Ротационная высечка, или Гибкие решения для твёрдых материалов*

У гибких и литых высекальных штампов свои преимущества, но плоские клише теснят литые валы даже на их традиционных рынках.

Для этикеточной промышленности вырубной инструмент имеет первостепенное значение — с его помощью этикеткам придают нужную форму. Есть две разновидности высекальных штампов — литые и гибкие. Хотя доминируют (на рынке США — прим. ред.) первые, рост популярности вторых очевиден.

Ротационные вырубные инструменты делаются из стали разных марок. «Для вырубных валов применяется несколько сортов инструментальной стали, в зависимости от специфики и технологии обработки», — объясняет вице-президент по продажам RotoMetrics Гэри Смит.

Штамп изготовляют в несколько этапов. «Сначала стальную заготовку обтачивают на фрезерном станке c ЧПУ. После термической обработки, при которой сталь достигает нужной прочности, вал шлифуется до нужного диаметра (допуск соответствует спецификациям заказчика)», — рассказывает менеджер по продажам Action Rotary Die Боб Потратц.

Помимо станков с ЧПУ, применяют метод электроэрозионной обработки. По словам президента и генерального директора Gerhardt USA Билла Райхарда, компания использует обе методики: «При обычном способе (ЧПУ) режущие кромки формируют на фрезерном станке. Во втором случае закалённая сталь удаляется электроэрозионным методом. Этот процесс точнее и справляется со сложной геометрией».

Заточка

У компаний разные подходы к заточке вырубных валов. «Мы предпочитаем проверенную ручную заточку твёрдосплавным инструментом. Нужный угол режущей кромки с учётом высекаемого материала мастер задаёт с помощью стереомикроскопа», — объясняет Потратц.

Менеджер направления Atlas Chem Milling Тим Бассард рассказывает, что в компании только 5% штампов затачивается вручную, остальные — на фрезерных станках с ЧПУ: «Конечно, новичков мы обучаем ручной заточке, но с переходом на ЧПУ эту программу свели к минимуму. Но пока остаются ученики, есть и преподаватели».

Некоторые компании подбирают технологию в зависимости от заказа. «Мы определяем эффективный метод обработки, ориентируясь на специфику и высекаемый материал, — говорит Смит. — Ведём обширную базу данных по использованию штампов и проверяем правильность подбора стали, угла режущей кромки и финишной обработки».

Даже при машинной заточке часть операций иногда выполняется вручную. «Для заточки штампов мы используем машины с числовым управлением, но завершающие операции, в т. ч. подрезка кромок, ручные», — делится опытом президент Schober USA Карл Шобер.

Райхард считает, что ручная заточка популярнее: «На машинную приходится не более 5% продукции. Основная часть производителей не в состоянии придерживаться жёстких допусков, необходимых при машинной заточке». В его компании машинную обработку проходят все гибкие штампы и лишь часть литых.

Региональный менеджер по продажам American Die Technology Севки Эргун согласен, что ручная заточка распространена шире: «С её помощью изготавливается гораздо больше штампов, особенно неправильной формы. Машинную и лазерную чаще применяют для штампов под высечку этикеток стандартной формы, по мере совершенствования технологий их использование будет расти».

В Wilson Manufacturing вручную затачивается 60% ротационных штампов. Вице-президент по продажам Вейд Фаутс добавляет, что компания постоянно обучает персонал ручной заточке — полный курс обучения занимает около года: «Тренинги проводятся непрерывно, ибо на смену ушедшему работнику невозможно нанять кого-то со стороны и за пару недель обучить».

Все штампы со временем тупятся: их перезатачивают или утилизируют. Гибкие клише перезаточке не подлежат, и по мере износа их заменяют. Для литых штампов не определено чёткого количества перезаточек, но процесс не бесконечен. «Обновление ограничено потому, что при перезаточке снимается слой стали, диаметр каждый раз становится меньше. Так как вырубные штампы приводятся в движение шестерёнчатыми передачами, есть механические ограничения: при уменьшении диаметра до определённого значения начинаются проблемы с натяжением полотна», — объясняет Эргун.

Количество перезаточек зависит и от условий работы. «При правильных эксплуатации и складировании литых штампов их перезатачивают по 4-5 раз. Нарушения правил, влекущие повреждения вырубного вала, сокращают срок его работы», — подчёркивает Смит.

Литые и гибкие

В США литые штампы по-прежнему популярнее гибких, но вслед за Европой вторые начинают приживаться в этикеточных типографиях. «В Европе направление гибких штампов разрабатывалось последние 15 лет и составляет до 80% всего рынка вырубных валов. В США соотношение обратное — 20% к 80%, но гибкие штампы становятся популярнее в этикеточной промышленности», — объясняет Райхард.

Гибкие штампы укрепляют позиции по нескольким причинам. «Технология совершенствуется и начинает соответствовать более жёстким требованиям, — говорит Смит. — Раньше гибкими штампами высекали самоклеящиеся этикетки для последующей запечатки на принтерах и ручного этикетирования. Теперь с их помощью делают этикетки из широкого ассортимента бумаги и плёнки, а готовая продукция автоматически наносится машинами на высокой скорости».

Помимо совершенствования технологии гибких штампов, немаловажную роль в популяризации играет цена. По словам исполнительного вице-президента Kocher + Beck USA Фрэнка Хассельберга, стоимость гибкого штампа не превышает 30-50% стоимости литого, плюс экономия на транспортировке и хранении. По оценке Смита, цена гибкого штампа в 3-4 раза ниже. Райхард считает, что цены на гибкие штампы на 75-80% меньше, чем на литые.

Эргун напоминает, что при выборе штампа нужно принимать во внимание не только первоначальные затраты: «Измерить разницу в цифрах сложно, ибо срок эксплуатации гибких штампов меньше, а затупившийся инструмент просто выбрасывают. Не стоит забывать о дорогостоящем магнитном цилиндре соответствующего диаметра. Гибкий штамп лишь на треть дешевле литого, но и служит на треть меньше. Это хороший вариант при работе с простыми для высечки материалами и короткими тиражами».

Директор по маркетингу и продажам Bunting Magnetics Майкл Уилкс оценивает затраты на магнитные цилиндры в 700-800 долл. за небольшой высокого качества и 5-7 тыс. долл. за крупноформатный: «Мы делаем их из углеродистой и нержавеющей стали, латуни (запатентованная технология), предлагаем широкий ассортимент магнитов и магнитных систем, изготавливаемых с учётом специфики заказа».

Дэвид МакИчерн из T. D. Wright добавляет: «Простейшие магнитные цилиндры для узкорулонной печати стоят до 1000 долл., а стоимость крупноформатных сложных вариантов типа штамп/контрштамп доходит до десятков тысяч. Конструкционно решения похожи, поэтому если обычный вырубной вал стоит дорого, то и магнитный цилиндр того же размера дешевле не будет».