Что такое штанцформа? Виды линеек, размеры и выбор

Что такое штанцформа?

Режущая линейка — стальная полоса, которой после печати вырубают из листа фигурную деталь. Инструмент в сборе, где такие линейки установлены в основание, называют штанцформой. Пресс зажимает лист между штанцформой и ответной плитой: режущие линейки с острой кромкой вырубают контур и окна, биговальные со скруглённой кромкой наносят линию сгиба, перфорационные оставляют линию отрыва.

В речи названия пересекаются: «штанцформа», «вырубной штамп», «вырубные ножи» и «лазерная штанцформа» часто означают один инструмент; последнее название дано по лазерной резке пазов. Сталь до установки в форму поставляется как линейка в бухтах. В Турции их называют «matbaa bıçakları»; это слово пригодится в переписке с турецким поставщиком. В заявке на ремонт сразу укажите, менять отдельную линейку или всю штанцформу: так работа пойдёт быстрее.

Со штанцформой часто путают два инструмента. Нож гильотинной бумагорезальной машины (в цехах его нередко называют по марке, например нож Polar) режет стопу листов по прямой и перетачивается; фигурный контур он не вырубает. Офсетная пластина переносит краску на лист, хотя по-турецки её тоже могут назвать «matbaa kalıbı». Здесь речь идёт о штанцформах, которые придают листу форму после печати. Штамп для конгревного тиснения и клише для горячего тиснения фольгой являются отдельными инструментами, хотя в одной упаковке их могут применять вместе со штанцформой.

В английской переписке этот инструмент называют cutting die или steel rule die, в Великобритании и Европе также cutting forme. Отправьте вместе с названием чертёж и описание материала, и разница терминов не приведёт к ошибке в заказе.

При заказе уточните состав поставки на странице изготовления штанцформ.

Где применяют штанцформы?

Штанцформа нужна везде, где из запечатанного или чистого листа получают фигурную деталь. Основные группы изделий и то, что в каждой из них задаёт штанцформа:

• Складные картонные коробки: панели, замки крышки, пылезащитные клапаны, клапан для склейки и окно. Посадка крышки зависит от толщины картона и порядка сгибов; в заказе укажите, какой размер дан: внутренний или наружный.
• Упаковка из гофрокартона: транспортные коробки, перегородки, лотки и торговые дисплеи. Направление гофры и её смятие влияют на толщину линейки, тип биговки и выбор резины. Несущей полке дисплея нужен отдельный конструктивный расчёт.
• Листовые этикетки и стикеры: верхний слой прорезается, силиконизированная подложка остаётся целой. В заявке вместе описывают этикеточную бумагу или плёнку, клей и подложку.
• Папки для презентаций и папки с карманом: замок кармана, прорезь для визитки и сгибаемый корешок. Чтобы содержимое не выпадало, геометрию замка рассчитывают вместе с толщиной картона.
• Навесные ярлыки, приглашения и рекламная продукция: фигурный внешний контур, отверстие для подвеса, радиус углов и отрывной купон.
• Пазлы и игровые элементы: сцепляющиеся детали, повороты малого радиуса и очень близко расположенные линии реза.

В любой группе логика одна: линии реза, сгиба и отрыва задают отдельно, а измеренная толщина материала и пресс, на котором будет работать форма, известны с самого начала.

Плоская и ротационная высечка, цифровая резка: в чём разница?

Плоская высечка: способ, для которого изготавливают штанцформы. Форму закрепляют в плоской раме, и на каждом рабочем ходе лист зажимается между ней и ответной плитой. Так работают автоматические плосковысекальные прессы (линии типа BOBST), тигельные и цилиндровые прессы, работающие с плоской формой. Размер штанцформы задают рама пресса и полезная площадь высечки; эти данные пишут в первой строке заказа.

Ротационная высечка: инструмент находится на цилиндре и непрерывно вырубает материал, который обычно подаётся из рулона. Сюда же относятся гибкие формы на магнитном цилиндре. İkram Lazer не изготавливает, не поставляет и не ремонтирует ротационные и гибкие формы, в том числе для магнитных цилиндров; сравнение лишь объясняет разницу между способами.

Цифровая резка без штанцформы: режущий плоттер по очереди проходит каждую линию файла ножом и биговальным инструментом. Форма не нужна, поэтому способ удобен для образцов, прототипов и коротких тиражей, пока конструкция ещё не утверждена. С ростом тиража поштучная обработка листов удлиняет работу; после утверждения дизайна и при повторных заказах плоская штанцформа чаще оказывается производительнее.

Универсального порога тиража для выбора способа нет. Сравните реальный материал, общую длину линеек, число позиций на листе, требования к биговке и число повторных заказов. Цифровой образец подтверждает форму и сборку, а биговку и кромку реза производственной штанцформы проверяют на первых высеченных ею листах.

Из чего состоит штанцформа?

• Фанерное основание: для плоских штанцформ обычно берут фанеру 18 мм. Лазер прорезает в ней пазы шириной по толщине линейки, поэтому линейка сидит плотно и не смещается при ударе.
• Перемычки: замкнутый контур, прорезанный в основании целиком, выпал бы. Поэтому по линии паза оставляют непрорезанные перемычки, а в нижней кромке линейки в тех же местах делают вырезы. Положение перемычек задают при конструировании; на кромке изделия они не видны.
• Стальные линейки: режущие, биговальные, перфорационные и комбинированные линейки отрезают по чертежу, гнут и забивают в пазы. Для отверстий под подвес и мелких кругов могут применяться пробойники.
• Выталкивающая (эжекторная) резина: приклеивается вдоль линеек, сжимается на рабочем ходе и держит лист, а при раскрытии пресса выталкивает материал с линеек. Обычно резина выступает на 1,5–2 мм над режущей кромкой; на широких участках ставят более мягкую, у узких каналов и перфорации более жёсткую.
• Контрбиговка: биговальная матрица с каналами или обработанная пластина из пертинакса, которую приклеивают к ответной плите. С ней биговальная линейка даёт на картоне чистую линию сгиба.
• Оснастка для удаления отходов и разделения заготовок: дополнительные элементы автоматических линий, которые отделяют от высеченного листа отходы и готовые изделия. Входят ли они в заказ, указывают в предложении отдельно.

Цвет резины у разных производителей означает разную твёрдость. Выбирайте её по твёрдости, профилю и высоте, а не по цвету.

Выбор твёрдости и расположения выталкивающей резины по зонам разобран в отдельной статье.

Виды линеек: режущая, биговальная, перфорационная и комбинированная

В одной штанцформе стоят линейки для разных операций. На чертеже отдельным слоем или цветом указывают, какой линейкой выполняется каждая линия.

• Режущая линейка: острая кромка разделяет материал на всю толщину. Вырубает внешний контур, окна и прорези.
• Биговальная линейка: скруглённая кромка не режет, а вдавливает картон в ответный канал и формирует линию сгиба. Прорезанный сгиб ослабляет упаковку, поэтому биговальную линейку берут ниже режущей.
• Перфорационная линейка: зубчатая линейка с чередованием резов и промежутков. Её задают длиной реза и связки: в схеме 3 × 1 повторяются рез 3 мм и связка 1 мм. Нужна для купонов, линий отрыва и элементов лёгкого вскрытия.
• Комбинированная (режуще-биговальная) линейка: сочетает на одной линии участки реза и биговки и облегчает сгиб толстого картона и гофрокартона.
• Линейка для ленты вскрытия (zipper): прорезает линию отрыва в виде полосы, чтобы коробку было легко открыть.
• Пробойник: заменяет линейку там, где её трудно согнуть, например в отверстиях для подвеса и мелких кругах.

Надсечку (kiss-cut) правильнее считать настройкой, а не отдельным видом линейки. На листовой этикетке линейка прорезает лицевой материал и клей, оставляя силиконизированную подложку целой. Результат зависит от того, насколько согласованы высота линейки, резина и наладка пресса. На первых листах проверьте, что этикетки одинаково легко снимаются с краёв и из середины листа.

Размеры линейки: высота, толщина в пунктах и профиль кромки

Линейку описывают три параметра: высота, толщина в пунктах и профиль режущей кромки. В заказе каждый пишут отдельной строкой и указывают, к какой линии он относится.

Высота

Высоту измеряют от основания линейки до рабочей кромки. Стандартная высота режущей линейки для плоской высечки картона и упаковки составляет 23,80 мм, и пресс настроен под неё. Биговальная линейка не режет и поэтому ниже: начальное значение равно высоте режущей линейки минус толщина картона. Линейка для штрихкодовых этикеток, которую применяют при высечке листовых этикеток, имеет высоту 12 мм. В турецких цехах её называют «12’lik»: число 12 здесь означает высоту, а не количество этикеток.

Толщина в пунктах

Толщиной называют расстояние между двумя широкими гранями стальной полосы; её указывают в пунктах (пт). Принятые на рынке соответствия:

• 1,5 пт ≈ 0,53 мм: линейка для штрихкодовых этикеток и очень близко расположенные контуры этикеток.
• 2 пт = 0,71 мм: самая распространённая толщина для складных картонных коробок, этикеток и папок.
• 3 пт = 1,07 мм: гофрокартон и более толстые, жёсткие материалы.
• 4 пт = 1,42 мм: тяжёлые работы, где тело линейки должно выдерживать большую нагрузку.

Высота и толщина не зависят друг от друга: назвав одну, вторую указывают отдельно. Тонкая линейка облегчает малые радиусы и близкие контуры, толстая делает тело линейки прочнее.

Профиль кромки и твёрдость

Режущую кромку чаще всего затачивают симметрично, с двух сторон; одностороннюю заточку выбирают, когда одна сторона кромки реза должна остаться вертикальной. Тело линейки делают достаточно мягким для гибки, а кромку достаточно твёрдой, чтобы противостоять износу. Для картона с покрытием, ламината и абразивных материалов рассматривают закалённую кромку или кромку с покрытием; к таким вариантам относится титановое покрытие кромки у линейки для штрихкодовых этикеток.

Для замены линейки в существующей штанцформе укажите номер прежней формы, высоту и толщину линейки. Фотография покажет проблемный участок, а точный размер даст измерение микрометром или запись предыдущего заказа.

Различия между толщиной и высотой подробно разобраны в статье о размерах линеек.

Как материал влияет на выбор линеек и штанцформы?

Штанцформу рассчитывают по измеренной толщине материала. Плотность в г/м² показывает массу единицы площади, а толщину нужно измерять отдельно: два картона одной плотности бывают разной толщины и требуют разной высоты биговальной линейки. Указывайте толщину в микронах или миллиметрах по результату измерения микрометром.

• Картон (целлюлозный, хром-эрзац, крафт): качество линии сгиба определяют строение слоёв, направление волокон и влажность. Сгибы вдоль и поперёк волокон ведут себя по-разному.
• Гофрокартон: профиль гофры (E, B, C и другие) и её направление влияют на толщину линейки, тип биговки и выбор резины; отдельно оценивают смятие под давлением.
• Ламинация, лак и плёночные покрытия: такая поверхность чаще трескается на сгибе, поэтому форму рассчитывают по окончательному виду листа с покрытием.
• Самоклеящиеся материалы: лицевая бумага или плёнка, клей и подложка являются отдельными слоями; при надсечке результат решает слой, в котором останавливается линейка.
• Пластиковые листы и плёнки: растягиваются и пружинят, поэтому под них подбирают профиль кромки и расположение резины.

В качестве образца пришлите окончательную производственную конструкцию: запечатанный, лакированный или ламинированный лист сгибается иначе, чем лист без покрытия. Смену партии материала отмечайте в документации заказа. При контакте с пищевыми продуктами и в других регулируемых применениях соответствие подтверждает документ поставщика материала; геометрия штанцформы об этом ничего не говорит.

Как подготовить чертёж развёртки (контур высечки)?

Чертёж развёртки, или контур высечки (в турецких типографиях его называют «bıçak izi»), служит единственной базой для изготовления штанцформы. Он показывает линии реза, сгиба и отрыва в масштабе 1:1, в векторе и замкнутыми контурами. Снимок экрана или JPEG помогает пояснить деталь, а штанцформу изготавливают по векторному файлу с размерами.

• Присылайте файл в масштабе 1:1, в миллиметрах, в векторном PDF, AI, DXF или формате упаковочной CAD-системы.
• Разнесите линии реза, биговки, перфорации и надсечки по отдельным слоям или смесевым цветам и добавьте в углу файла краткую легенду цветов.
• Удалите наложенные двойные линии, незамкнутые контуры, мелкие лишние фрагменты и старые редакции.
• Отделите размеры, примечания и вылеты от слоя линеек; в печатном PDF держите контур высечки на отдельном непечатаемом слое.
• Укажите, внутренний или наружный размер коробки дан: с учётом толщины картона и припусков на сгиб эти значения различаются.
• Отметьте направление волокон или гофры, направление печати и кромку подачи листа в пресс (сторону захватов).
• Добавьте номер редакции в имя файла или в угол чертежа и утверждайте макет по этому номеру.

После открытия файла у изготовителя проверьте, что масштаб сохранился и линии лежат на своих слоях. Утверждённый чертёж развёртки задаёт геометрию штанцформы. Точность расстояний между режущими линейками на штанцформе İkram Lazer составляет 0,05 мм; точность готовой детали также зависит от материала и настройки пресса. Если готового чертежа нет, развёртку коробки можно построить по размерам или по образцу.

Подготовка чертежа коробки подробнее рассмотрена в статье о развёртке для штанцформы.

Приводка высечки к печати, вылеты и раскладка на листе

Приводка высечки к печати означает совпадение изображения с линиями реза и сгиба. Штанцформа попадает в печать, когда дизайнер, типография и изготовитель формы используют один чертёж развёртки и одну базу листа. Если макет подготовлен по другой редакции, даже правильно изготовленная форма покажет смещение относительно печати.

• Вылеты: фон и изображения выводят за линию реза. В коммерческой печати обычно закладывают 3 мм; для упаковки действуют технические требования типографии.
• Безопасное поле: текст, логотип и штрихкод размещают с отступом внутрь от линий реза и сгиба.
• Чувствительные зоны: края окон, тонкие рамки и изображение, проходящее через сгиб, сильнее всего выдают малые смещения; на первых листах проверьте эти места отдельно.

При многоместной раскладке одинаковые или разные развёртки повторяются на одном листе. Больше позиций экономит материал, но вместе с этим рассчитывают рабочую площадь пресса, поле под захваты, промежутки между позициями, пути отходов и общую длину линеек. В подходящих конструкциях соседние детали делят общую линию реза, и длина линеек сокращается.

Поворот детали ради экономии картона поворачивает и направление волокон или гофры, а это меняет сгиб и прочность коробки. Окончательно утвердите раскладку на листе до изготовления штанцформы.

Биговальная линейка, канал и контрбиговка: расчёт размеров

Чистая линия сгиба зависит от трёх групп размеров: толщины и высоты биговальной линейки, ширины и глубины канала в контрбиговке и толщины картона. Биговальная линейка вдавливает картон в канал; внутренние слои многослойного картона управляемо расслаиваются, и наружная поверхность сгибается без трещин.

Для начальной настройки в отрасли широко применяют два практических правила:

• Ширина канала ≈ толщина биговальной линейки + 1,5 × толщина картона. Для картона 0,40 мм и биговальной линейки 2 пт (0,71 мм): 0,71 + 0,60 ≈ 1,31 мм.
• Высота биговальной линейки ≈ высота режущей линейки − толщина картона. Для режущей линейки 23,80 мм и картона 0,40 мм получается примерно 23,40 мм.

Глубину канала тоже берут примерно равной толщине картона. Это отправные значения: строение картона, покрытие и направление волокон меняют окончательную настройку. Контрбиговкой служит готовая биговальная матрица, которую приклеивают к ответной плите, или обработанная пластина из пертинакса. Запишите размер контрбиговки в документацию штанцформы и при смене картона пересчитайте сочетание, даже если внешний контур не изменился.

Трещины на сгибе, нечёткая линия биговки или коробка, которая сопротивляется закрыванию, говорят о несоответствии между картоном, линейкой, каналом и давлением. Повышение давления обычно переносит проблему на другой участок, поэтому сначала найдите размер, который отклонился. Оценивайте сгиб на реальной коробке, собранной в предусмотренном порядке, а не на отдельной полоске.

Когда для контрбиговки выбирают фрезерованную пертинаксовую плиту, описано на странице контрбиговки.

Связки, удаление отходов и разделение заготовок

Связками (англ. nicks) называют небольшие непрорезанные участки материала, которые остаются в местах засечек на кромке режущей линейки. Они удерживают высеченные детали в листе, пока он проходит через машину, и легко разрываются при удалении отходов. Число, положение и ширина связок определяют и транспортировку листа, и след на кромке изделия: слабая связка отпускает деталь раньше времени, слишком прочная мешает отделению и оставляет заметный след.

Связки соединяют изделие с листом, а перемычки в фанерном основании сохраняют целостность самой штанцформы. Это разные элементы с разной задачей, и на чертеже их рассматривают отдельно.

• Удаление отходов: убирает с листа отходы между деталями и внутри них. Больше всего внимания требуют узкие полосы отходов, маленькие отверстия и внутренние окна.
• Разделение заготовок: на автоматических линиях с такой секцией отделяет высеченные изделия от остатка листа и укладывает их в стопу.

Путь отходов планируйте при конструировании: для трудно отделяемой внутренней детали иногда меняют геометрию или состав оснастки. Если след связки недопустим на определённой кромке изделия, укажите это до изготовления штанцформы.

Как изготавливают штанцформу?

Современную штанцформу, которую также называют лазерной, изготавливают по утверждённому чертежу развёртки в такой последовательности:

• Проверка чертежа: проверяют незамкнутые контуры, двойные линии, масштаб и типы линий; в конструкцию инструмента добавляют перемычки, стыки линеек и зоны резины.
• Лазерная резка пазов: лазер с ЧПУ прорезает в фанерном основании пазы под линейки шириной по их толщине.
• Подготовка и гибка линеек: стальную полосу отрезают в размер, делают вырезы под перемычки и засечки для связок, затем гнут линейку по чертежу.
• Сборка: изогнутые линейки устанавливают в пазы и проверяют стыки и малые радиусы.
• Установка резины: выталкивающую резину нужной для каждой зоны твёрдости и высоты нарезают и приклеивают.
• Финальный контроль: перед отгрузкой проверяют размеры, расположение линеек, контрбиговку и состав заказа.

Лазерная прорезка пазов в основании и прямая лазерная резка упаковочного материала являются разными операциями. Поэтому в заявке на «лазерную штанцформу» уточняют, нужен инструмент со стальными линейками или прямая лазерная резка самого материала. İkram Lazer с 1988 года изготавливает в Стамбуле плоские штанцформы со стальными линейками.

Контроль штанцформы и контроль высечки на прессе дополняют друг друга. Первый подтверждает размеры и сборку, а то, как реальный материал режется, сгибается и отделяется, видно на первых листах в машине. В заказе заранее согласуйте, кто проводит производственную пробу, на каком материале и как фиксируется приёмка.

Как проверить первые листы на прессе?

При наладке штанцформу закрепляют в раме, устанавливают ответную плиту и контрбиговку, настраивают приводку и выравнивают давление по зонам (приправка). Порядок работы зависит от пресса и системы оснастки; действуют инструкции производителя машины и правила безопасности предприятия.

На первых листах ищите ответы на такие вопросы:

• Прорезается ли материал во всех зонах листа? Берите пробы с краёв и из середины.
• На месте ли линия биговки, сгибается ли картон без трещин?
• Чисто ли лист снимается со штанцформы, выпадают ли внутренние отходы?
• Совпадает ли высечка с печатью? Проверьте края окон и рамок.
• Для этикеток: цела ли подложка, одинаково ли легко снимаются этикетки с разных мест листа?

Плоская деталь с верными размерами может не сесть при сборке. Сложите и склейте несколько развёрток; проверьте замки, клапаны и взаимное положение панелей в предусмотренном порядке. Зафиксируйте утверждённую редакцию файла, материал, схему контрбиговки и параметры наладки; если это вписывается в ваш процесс, сохраните промаркированный контрольный образец.

Частые дефекты высечки и первые проверки

На одном участке материал не прорезается

Проверьте, повторяется ли дефект на каждом листе в одном месте штанцформы. Если он локальный, осмотрите в этой зоне кромку линейки, посадку в пазу, резину и ответную плиту; часто хватает выравнивания давления по зоне. Если раз за разом поднимать общее давление, причина останется, а линейки и ответная плита на других участках пострадают.

Ворсистая или пыльная кромка реза

Проверьте износ режущей кромки, соответствие её профиля материалу, давление и удержание листа. Отличайте неразделённые волокна от разрушения покрытия. Сохраните образец и отметьте его место на листе, чтобы изготовитель штанцформы и оператор принимали решение по одной и той же точке.

Трещины на линии сгиба

Проверьте вместе строение картона, направление волокон, лак или ламинацию, высоту биговальной линейки и размер канала. Если трещины появились после смены картона, биговку пересчитывают даже при неизменном чертеже. Отметьте, где возникает трещина: на сгибе вдоль волокон или поперёк.

Отходы застревают или лист рано распадается

Проверьте резину, узкие зоны отходов, связки и схему удаления отходов. Слабые связки рано отпускают детали, слишком прочные мешают отделению. Изменение одного элемента влияет на другой, поэтому оценивайте всю цепочку от высечки до укладки в стопу.

Бумага налипает на линейки, лист не снимается со штанцформы

В первую очередь проверьте резину: просевшая или затвердевшая резина не выталкивает материал. Проверьте её высоту относительно режущей кромки и расположение по зонам; при необходимости замените резину только на проблемном участке.

Высечка смещается относительно печати

Сравните утверждённый чертёж развёртки, монтаж листа и базы на прессе. Одинаковое на каждом листе смещение указывает на файл или наладку; если оно меняется от листа к листу, на первый план выходят подача, материал или нестабильность печати. Записывайте измеренное смещение в миллиметрах отдельно от его толкования.

Ресурс штанцформы, обслуживание и хранение

Ресурс штанцформы зависит не только от числа ударов, но и от условий работы: абразивности материала, давления, состояния ответной плиты, усталости резины и ударов при перевозке. Поэтому фиксированный ресурс формы не указывается; при работе с покрытыми или абразивными материалами обслуживание может понадобиться раньше. Указывайте ожидаемый тираж на этапе расчёта: короткий и очень длинный тираж не планируют с одинаковой стойкостью линеек.

• После тиража очистите штанцформу от остатков бумаги и картона между линейками.
• Отметьте смятые, сместившиеся или зазубренные линейки и просевшую резину.
• Храните штанцформу на стеллаже так, чтобы вес не давил на режущие кромки; главные угрозы для неё: влага и удары.
• Укажите на штанцформе название работы, номер редакции и материал, а в карточке формы ведите историю обслуживания.

Перед повторным заказом убедитесь, что существующая штанцформа соответствует текущему макету и материалу: название изделия могло остаться прежним, а редакция чертежа смениться. При локальном повреждении обычно хватает замены линейки или резины. Повреждённое основание, изменённый дизайн или новая производственная задача требуют новой штанцформы.

Руководство по уходу и хранению подробнее описывает проверку и повторное использование.

От чего зависит стоимость штанцформы?

Цену определяет не столько внешний размер, сколько работа внутри формы: две штанцформы одного габарита могут сильно различаться по трудоёмкости. Основные факторы:

• Общая длина линеек: суммарная длина линий реза, биговки и перфорации.
• Плотность гибки: малые радиусы, мелкие детали и число стыков.
• Число позиций и размер формы: раскладка на листе и габарит фанерного основания.
• Характеристики линеек: толщина в пунктах, высота, профиль кромки и покрытие.
• Дополнительная оснастка: контрбиговка, элементы для удаления отходов и разделения заготовок.
• Резина и срок: зоны резины, её твёрдость и срочность изготовления.

Для предметного расчёта пришлите одним сообщением:

• Утверждённый чертёж развёртки с размерами и номером редакции; если чертежа нет, образец и размеры.
• Название материала, измеренную толщину и сведения о покрытии или ламинации.
• Тип пресса, размер рамы для штанцформы или полезную площадь высечки.
• Нужные операции: рез, биговку, перфорацию, надсечку.
• Число позиций, формат листа, направление волокон или гофры и базу печати.
• Состав поставки: штанцформа, контрбиговка и элементы для удаления отходов.
• Тираж, ожидаемые повторные заказы и желаемый срок.

Сравнивайте предложения при одинаковом составе поставки: отдельная штанцформа, комплект для всех секций пресса и готовые высеченные изделия являются разными покупками. Если данные остались открытыми, спросите, какое допущение заложено в расчёт. Отправьте файл для изготовления штанцформ в Стамбуле: в рабочее время ответ приходит в среднем за 14 минут.

Состав предложения можно сопоставить с факторами стоимости штанцформы.

Частые вопросы