Принципы правильного выбора фальцевальных машин

Фальцовка – операция, позволяющая сформировать из одного листа многостраничную тетрадь. Если при изготовлении многостраничных изданий на рулонных офсетных машинах фальцовка, как правило, выполняется «в линию» с печатью, то при использовании листовых офсетных машин, типография должна располагать специализированным фальцевальным оборудованием. О некоторых особенностях конструкции этих машин, а также о принципах их выбора мы и расскажем читателям.



Фальцевальные машины различаются форматом, типом и числом фальцевальных секций, производительностью и степенью автоматизации управления. Формат и производительность фальцевального автомата должны быть согласованы c форматом и производственной мощностью имеющихся в типографии печатных машин. Несоответствие по формату может привести к необходимости дополнительных операций подрезки стоп оттисков, а недостаточная производительность сделает фальцовку «узким местом» технологического процесса. Степень автоматизации машины должна быть тем выше, чем меньше величина обрабатываемых на машине тиражей (разумеется, при достаточно высокой загрузке машины).

Вне зависимости от технологических характеристик фальцевальные автоматы включают следующие основные модули: самонаклад; фальцевальные секции; приемное устройство. Для транспортировки листов через секции машины служит система листопроводки. Кроме того, фальцевальные машины могут комплектоваться дополнительными технологическими узлами и модулями,

Самонаклады

Конструкция листопитающих устройств фальцевальных автоматов проще, чем листовых печатных машин. Это обусловлено отсутствием в фальцавтоматах необходимости выравнивания листов перед их передачей листопроводящим устройствам. Самонаклады служат для поштучного отделения листов от стопы и их подачи в машину. В современных фальцевальных автоматах используются два типа самонакладов: плоскостапельные и круглостапельные.

Плоскостапельные самонаклады подают листы из установленной на плоском столе вертикальной стопы. Основными механизмами плоскостапельных самонакладов являются стапельный стол, листоотделяющая система и листоподающее устройство.

Стапельный стол представляет собой подвижную в вертикальном направлении плоскую платформу. При укладке на стол стопа выравнивается по передним упорам. Подъем стола осуществляется по мере уменьшения высоты стопы, чтобы ее верхние листы оказались в позиции подачи в машину. Положение стопы контролируется специальным датчиком.

Разновидностью плоскостапельных самонакладов являются так называемые «палетные» самонаклады, которые позволяют загружать в фальцавтомат стапель листов на поддоне, уложенный в приемном устройстве листовой печатной машины.

Листоотделяющая система плоскостапельного самонаклада может включать боковые и задние раздуватели, щетки и присосы. Раздуватели создают воздушную прослойку между листами, облегчая их отделение друг от друга. Щетки придерживают нижние листы. В наиболее сложных самонакладах лист отделяется от стопы головкой с присосами, захватывающей его за заднюю кромку и передающей листоподающему устройству. В простых самонакладах лист отделяется от стопы за счет «воздушной подушки», создаваемой боковыми раздувателями, после чего он подхватывается листоподающим устройством. Наиболее развитые системы листоотделения используются в самонакладах машин большого формата.

Листоподающее устройство, как правило, представляет собой ротационный цилиндр с отверстиями, захватывающий листы за счет вакуума, который создается между его поверхностью и поверхностью листа. Вакуум создается в нужные моменты цикла за счет удаления воздуха из внутренней полости цилиндра. Для улучшения контакта с листами цилиндр может иметь полиуретановое покрытие.

Круглостапельные самонклады включают два стола – верхний и нижний, транспортную систему, а также листоотделяющие и листоподающее устройства.

Листы в круглостапельных самонакладах укладываются на верхний стол с небольшим сдвигом относительно друг друга (вроспуск), формируя каскадный поток. Боковое выравнивание листов при их укладке на верхний стол выполняется по специальной линейке. Поток листов подается на нижний стол с помощью транспортной системы, включающей ленточный или роликовый транспортер верхнего стола, барабан, а также ленточный транспортер нижнего стола. При проводке между столами листы оказываются зажаты между поверхностью барабана, диаметр которого равен или несколько больше расстояния между столами, и лентами нижнего транспортера.

Нижний стол служит для подачи листов в машину. Со стороны технологических секций поток листов на нижнем столе ограничивает наклонная планка. Над нижним столом расположены листоотделяющее и листоподающее устройства. Листоотделяющее устройство включает боковые раздувы, отделяющее крайний лист каскадного потока, а также ролики и/или крючки, придерживающие задние кромки последующих листов. Отделенный от потока лист захватывается непрерывно вращающимся вакуумным цилиндром и подается в машину. Высота каскадного потока контролируется датчиком.

Главным достоинством круглостапельных самонакладов является возможность загрузки бумаги без остановки машины. Кроме того, такие самонаклады характеризуются надежным отделением листов от потока и высоким быстродействием. К их недостаткам относятся большие габариты и ограниченная емкость.

Плоскостапельные самонаклады являются компактными устройствами и имеют большую емкость, чем круглостапельные, однако для их зарядки, как правило, требуется остановка машины (использующиеся в листовых печатных машинах системы зарядки стапеля нон стоп, в фальцевальном оборудовании вследствие высокой стоимости применения не нашли). Поэтому применение плоскостапельных самонакладов особенно эффективно при работе с небольшими тиражами.

Системы проводки листов

Проводка листов через фальцевальную машину выполняется роликовыми или тесемочными транспортерами. Скорость движения транспортеров несколько выше, чем скорость, сообщаемая листу вакуумным цилиндром самонаклада. В отличие от листовых офсетных машин, где лист жестко фиксируется механическими захватами листопроводящих цилиндров, в фальцевальных машинах лист транспортируется за счет сил трения, которые возникают между его поверхностью и поверхностями тесемок и роликов транспортеров.

Для обеспечения стабильной надежной проводки листа транспортеры фальцевальных машин комплектуются специальными прижимающими линейками. Такие линейки содержат гнезда, в которые устанавливаются шарики, прижимающие лист к поверхности роликов или тесьмы. Шарики могут изготавливаться из разных материалов. Они должны иметь высокую гладкость и не должны накапливать на своей поверхности статическое электричество. Количество и масса шариков подбираются в зависимости от толщины и формата листов. Для повышения жесткости листа элементы листопроводки (выравнивающие и ограничительные линейки) могут немного изгибать его в продольном направлении.

В процессе проводки листа должно выполняться его выравнивание. С этой целью ролики или одна из тесемок транспортера располагаются под углом к основному направлению движения листа, приталкивая его к боковой выравнивающей линейке. Этот угол должен быть достаточно большим, чтобы обеспечить выравнивание листа до его подхода к фальцевальной секции, однако сообщаемое боковое ускорение не должно привести к сминанию кромки листа при контакте с линейкой. Поэтому угол установки роликов или выравнивающей тесьмы имеет наименьшее значение перед первой секцией, когда жесткость листа минимальна, и увеличивается по мере прохождения листа через машину и повышения его жесткости в результате фальцовки.

Тесемочные транспортеры имеют меньшую стоимость, чем роликовые, однако роликовые обеспечивают более стабильные условия проводки листов, благодаря жесткости роликов и постоянству давления между ними и прижимающими шариками. В некоторых современных машинах используются вакуумные тесемочные транспортеры, исключающие необходимость в использовании прижимающих линеек.

Фальцевальные секции

Фальцовка листа выполняется парой стальных валиков, которые обжимают согнутый лист – так называемую петлю, – образуя фальц. Для улучшения контакта с листом на поверхность валиков наносится насечка и одеваются полиуретановые кольца. Усилие обжима определяется расстоянием между фальцевальными валиками и зависит от толщины бумаги, числа и взаимного расположения сгибов и ориентации волокон в листе. Большее усилие требуется при фальцевании толстых бумаги, многосгибных тетрадей и при формировании сгибов поперек волокон бумаги.

В зависимости от способа формирования петли фальцаппараты делятся на два типа: кассетные и ножевые.

Кассетный фальцевальный аппарат включает систему из трех валиков и кассету. Валики предназначены для подачи листа в кассету, формирования петли и фальцовки листа. Они образуют две пары: подающую и фальцевальную (один валик является общим). Кассета имеет полость для вхождения листа с ограничителем-упором, и устанавливается под углом к горизонтальной плоскости.

При работе машины пара подающих валиков вводят лист в кассету, при этом лист изгибается на угол ее установки. После того как передняя кромка листа упирается в ограничитель, лист останавливается. Поскольку валики продолжают подавать лист, у входа в кассету образовывается петля. Она захватывается вращающимися фальцевальными валиками, которые формируют сгиб и выводят лист в следующую кассету, или на транспортер.

Основными технологическими регулировками кассетной секции являются зазоры в парах валиков и положение упора кассеты. Зазоры между валиками должны соответствовать для подающих валиков – толщине листа на входе в секцию, для фальцующих валиков – толщине листа после сгиба. Положение упора кассеты регулируется вручную или автоматически и определяет положение фальца на листе. В наиболее совершенных машинах может регулироваться угловое положение упора, что позволяет выравнивать фальц относительно печатного изображения.

Угол установки кассеты обычно составляет 30-45º. При высоком значении угла затрудняется ввод листа в кассету и увеличивается его трение о стенки кассеты, при малом значении угла возрастает сила удара листа об упор, что может вызвать смещение точки образования фальца. Требуемая величина зазора между стенками кассет зависит от толщины листа и в наиболее совершенных машинах может регулироваться.

Кассетная секция может содержать несколько кассет, которые располагаются в шахматном порядке и могут использоваться для образования параллельных фальцев, в том числе для фальцовки намоткой и гармошкой. В секции, содержащей несколько кассет, фальцевальные валики предыдущей кассеты служат подающими для последующей кассеты – на две кассеты приходится четыре валика. Не использующиеся при выполнении заказа кассеты демонтируются из секции, а на их место устанавливаются специальные упоры, направляющие лист без образования петли в следующую пару валиков.

В ножевых фальцевальных аппаратах петля образуется в результате деформации листа ножом. Кроме фальцваликов ножевой фальцаппарат содержит механизмы равнения листа, торможения листа и ножа.

Как правило, лист транспортируется в позицию фальцовки тесемочным транспортером. Перед фальцовкой он выравнивается по передним упорам. Для уменьшения силы удара при касании кромкой листа выравнивающих упоров, что может вызвать смятие листа, а также снизить точность фальцовки, могут применяться вакуумные тормозные устройства. После выравнивания листа на него опускается нож, который прогибает лист и перемещает образовавшуюся петлю в щель стола к вращающимся фальцевальным валикам, которые формируют сгиб.

В ножевых фальцевальных аппаратах регулируются расстояние между валиками и глубина опускания ножа. Расстояние между валиками должно быть установлено в соответствие с толщиной сфальцованного листа. Глубина опускания ножаподбираетсяа таким образом, чтобы нож надежно вводил петлю между валиками, но не касался их поверхности, так как при этом резко возрастает износ и ножа и валиков. Чрезвычайно важно, чтобы в нижнем положении ножа его кромка была параллельна осям фальцевальных валиков и равноудалена от них.

Главным достоинством ножевых фальцевальных аппаратов является высокая точность фальцовки при работе с материалами различной толщины, в том числе при большом числе сгибов. Ножевые фальцаппараты компактны, однако их техническое обслуживание и ручная наладка затруднены из-за плохой доступности механизмов. К существенным недостаткам ножевых фальцаппаратов относится ограниченный выбор схем фальцовки (параллельная фальцовка, как правило, невозможна) и ограниченная производительность вследствие наличия в механизме совершающего возвратно-поступательное перемещение ножа.

Кассетные фальцевальные аппараты предлагают очень большой выбор схем фальцовки и отличаются высокой производительностью, поскольку все их механизмы либо вращаются с постоянной скоростью, либо неподвижны. Они отличаются сравнительно простой конструкцией и просты в наладке. Однако точность кассетной фальцовки ниже, чем ножевой, и в большой степени зависит от толщины листа. Фальцовка в кассетных устройствах очень толстых и очень толстых бумаг, а также получение многостраничных тетрадей обычно технологически сложна или невозможна.

В настоящее время широкое распространение получили комбинированные фальцевальные машины, в которых первые фальцы формируются в кассетных секциях, а последние – в ножевых. В таких машинах используются возможности кассетных секций по формированию параллельных фальцев и способность ножевых аппаратов с высокой точностью фальцевать многостраничные тетради.

Дополнительные технологические устройства

Фальцевальные машины могут комплектоваться штанцевальными устройствами, а также клеевыми аппаратами.

В фальцавтоматах устанавливаются ротационные штанцевальные устройства для разрезки, биговки и перфорации листов. Разрезка дисковым ножом может использоваться при изготовлении тетрадей-двойников и дает возможность увеличить коэффициент использования формата машины. Биговка и перфорация применяются для облегчения формирования фальца при работе с плотными материалами или при большом числе сгибов. Биговка предполагает продавливание в материале линии будущего фальца, перфорация –пунктирный надрез материала по линии фальца. Для облегчения формирования последнего сгиба (корешка тетради) следует использовать только биговку, но не перфорацию.

Нанесение клея в фальцевальной машине целесообразно, если позволяет значительно сократить производственный цикл, а в идеале – получить на выходе готовый, не требующий дополнительной обработки продукт. Современные фальцевальные машины могут комплектоваться аппаратами с контактным или бесконтактным нанесением клея по месту будущего фальца.

Приемные устройства

Приемные устройства фальцевальных машин формируют каскадный поток или горизонтальную стопу сфальцованных тетрадей. В первом случае после последней фальцевальной секции тетради выводятся на замедляющий ленточный транспортер, где формируется каскад, а затем выводятся каскадным потоком на горизонтальный стол или укладываются в вертикальную стопу. При выводе в горизонтальную стопу тетради укладываются корешками вниз.

Приемные устройства современных фальцевальных машин могут оснащаться системами выделения (маркировки) заданного количества тетрадей, прессующими устройствами, а также системами обандероливания пачек тетрадей.

Выбор фальцавтомата

В настоящее время лидерами на рынке фальцевального оборудования являются европейские компании. Однако укрепление курса евро к доллару привело к тому, что цена европейской техники и так не низкая, для многих типографий стала запредельной. В этой ситуации все больше полиграфистов по всему миру обращают внимание на оборудование, созданное с использованием разработок лидеров рынка в развивающихся странах, в частности – в Бразилии. Эта страна является крупнейшим государством Латинской Америки. В 2004 году бразильский экспорт составил около 96,5 млрд. долларов США, что обусловило положительное сальдо внешней торговли в 33,7 млрд. долларов. Значительную часть бразильского экспорта составляют машины и оборудование – бразильское машиностроение, в частности полиграфическое, имеет долгую и славную историю.

Одним из крупных бразильских производителей полиграфического оборудования является компания Ulderigo Rossi. Это предприятие с более чем 60-летней историей специализируется на изготовлении послепечатного оборудования. В середине 80-х годов по лицензии немецкой компании Stahl (сегодня входит в концерн Heidelberg) Ulderigo Rossi начала производить фальцевальное оборудование. В настоящее время бразильская компания выпускает две серии комбинированных фальцевальных автоматов: T 56 и K 78.

T 56 – машина формата 560×840 мм, предназначенная для изготовления 4-, 8- и 16-страничных брошюр. Первая фальцевальная секция машины может включать до 4-х кассет, вторая – также кассетная – позволяет формировать параллельные или перпендикулярные фальцы по отношению к сгибам, выполненным в первой секции. Третья фальцевальная секция включает ножевые устройства. K 78 – машина формата 780×1150 мм, которую эффективно использовать для получения 32-страничных тетрадей.

Обе модели комплектуются плоскостапельными самонакладами, в которых листы подаются вакуумными цилиндрами с полиуретановым покрытием. Подъем стола самонаклада осуществляется по сигналу электронного датчика. В K 78 для отделения листа от стопы используется пневматическая головка с боковыми и задним раздувателями и вакуумными захватами.

Фальцевальными валики в обеих моделях снабжены полиуретановыми кольцами. Сила обжима листа валиками регулируется автоматически. Максимальная скорость проводки листов через кассетные секции машин – 180 м/мин, наибольшая скорость работы ножевых фальцаппаратов – 25 тыс. циклов в час.

В обеих моделях после второй кассетной секции могут устанавливаться ротационные штанцевальные инструменты. Для синхронизации движения ножа и выравнивания тетради в ножевых фальцевальных секциях служит фотоэлемент. Машины комплектуются выводным устройством с каскадным выкладом тетрадей.

Управление машиной осуществляется с пульта PLC (Programmable Logic Control), комплектующегося ЖК-дисплеем. Пульт позволяет задавать все основные технологические параметры фальцаппаратов, что значительно сокращает время настройки машины.

T 56 опционально может комплектоваться устройством подрезки тетрадей, устройством для получения оконного фальца, шумозащитными кожухами на кассеты, а также выкладом в два потока.

В настоящее время фальцевальные машины компании Ulderigo Rossi успешно эксплуатируются в типографиях по всему миру, в том числе и в России. Эти фальцавтоматы зарекомендовали себя как надежные машины, с широкими технологическими возможностями и привлекательной ценой.

Автор: Резникова Анна,

специалист отдела послепечатного оборудования