包装产品制造工艺-5-12-2-模切版

第四章纸包装制造工艺第一节概述第二节工艺过程及设备第三节模切压痕工艺第四节表面整饰工艺基本要求：

掌握纸包装产品制造工艺的特殊性、生产设备、关键工序的原理与应用。

重点与难点：

模切版的设计与制备第三节模切压痕工艺一.模压原理

二.模切压痕版三.模切压痕工艺四.模切压痕设备五.常见故障及处理六.技术发展一.模压原理一.模压原理一.模压原理一.模压原理模切工艺根据产品设计要求的图样，使用模切刀具组合成模切版，在压力作用下，将印刷品或其它板状坯料轧切成所需形状和切痕的成型工艺。

压痕工艺利用压线刀具或压线模，通过压力作用在坯料上压出线痕，或利用滚线轮滚出线痕，以便板料能按预定位置进行弯折的成型工艺。一.模压原理模压原理在定型的模具之内，通过施加压力，使承印物受力部位产生断裂分离（模切）或压缩变形（压痕）。在模压进程中，承印物基体完全受制于模具和作用力，阴、阳模之间的间隙和模压的压力大小是影响模压过程的主要因素。

利用压线刀具或压线模，通过压力作用在坯料上压出线痕，或利用滚线轮滚出线痕，以便板料能按预定位置进行弯折的成型工艺。一.模压原理模压原理模切压痕工作原理图1-版台2-钢线3-橡皮4-钢刀5-模版6-承印物7-垫版8-压板（a）脱开状态（b）压合状态一.模压原理模压原理Structureofsteel-ruledies.aDiagram;bMakingatool钢线钢刀胶合板脱模橡皮压痕背衬装置即压痕底模垫板一.模压原理模压原理Insertingthesteelruleintotheplywoodbase一.模压原理模压原理High-speeddie-cutter一.模压原理模压原理一.模压原理模压原理二.模切压痕版（一）模切压痕版的构成及类型

（二）模切压痕刀具（三）模切版的制作（四）底模版的制作二.模切压痕版（一）模切压痕版的构成及类型

1．模切压痕版的构成模切压痕版（模压版）是模切与压痕作业的核心部件，由模切版和底模版两个部分组成。模切版：由模版、模切刀、压痕刀、衬空材料和橡皮胶条等组成，又称刀模版或刀模，其作用相当于模具的阳模，类似印刷机的印版。其中：模版：用于安装模压刀具，形成模切压痕的印版。模压刀具：包括模切刀和压痕刀，模切刀用于裁切坯料，以形成产品外轮廓，简称钢刀，俗称啤刀；压痕刀用于挤压坯料，以形成产品的折叠压痕线，又称压痕钢线、压线刀，简称钢线，俗称啤线。衬空材料：用于夹塞固定模切刀具。橡皮胶条：粘贴在模切刀具附近，以利用其弹性压紧坯料，并使成品或废品易于从模切刀刃上分离出来。二.模切压痕版（一）模切压痕版的构成及类型

2．模切压痕版的类型及特点（1）按模版基材分金属类模压版：①铅类模压版。有各种规格的空铅、衬铅和铅条等，其规格与活字排版的材料相同。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。②钢类模压版。如钢型刻版、钢板刻版等，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。③铝类模压版。特点是质地轻，加工方便；但改版困难，模版只能一次性使用，因而成本也较高。非金属材料类模压版：包括各类木板、锌木合钉板、胶合板等，这类材料制版精度高、加工方便、成本低。由于胶合板纤维交错，其优点更为显著，用胶合板制作的模版，重量轻，装版成本低。二.模切压痕版（一）模切压痕版的构成及类型

（2）按组版方式的不同分①整体式模压版。在整块版基材料上按刀模图样开出沟缝，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。②组装式模压版。按图样结构特点和型式，将整个模版划分成积木式若干结构单元，分别安装钢刀和钢线制成子模版，再按图样结构将各子模版拼接组装并固紧而形成的模压版。其特点是改版灵活，材料的重复使用率高，可节省制版材料。③包缠式模压版。先将钢刀和钢线安装在整块柔性版基材料上，再包缠固定在辊体基底上而制成。包裹方式又分磁性包缠和焊接式包缠两种，主要用于短版活、易更换版型的样品加工。包缠式模压版用于圆压圆模切机。二.模切压痕版（一）模切压痕版的构成及类型

（3）按结构形式分①平板式模压版模压版的结构形状呈平板状，安装在平压平型和圆压平型模切机上。其特点是结构简单、维修方便、便于操作、容易更换模切压痕版、适合不同克重的材料。②滚筒式模压版模压版的结构形状呈圆筒状，安装在圆压圆型模切机上。其特点是压力分布均匀、适合于大批量的生产，但制版和装版上比较繁琐，技术难度比较大，制版成本也比较高。二.模切压痕版（一）模切压痕版的构成及类型

②滚筒式模压版

二.模切压痕版（一）模切压痕版的构成及类型

（4）按刀具工作方式分①压切式模压版。传统的模切压痕版都是压切式模压版，即通过阴阳刀模对承印物施加压力，使坯料产生挤压变形，从而完成模切和压痕加工。模切过程中，压力的作用会使刀具不断与底模版的表面产生接触，容易造成刀具和底模版面的磨损，缩短模压版的使用寿命。压切式模压辊工作原理1－刀辊:2－光辊;3－纸板二.模切压痕版（一）模切压痕版的构成及类型

（4）按刀具工作方式分。②剪切式模压版。一种技术先进的圆压圆模压版。利用剪切原理，将上、下版辊的转动挤压变成了上下刀刃的剪切，即促使承印物变形的力由压力变成了剪切力。好处是，两辊间的定距剪切运动，可避免刀具与金属辊面的直接接触，减小了刀具的磨损和对辊面的损伤；两辊转动产生的恒定剪切力，可有效地保证模切面的一致性，有利于提高模切质量，适用于大批量、高速度的模切作业，如翻盖式香烟包装盒的模切成型。剪切式模压辊工作原理1－上刀辊;2－下刀辊:3－纸板二.模切压痕版（二）模切压痕刀具1．模切刀即钢刀，具有锋利、耐磨损、弯曲度大等特性，必须选用优质钢材制造。钢刀刃口应足够锋利，以保证切口均匀、光滑，不会与坯料产生粘连。钢刀的主要作用是切断产品上的多余废边以及打洞、开窗和异形等部位的切割。常用钢刀的高度一般为23.8mm；不干胶用钢刀高度有7mm、8mm、9.5mm三种规格；特殊用途钢刀的高度有23.6mm、30mm、35mm、40mm、50mm等。常用钢刀的厚度为0.71mm，另有0.53mm、1.05mm、1.42mm、2.13mm等规格。钢刀的厚度单位也用“磅”表示，1磅＝1/72in=0.3528mm，上述厚度对应的磅数分别为1.5磅、2磅、3磅、4磅、6磅。二.模切压痕版（二）模切压痕刀具1．模切刀钢刀的类型还有硬度、精度、刀锋等方面的区分。①硬度：根据热处理效果的不同，钢刀有硬性、中硬性、软性三种类型。使用洛氏硬度（HRC）或维氏硬度（HV）来表示，刀身的硬度一般在50HRC以下，刀刃的硬度一般在55HRC以上。钢刀的软硬主要是指刀体部分，刃口均需进行淬火处理，刀锋都很硬。软性钢刀刀身软、刀锋硬，通常称为软刀。钢刀淬火处理时的面积大小直接影响其硬度和耐用性。淬火面积大，刀身偏硬、颜色发黑，有利于模压力的均匀分布，并保持韧性稳定；淬火面积小，刀身偏软，承受模压力时会造成硬的刃锋向软的刀身部分凹陷或崩裂豁口，甚至脱落。由于模切产品形状各异，钢刀还要有良好的弯曲特性以便于弯曲成形。软性钢刀弯曲性最好，硬性刀片弯曲性较差，中硬性刀片弯曲性居中。二.模切压痕版（二）模切压痕刀具1．模切刀②精度：钢刀的尺寸精度对模切质量的影响很大，尤其是要求极高的不干胶商业印刷品的模切。钢刀厚度误差一般为±0.015mm，低档次钢刀的高度误差在±0.05~0.1mm之间，优质钢刀的高度误差为±0.013mm。钢刀精度越高，模切机调压时间越短，机械磨损越低，生产速度越快，模切效果越好。二.模切压痕版（二）模切压痕刀具③刀锋：为了适应不同的模切要求，刀锋（刃口）有中心高峰、中心低峰、单边高峰、单边低峰以及不同刃口夹角的区别；其刀纹有平直形刃口、齿形（粗齿、细齿）刃口、针孔形刃口、波浪形刃口以及拉削刀刃、磨削刀刃等不同的形状；另有横纹和直纹两种类型。高峰刀的刀锋修长，刚度好，可以极大地减少模切阻力，从而减小模切压力，模切厚纸时具有良好的切边。低峰刀的刀锋具有30°、42°或52°的夹角，其刚度优于高峰刀，承受压力更稳定，耐用性也更持久。低峰刀的结构形式如右图所示。1．模切刀二.模切压痕版（二）模切压痕刀具1．模切刀④钢刀的选用

一般根据承印物的厚薄，选择高峰刀或低峰刀。高峰刀既可以切薄的又可以切厚的坯料，既可以用在单张的自动模切机上，又可以用在同时模切二、三张纸的手动模切机上，使用范围广。对于品种单一、数量大、速度快，且采用薄卡纸的产品，如烟包盒的生产，则应选用低峰刀。因为低峰刀的刀峰刚度比高峰更高，承受压力更稳定，耐用性更持久。横纹处理的刀对于模切纸张效果更佳，更耐用，稳定性及精度更高，受弯后亦不易开裂。而直纹处理的刀表面看似很锋利，但模切时切在钢板面上很易钝口，同时受弯后也容易开裂，所以除了模切胶片产品时，选用直纹刀较为顺畅外，模切纸质产品最好是选用横纹处理的模切刀。二.模切压痕版（二）模切压痕刀具1．模切刀④钢刀的选用平压平模切刀的选用模切稳定，易于成型，适合大批量模切磨制软刀易于切穿表面粘性材料耐压力强适用于连续大批量的模切超级锋利，模切精确度极高超强耐压，0.71mm的厚度易于切入低峰软刀低峰磨制软刀高峰加强软刀或厚软刀低峰超级涂层软刀G12软刀山特维克500高峰刀卡纸<450g/m2长纸<450g/m2覆膜厚卡纸翻盖烟盒薄纸、薄膜类材料灰卡纸特点刀具类型产品二.模切压痕版（二）模切压痕刀具2．压痕刀即钢线，用于轧制压痕线，具有耐磨损、弯曲度大等特性。因压痕的目的是最终形成压缩定型的分界线，并不需要将坯料切断，因此，钢线的高度略低于钢刀，一般相差0.3~0.8mm，常用的钢线高度为22~23.8mm，厚度与钢刀规格相同。钢线的形状有尖圆头、单向圆头、双向圆头、方头、双半圆组合圆头、V形头等二.模切压痕版（二）模切压痕刀具2．压痕刀二.模切压痕版（二）模切压痕刀具3．辅助工具铡刀机：断切钢刀、钢线和铅条、铝条等衬空材料的专用工具。弯刀机：钢刀钢线造型的专用工具。弯刀机可以在一定圆度内，将钢刀、钢线弯曲成任何弧形。打孔机：在模版上打孔的钻具，可用小功率的钻床代替。锯板机：在模版上按嵌入的刀具造型要求进行锯缝的机械。其它常用辅助材料和工具，还有铁框、木条、铁台、锤子、圆规、角尺、钢锯、锤刀、砂轮等。二.模切压痕版（二）模切压痕刀具3．辅助工具二.模切压痕版（二）模切压痕刀具3．辅助工具二.模切压痕版（三）模切版的制作1．前期准备2、绘制刀模图关键问题：一是盒样在版面内如何排列，即盒型排样或拼版；二是如何满足模版的切割适性和产品的模切适性，即桥的设计和工艺孔的设计。二.模切压痕版（三）模切版的制作凸模的气孔二.模切压痕版（三）模切版的制作二.模切压痕版（三）模切版的制作2、绘制刀模图（1）盒型排样根据版面大小、盒型的结构特点和生产工艺条件，按最省料、最经济的优化设计原则，将单品种或多品种的盒型排列组合一个版面上。排样时，只需考虑盒型的外形轮廓，但要计及模切刀具的厚度和印刷时的出血量，因此排样的操作对象是盒型的轮廓放大图。对于形状简单、结构规则、单品种盒型的排样，可以人工完成。对于形状结构复杂、多品种盒型的排样，则需利用各种基于版面利用率（或省料）的最优化算法，借助CAD技术或专业排样系统，寻找最佳的拼版组合方式，并绘制出盒型模切排样图。二.模切压痕版（三）模切版的制作2、绘制刀模图（1）盒型排样二.模切压痕版（三）模切版的制作2、绘制刀模图（1）盒型排样二.模切压痕版（三）模切版的制作2、绘制刀模图（1）盒型排样二.模切压痕版（三）模切版的制作2、绘制刀模图（1）盒型排样二.模切压痕版（三）模切版的制作（1）盒型排样拼版组合形式①一刀切拼版将盒芯紧排在一起，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。二.模切压痕版（三）模切版的制作2、绘制刀模图拼版组合形式②双刀切拼版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，模切加工后的废边需连在一起，并保持刀口光洁。盒芯之间应留出足够的间隙以粘贴橡皮条，间距约3~5mm（1）盒型排样二.模切压痕版（三）模切版的制作2、绘制刀模图拼版组合形式（1）盒型排样③搭接桥拼版如果两盒芯是相连的，且公共的刀线距离很短，模切加工时容易断裂，这会给操作带来一定的困难。这时可采用搭接桥进行拼版，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。二.模切压痕版（三）模切版的制作2、绘制刀模图拼版组合形式（1）盒型排样StraightNestReverse2ndRowNestReverse2ndRowAlignNestReverse2ndColumnNestReverse2ndColumnAlign二.模切压痕版（三）模切版的制作2、绘制刀模图（2）过桥的设计盒型平面展开图是由若干个封闭的几何图形拼成的。如果按展开图的图线切割，得到的将是一些零散的板块，而不是一个完整的版面。为了便于脱模和清废，模切加工后的废边需要尽可能连在一起；为了固定刀具，防止走位，刀背要开槽。为保证模切版不散版、便于清废和安装刀具，模切版上必须设计过桥。所谓“过桥”就是模版的刀槽线上那些未被切断的短线段。这些线段像桥梁一样，把版面联成一个整体，这在切割工艺上叫留桥或过桥或桥位。过桥的长度一般为3～9mm。桥位模标准宽度为6mm。过桥的设计，就是根据产品的结构、裁切线的长短、刀具的形状等，确定过桥的位置、数量和长度。二.模切压痕版（三）模切版的制作2、绘制刀模图（2）过桥的设计二.模切压痕版（三）模切版的制作2、绘制刀模图（2）过桥的设计二.模切压痕版（三）模切版的制作2、绘制刀模图（2）过桥的设计过桥的累积效应二.模切压痕版（三）模切版的制作2、绘制刀模图（3）搭桥的设计一块模版上通常排有两个以上的盒样。如果两盒芯是相连的，且中间留有面积较大的公共区域，模切加工时会形成大块的落料，或者盒芯间相邻刀线的距离较短，模切加工时公共部分容易断裂，从而影响落料和模切操作的流畅进行。这时需要人为地增设钢刀，在盒芯间公共废边的合理位置上留出不切断区域，以减小落料大小或保持废边相连，这就是所谓搭接桥或搭桥。二.模切压痕版（三）模切版的制作2、绘制刀模图（4）工艺孔（槽）的设计为了便于收废、排气、脱模、固版、对版、调版等，模压机的版台上，往往设计有各类工艺性的孔、沟、槽，以及导向、定位销钉或导柱，还会有顶出、剥离、吸附等辅助机构。这时就需要根据版台及产品的结构特点，相应地也在模版对应位置上打出这些工艺孔。孔的形状多为圆形，也有椭圆形或矩形。模切版切割的一般工艺流程为：留桥→搭桥→打孔→切边框。综上所述，刀模图的绘制，除了要再现盒型的结构，还要反映盒样间的相互位置关系，以及过桥、搭桥和工艺孔（槽）的形位关系。二.模切压痕版（三）模切版的制作2、绘制刀模图②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。（5）结构的工艺性改进①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。二.模切压痕版（三）模切版的制作2、绘制刀模图（5）结构的工艺性改进③两条线的接头处，应防止出现尖角现象。④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。二.模切压痕版（三）模切版的制作2、绘制刀模图（5）结构的工艺性改进⑤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。二.模切压痕版（三）模切版的制作（1）模版的制作3、制作模切版按照产品设计或样品的要求，将刀模图上各项元素的图形，按实样大小比例，准确无误地复制到底版上，并刻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。制作模版的方法：一是采用手工制版，即将图样绘制或粘贴到版基材料上，再用线锯锯缝，模版的准确度取决于操作者个人的技术水平。二是采用现代技术，用XY坐标系统、分段重复的方法以及CAD系统等，使转移复制图样的作业自动化，并采用先进的模版制作设备，制作较高精确度的模版以满足加工的要求。近年来又出现了激光切割制版技术、高压水射流切割制版技术，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。二.模切压痕版（三）模切版的制作3、制作模切版按设计要求，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。钢刀铡切的长度以少拼接为宜，且成型后一般不宜再进行铡切；成型后的钢刀钢线，其刃口与刀底应相互垂直，以保持钢刀钢线刃口延长线上的每一点都处于同一平面内，获得相同的压力。（2）钢刀、钢线的铡切及成型加工二.模切压痕版（三）模切版的制作3、制作模切版二.模切压痕版（三）模切版的制作3、制作模切版排刀就是将钢刀、钢线和衬空材料等按制版要求拼装组合成模压版的过程。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。无论是用何种拼版组合方式，在排列模切压痕刀具时，纵向和横向必须相互垂直，各边线必须相互平行，才能使版面平整。整个版面中不允许有橡皮胶条、刀具的掉落或松动。（3）排刀拼版排刀完成后，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。（4）检查核对二.模切压痕版（三）模切版的制作3、制作模切版Dieboard

Rule

EjectionMaterial二.模切压痕版（三）模切版的制作3、制作模切版二.模切压痕版（三）模切版的制作3、制作模切版打版或卡版：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、钢板作版基材料的模切版，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。固牢后的模切版，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。（5）固刀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，模切版即可存版待用。（6）压印样张二.模切压痕版（四）底模版的制作技术核心是压痕模的制备，难点是压痕模槽的加工成型。传统的制模材料有石膏、牛皮纸、合成纤维板、胶合板和钢板，压痕模槽采用人工先压后刻或是利用专用设备（如铣床、激光切割机等）开出凹槽。模槽精度差、效率低，要么制作成本高、组版灵活性差，而且都要求操作者具有较高的技术水平和熟练程度。自粘式速装压痕模操作简单、组版灵活、适用面广二.模切压痕版（四）底模版的制作1．速装压痕模的结构1．速装压痕模的结构二.模切压痕版（四）底模版的制作二.模切压痕版（四）底模版的制作1．速装压痕模的结构1－塑料定位卡条；2－压痕模条；3－压痕槽；4－定位胶粘条；5－定位锲；6－强力底胶片；7－保护胶贴;8－底板二.模切压痕版（四）底模版的制作1．速装压痕模的结构压痕模条是速装压痕模的主体，折叠压痕线的成型元件。压痕模的基材以高分子合成纤维材料为主，也可是钢材和木质胶合板等。塑料定位卡条是实现压痕模快速、准确安装的关键辅助部件。使用时，先利用卡条上的弹性开口将速装压痕模整体套插在模切版的钢线上，然后模切版连同压痕模一起装到机器版台上，揭掉保护胶贴，开动机器，利用一次模压版的合压动作，将压痕模准确地粘贴定位到压板上，最后剥离塑料定位卡条，留下压痕模条，形成底模版，便可以开始进行模切压痕作业。强力底胶片用于将压痕模牢固地粘贴在压印底板上。纸质保护胶贴用于保护强力底胶片，以便日常运输、保存和销售，使用时将其揭去。二.模切压痕版（四）底模版的制作根据相邻钢刀钢线的间距大小，分为普通型、窄型、单边狭窄型、连坑型和斜角型。2.速装压痕模的类型1-橡胶条2-钢刀3-钢线4-压痕模压痕模的规格取决于压痕模厚度和槽宽。表示为：A(模厚)×B(槽宽)

0.5×1.5二.模切压痕版（四）底模版的制作2.速装压痕模的类型普通型压痕模：间距较宽，适用于大多数场合。窄型压痕模：适用于钢线与钢刀间距较近的场合。单边狭窄型压痕模：适用于钢线与钢线间距更近的场合。连坑型压痕模：适用于两条以上钢线、彼此间距较近的场合。斜角型压痕模：瓦楞纸压痕专用型，把压痕模槽与承印物接触处的尖角做成斜角，可有效地保护瓦楞纸箱的折痕，使其不易折裂。二.模切压痕版（四）底模版的制作3．模槽尺寸的计算

纸板用压痕模

瓦楞纸板用压痕模模槽的深度和宽度是制作或选用压痕模的依据。二.模切压痕版（四）底模版的制作3．模槽尺寸的计算

纸板用压痕模压痕模的厚度与纸板的厚度相同二.模切压痕版（四）底模版的制作3．模槽尺寸的计算

纸板用压痕模压痕模的宽度理论上等于钢线（阳模）宽度与2倍纸板极限压缩厚度（阴阳模间隙）之和

当纸板纤维方向与压痕模平行时(MD)，系数取1.3，相当于该方向纸板极限压缩率为0.65；当纸板纤维方向与压痕模垂直时(CD)，系数取1.5，相当于该方向纸板极限压缩率为0.75。钢线的厚度不应小于一个纸板厚，可参考钢线厚度规格系列进行选择。二.模切压痕版（四）底模版的制作3．模槽尺寸的计算

纸板用压痕模

求出压痕模厚度和槽宽的理论值后，再参考压痕模的标准规格系列进行选配。压痕模厚度常用规格为0.2~1.0mm，相邻型号厚度一般相差0.1mm