назначения (подарочное) выбран способ комплектовки подборкой.

После подборки блок должен быть скреплен. Существуют следующие варианты скрепления, которые можно объединить в 14 видов и 5 способов: шитье нитками, шитье проволокой, клеевое бесшвейное, швейно-клеевое, механическое. У каждого способа есть свои преимущества и недостатки, определяющие его область применения. Для сложившейся в нашей стране структуры выпуска книжной продукции характерны две отличительные черты: 1) высокая (около 75%) доля книжных изданий в переплете и относительно малая (около 25%) доля изданий в обложке 2) среди книг в переплете — значительное преобладание изданий, изготовленных по технологии с потетрадным шитьем блока нитками [1 с.121].

Блок книжного издания целесообразно обрабатывать на поточной линии, что является оптимальным при среднем тираже и выбранном способе скрепления. Это позволит повысить точность выполняемых операций и увеличить скорость обработки, снизить количество рабочих и уменьшить время обработки. 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); отгибка фальцев (повышение прочности связи крышки с блоком); приклейка капталобумажной полоски (выполняет функцию корешкового материала — обеспечение прочной связи крышки с блоком, сохранности формы корешка); раскрой бумажки и картона; раскрой покровного материала и картона для отстава.

3.2. Разработка технологической схемы Технологическая схема изготовления книжного издания в крышке с потетрадным скреплением нитками:

Рис. 3.1 Технологическая схема брошюровочно-переплетных процессов.

3.3 Обоснование принятых технологических решений Таблица 3.3.

Обоснование принятых технологических решений.

4. Выбор и обоснование оборудования по операциям.

4.1 Выбор печатного оборудования книжное издание материал печатный В качестве печатной машины выбрана Heidelberg SM 102−4, характеристики которой приведены в таблице 3.1:

Таблица 3.1.

Технические характеристики машины Heidelberg Speedmaster SM 102−4 [11].

Печать на обложечной бумаге 3+0 ведётся на той же печатной машине, что и печать блока.

4.2 Выбор типа бумагорезальной машины Предварительная разрезка печатных листов-оттисков будет производиться пополам на бумагорезальной машине POLAR 137, так как она соответствует по длине реза формату бумаги, которая будет использоваться для печати блока, и формату бумаги, применяемой для печати на покровном материале, а также годится для подрезки оттисков, трехсторонней обрезки и имеет систему автоматической установки формата реза по формату бумаги, а также позволяет достигать высокого качества реза.

4.3 Выбор типа фальцевальной машины Трёхсгибная перпендикулярная симметричная фальцовка будет производиться на комбинированной фальцевальной машине в соответствии с эскизом плана-монтажа спуска полос для данного книжного издания, который приводится на рисунке 2.1. Для фальцовки выбрана комбинированная фальцевальная машина MBO K 660 Efficiency. Для фальцевания форзацев будет использована та же кассетная машина, так как она предназначена для фальцовки книг, брошюр, позволяет осуществлять высокую производительность фальцовки.

4.4 Выбор типа листоподборочной и ниткошвейной машины Комплектовка подборкой осуществляется на листоподборочной машине Horizon VAC-100a. Машина оснащена вакуумными колесами оригинальной конструкции для подачи бумаги и обладает на сегодняшний день самой высокой скоростью работы. Эффективное отделение верхнего листа раздувом и надежный захват листа позволяют подбирать мелованные и немелованные бумаги, картон, ламинированные материалы в любом сочетании. В машине присутствует ступенчатая регулировка силы всасывания дисков, регулируемый разделитель, возможность раздельной регулировки пневмо магистралей лотков в зависимости от типа бумаги и ее веса. Конструкция рассчитана таким образом, чтобы исключить отмарывание и перекос листов при любой скорости подборки и независимо от материала.

Шитье простым переплётным стежком осуществляется на ниткошвейной машине JMD Diamond-110. Это универсальный ниткошвейный автомат, где автоматизированы все операции — от подачи тетрадей, шитья, разделения блоков и подборки на приемке. Удобный пульт управления облегчает работу и наладку, поэтому на машине может работать всего один оператор. Формат шитья составляет от 360 310 до 150 100 мм при скорости 110 циклов в минуту и толщине тетрадей от 0,5 до 2 мм. При этом число швейных комплектов может достигать 10.

Автоматизирован процесс раскрывания и подачи тетрадей, счет и пробивка отверстий, обрезка нитей и отделение сшитых блоков, счет готовой продукции. Имеются все необходимые для работы датчики: пропуска тетрадей, датчики контроля корешковых меток, подачи нескольких тетрадей, датчики неправильного формата тетради, контроля обрезки нитей, забивания тетрадей и т. п. Возможно шитье простым и перекрестным стежком, а также раскрывание тетрадей со шлейфом и без шлейфа, что отвечает всем современным требованиям изготовления книг различных типов.

4.5 Выбор типа блокообрабатывающего оборудования 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.

Для обработки книжных блоков используется поточная линия Buchlinie Diamant фирмы Mьller Martini. Линия совместима с ниткошвейными машинами, комплектуется из машины для приклейки форзацев, трехножевой резальной машины, машины для приклейки каптала, книговставочной машины и обжимно-штриховальной машины. Производительность новой линии до 3600 цикл/час, 60 цикл/мин.

4.6 Выбор типа крышкоделательной машины Переплетная крышка издания относится к 7-му типу — переплетная крышка цельнокрытая. Она относительно проста по конструкции и недорога по материалам; состоит из 4-х деталей: 2 картонные сторонки, отстав и покровный материал (в нашем случае это офсетная бумага). Крышки такого типа могут быть изготовлены вручную, на автоматических или полуавтоматических машинах. Таким образом, с учетом величины тиража наиболее приемлемым является использование автоматической машины.

В зависимости от типа используемого покровного материала крышкоделательные машины делятся на рулонные, листовые, универсальные.

Для изготовления крышек выбираем крышкоделательную машину СМ41. Автоматическая крышкоделательная машина СM41 предназначена для высокоскоростного и высококачественного изготовления цельнокрытых переплетных крышек тип 7, 7Б и 7 БЦ различного формата на различных видах покровного материала. Её максимальная скорость составляет 35 цикл/мин.

5. Проектирование системы контроля качества.

5.1 Методы и средства контроля качества полуфабрикатов Нормативные документы возлагают ответственность за изготовление продукции высокого качества на всех должностных лиц от мастера участка и работников лаборатории до главного инженера и директора полиграфического предприятия, но в первую очередь на непосредственных исполнителей. Система бездефектного изготовления продукции и сдачи её с первого предъявления предусматривает, что непосредственный исполнитель в процессе изготовления тиража должен систематически проверять качество своей продукции, а по окончании работы сдавать продукцию мастеру участка, который оценивает её качество. Для повышения личной ответственности для каждого полуфабриката и готового издания вводится система контрольных меток исполнителя.

Мастер участка выборочно проверяет качество партии продукции и при положительной оценке предъявляет её (или даёт разрешение предъявить) мастеру отдела технического контроля (ОТК). В случае обнаружения брака вся партия возвращается исполнителю для проверки качества и исправления дефектов; оплата за выполненную работу в этом случае оформляется только после повторной бездефектной сдачи. Полуфабрикаты передаются из цеха в цех и с участка на участок вместе с сопроводительным листом, в котором указывается фамилия исполнителя и даётся оценка качества по трёхбалльной шкале («отличное», «хорошее», «удовлетворительное»).

Главная обязанность ОТК — осуществление контроля за качеством поступающих материалов, находящихся в производстве полуфабрикатов и выпускаемой листовой и книжно-журнальной продукции, за строгим соблюдением государственных и отраслевых стандартов, Технических условий, Технологических инструкций и соответствием полуфабрикатов и продукции утверждённым эталонам, а также постоянное совершенствование существующей системы контроля и внедрение новых прогрессивных методов организации технического контроля материалов, полуфабрикатов и готовых изданий.

Контроль по количественному признаку часто выполняет второстепенную роль в оценке качестве брошюровочно-переплётных работ. При поступлении материала главным образом проводится проверка материала — бумаги и картона. При этом контролируются такие параметры, как плотность, толщина, прочность, жёсткость при изгибе и т. д. Используются такие приборы, как квадрантные весы, толщиномер и машина для исптания на прочность при растяжении. Исследование жёсткости при изгибе может производиться по простому методу балки, закрепленной с одного конца [7, с. 225].

В соответствии с требованиями Технологических инструкций рабочий-брошюровщик или переплётчик на ручных операциях, машинист или приёмщик на полуавтоматах и автоматах выполняет сплошной (на некоторых операциях — периодический, с периодом от 20 мин до 1,5 ч) контроль полуфабрикатов и изделий, а мастера участков и контрольные мастера — выборочный контроль не менее трёх раз в смену, причём для большинства полуфабрикатов указывается объём выборки для контроля: не менее десяти экземпляров.

Исполнители визуально контролируют продукцию, сравнивая её с эталонным образцом, подписанным мастером участка. Мастера участков и ОТК должны контролировать полуфабрикаты и готовую продукцию с помощью измерительных металлических линеек с ценой деления 1 мм, измерительной лупы ЛИ-4, индикаторных глубиномеров, вискозиметров ВЗ-4 и ВМС, специальных устройств и приспособлений (угольника для определения косины обрезанного блока, приспособления для измерения ширины шпации и других). В эпизодических испытаниях в лабораторных условиях применяются разрывные машины РМБ-10, РМБ-30 с широкими зажимами для определения прочности на вырыв листа или тетрадей модельных блоков, различные приборы для объективного контроля некоторых показателей качества материалов, полуфабрикатов и книг: ПЖУ, МИДП, ИМР, ПСМТ, ПШ и другие.

5.2 Оценка качества готовых книг Для промежуточной и готовой продукции брошюровочно-переплётной обработки применяется контроль по количественному признаку посредством измерений комлпекса характеристик положения листов и прочности [7, с. 225].

Точность положения элементов скрепления (нитяных стежков, скоб, клеевых слоёв), соединяющих тетради, листы тетрадей и блока, форзацы с блоком и крышкой, покровные материалы с картонными сторонками, может быть определена по положению стежков или скоб по высоте блока и по отношению к сгибу тетрадей, по ширине склейки тетрадей, листов, форзацев, по отсутствию вздутий и пузырей на плоских склейках форзацев и покровного материала с картонными сторонками. Прочность и долговечность элементов скрепления пока не имеет объективных показателей; проверяется лишь отсутствие обрывов нитей и раскола корешка блока.

Степень спрессованности книги определяется двумя показателями — коэффициентом спрессованности и коэффициентом стойкости к сдвигу. Точность кругления и отгибки краёв корешка в готовой книге может быть оценена лишь по отсутствию искривлений и по симметричности формы корешка, высоте отгибки краёв в сравнении с толщиной сторонок переплётной крышки, а точность штриховки и качество отделки крышек — по всем единичным показателям качества. Показатель «отсутствие деформации деталей книги» состоит из единичных показателей отсутствия деформации блока и коробления переплётной крышки.

Раскрываемость книги является комплексным показателем качества. Удобство пользования зависит от соответствия эргономических показателей показателям назначения — типу издания и категории читателей, определяется форматом издания, толщиной блока, массой книги, величиной полей в корешке, гибкостью переплётной крышки. Показатели долговечности определяются соответствием выбранных переплётных материалов типу конструкции, сроку службы и интенсивости пользования. Единичными показателями качества здесь являются прочность покровных материалов на истирание, стойкость уголков крышки к ударной нагрузке, прочность листов, тетрадей и блока на вырыв, долговечность листов и тетрадей на многократное раскрывание. Эти показатели определяются разрушающими методами контроля, поэтому их оценку можно рекомендовать только для небольшого числа изданий.

Внешним осмотром проверяют качество отделки переплётной крышки, вставки и трёхсторонней обрезки блока, просмотром «на веер» — отсутствие слипшихся и дефектных листов, раскола корешка. При более детальном осмотре контролируют вид первого и последнего разворотов, наличие первой и последней тетради и вид титульной страницы, наличие и комплектность вклейных иллюстраций, отсутствие дефектов, бракующих издание.

6. Расчет трудоемкости брошюровочно-переплетного производства Таблица 6.1.

Расчет трудоемкости брошюровочно-переплетных процессов.

Загрузка по каждой операции рассчитывается по формуле.

где Т — тираж, тыс. экз; N — число деталей в одном экземпляре издания; nб — число одновременно обрабатываемых блоков.

Трудоемкость выполнения каждой операции считается по формуле.

где NВ — норм выработки, тыс. экз./смена; З — загрузка по данной операции; Нв — норма времени, мин /тыс. экз.; фсм — продолжительность смены, мин.

Нормы времени взяты из справочника единых норм и выработок [8, с.231−347]. Ведущим оборудованием является поточная линия, на которой происходит обработка блоков и вставка их в переплетную крышку.

Для ритмичной работы всех участников цеха необходимо, чтобы трудоёмкость всех операций была по возможности одинаковой или несколько меньше трудоёмкости ведущего оборудования (блокообрабатывающего агрегата или книговставочной машины). Поскольку загрузка на отдельных операциях и производительность оборудования на отдельных операциях могут быть различными, число машин, которые одновременно выполняют трудоемкую операцию, рассчитывают по формуле:

где Трв — трудоемкость операции на ведущем оборудовании, смен; Зв — загрузка ведущего оборудования, тыс. экз.; Тр — трудоемкость операции на оборудовании.

Количество резальных машин:

машина.

Количество фальцевальных машин:

машина.

Количество картонораскройных автоматов:

машина.

Количество ламинаторов:

машина.

Количество листоподборочных машин:

машина.

Количество ниткошвейного оборудования:

машина.

Количество крышкоделательных машин:

машина.

Количество блокообрабатывающих агрегатов: Nм=1 поточная линия.

7. Составление графика прохождения заказа График прохождения заказа представлен на рис. 7.1.

Рис. 7.1. График прохождения заказа.

Заключение

Для того, чтобы быть конкурентоспособным на рынке печатной продукции, книжное издание должно удовлетворять определённым требованиям качества и обладать определённой эстетической составляющей. Оба этих условия в настоящее время проще всего выполнить, применяя современные машины и материалы.

Современное послепечатное оборудование, применяемое для изготовления книг в твёрдом переплёте, отличается высокой степенью механизации и автоматизации, скоростью работы и надёжностью. Кроме того, оно оборудовано сенсорными дисплеями, упрощающими управление, и различными датчиками для обеспечения непрерывного контроля качества продукции.