Выбор способа комплектовки и скрепления блока

Следующая операция заключается в подборе всех тетрадей будущего книжного издания и их расположении в требуемом порядке так, как они будут расположены в готовой книге. Сфальцованные листы комплектуются в блок либо методом вкладки (тетради вкладывают друг в друга), либо подборкой (последовательным расположением тетрадей).

Комплектовка вкладкой - это механизированное комплектование тетрадей, частей печатных листов посредством вкладывания без замыкания. Комплектовка бывает как ручная, так и механизированная. Подборка - это укладка вручную или при помощи машины одиночных листов или тетрадей друг на друга в определенном порядке в один блок с соблюдением последовательности страниц, которая определяется посредствам колонцифр, сигнатуры или подборочной, корешковой метки. [5]Так как данное издание имеет большой объем, производим комплектовку подборкой.

Скрепление отдельных тетрадей и листов в один соединённый блок является центральным звеном технологического производственного процесса. Этот участок процесса в рамках брошюровочно-переплётной обработки представляет собой большую и важную главу, так как в первую очередь посредством методов скрепления определяется, какое качество продукта будет достигнуто в отношении прочности, устойчивости при пользовании и удобства в обращении.

Скрепление может производиться различными способами. Обрабатываемые материалы при помощи специальных средств скрепления постоянно или временно удерживаются вместе на заданных местах. В качестве средств скрепления могут служить, например, проволочные скобы, клей, текстильные нити, зажимы или винтовые соединения.

Исходным продуктом является нескреплённый, соединённый блок, состоящий из отдельных подобранных тетрадей и/или листов и в конце предыдущей части процесса подготовленный к скреплению.

Вариант способа скрепления обусловлен видом соединения:

) Соединение с геометрическим замыканием

Удерживание вместе скрепляемых частей достигается при соединении с геометрическим замыканием при помощи средства скрепления особой формы (например, скобы из проволоки, связанных узлом нитей, металлической или пластмассовой проволоки в виде спирали). Соединение с геометрическим замыканием применяется во время переплётно-брошюровочной обработки при:

§ шитье проволокой для изготовления одно- и многотетрадной продукции,

§ шитье нитками для производства одно- и многотетрадной продукции, особых способах для отдельных листов (например, спиральное скрепление, скрепление проволочным гребнем, пластмассовое скрепление, скрепление шнуром, скрепление винтами).

2) Клеевое соединение

Это соединение достигается при помощи специального материала, который скрепляет отдельные части благодаря своей адгезионной способности. Клеевое соединение находит применение, например, для изготовления блоков на брошюровочно-переплётных предприятиях при

•   клеевом скреплении и

•   формировании блоков из скреплённых нитками тетрадей.

) Соединение с силовым замыканием

Средства скрепления соединяют отдельные части посредством воздействия силы. Соединениями с силовым замыканием являются, например:

§ скрепление посредством папок с зажимами,

§ скрепление посредством зажимных планок.

Правильный выбор способа скрепления и точное соблюдение требований брошюровочно-переплётного производства имеют первостепенное значение для хорошо скреплённой продукции. Пользование и долговечность книги или брошюры, прочность на отрыв листов и тетрадей, потребности читателей в отношении обращения с книгой и т.д. являются критериями для определения вида скрепления. Различные способы скрепления обуславливают не только качество продукции, но и технологический процесс, а также технологические, организационные и экономические аспекты.[1]

Так как проектируемая книга предназначена для среднего школьного возраста и имеет толщину блока больше 12 мм, то блок будет скрепляться методом «потетрадное шитье нитками»

Шитьё отдельных тетрадей нитками - это последовательное шитьё тетрадей по корешковому фальцу с одновременным скреплением с уже сшитыми тетрадями. Шитьё может производиться с корешковым материалом (как правило, с переплётной марлей) или без него. При шитье нитками образуется скрепление односгибных листов, а также тетрадей друг с другом; все листы блока скреплены, но нет гомогенной/однородной, прочно скреплённой поверхности корешка. Это требование удовлетворяется посредством последующей промазки корешка клеем или промазки корешка клеем и окантовки. В сочетании с такой стабилизацией корешка шитьё отдельных тетрадей нитками гарантирует надёжную прочность скрепления и даёт возможность удобного и полного раскрывания.

В качестве преимуществ следует назвать:

· высокую прочность скрепления листов в блоке,

· долговечное скрепление

· незначительное утолщение и хорошая способность корешка блока деформироваться (качественное кругление и хороший обжим),

· хорошие характеристики раскрываемости,

· возможность обработки большого количества видов бумаги по сравнению с клеевым скреплением (например, матовая бумага машинного мелования, страницы с иллюстрациями, запечатанные заливным фоном).

Несмотря на явные преимущества, шитьё нитками составляет относительно маленькую долю (20%) в способах скрепления для производства блоков книг и брошюр из-за высоких затрат. Недостатками являются:

•   зависимость производительности в экземплярах на единицу времени от количества тетрадей в блоке

•   большая доля ручных операций

•   дополнительная операция промазки корешка клеем

•   сложная конструкция ниткошвейных автоматов

•   неравномерная прочность всего книжного блока.[1]

Таким образом, для данного издания далее будет выбрана ниткошвейная машина.

Выбор варианта обработки блока

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.

Блок книжного издания целесообразно обрабатывать на поточной линии, что является оптимальным при среднем тираже и способе скрепления. Это позволит повысить точность выполняемых операций и увеличить скорость обработки, снизить количество рабочих и уменьшить время обработки. Этот вариант технологии наиболее приемлем при изготовлении книжных изданий значительного объема с толщиной блока примерно от 12 до 40 мм. 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); приклейка капталобумажной полоски (выполняет функцию корешкового материала - обеспечение прочной связи крышки с блоком, сохранности формы корешка); раскрой бумажки и картона; раскрой покровного материала и бумаги для отстава.

Выбор типа крышки

Для выбранного издания будем использовать крышку типа №7 (из 4 частей) и соответственно тип оборудования, подходящий для обработки такой крышки. Крышки, состоящие из четырех деталей, состоят из четырех заготовок переплетного материала и изготавливаются главным образом в виде цельного переплета, крышка которого обтянута одним переплетным материалом. Такая крышка содержит две картонные сторонки, отстав и покровный материал для оклейки крышек. В зависимости от формы корешка для отставов используется жесткий картон (прямой корешок) или специальный тонкий картон для отставов (для кругленного, а так же прямого корешка).

Характерно то, что покровный материал крышки представляет собой одну заготовку. Со всех четырех сторон производится загибка одинаковой ширины. Покровный материал выбирается в соответствии с целью применения[3].

3.2 Обоснование технологических решений

 

На основе всех ранее принятых решений можно сделать вывод в виде таблицы 3.1:

 

Таблица 3.1

Обоснование принятых технологических решений

Технологический процесс (операция), оборудование, материалы.	Возможные рациональные варианты способов выполнения операций	Выбираемый вариант	Обоснование
1. Фальцовка листов	1.1. Односгибная 1.2. Двухсгибная 1.3. Трехсгибная 1.4.Четырехсгибная	4-хсгибная, перпендикулярная симметричная,	1) В результате получаются 32-х страничные тетради, которые удобны в обработке корешка; 2) Высокое качество фальцовки
2. Комплектовка блоков	2.1. Вкладкой 2.2. Подборкой	Подборкой	Используется при комплектовке изданий в переплетной крышке с числом страниц более 128
3. Скрепление блока	3.1. Шитье нитками 3.2. КБС 3.3. Шитье проволокой 3.4. Швейно - клеевое скрепление	Потетрадное шитье нитками	1)Обеспечивает надежное скрепление тетрадей; 2) Предназначено для широкой читательской аудитории; 3) Обеспечивает длительный срок пользования; 4) Малое утолщение корешка блока;
4. Виды стежков	4.1. Простой брошюрный 4.2. Простой переплетный 4.3. Переставной брошюрный 4.4. Переставной переплетный	Простой брошюрный, 4 стежка	Обеспечивает большую плотность шитья
5. Приклейка форзацев	5.1. Простой приклейной 5.2.Приклейной с окантовкой; 5.3. «Свой» форзац 5.4. Прошивной составной с тканевым фальчиком	Простой приклейной	1)Рекомендуется для изданий толщиной блока до 30 мм.; 2)Прост в изготовлении и при этом надежно выполняет свои функции
6. Обработка корешка	6.1.Прямой корешок; 6.2. Прямой с отгибкой краев фальцев; 6.3. Кругленный корешок; 6.4. Кругленный с отгибкой краев корешка	Прямой корешок с отгибкой фальцев	1)Происходит выравнивание толщины блока в корешке; 2)Повышение прочности книги; 3) Увеличивается прочность связи крышки с блоком, 4) Уменьшение силового воздействия на корешок
7. Варианты конфигураций:приклейка корешкового материала, ленточки-закладки, капталов, бумажной полоски	7.1. Корешковый материал, ленточка-закладка, капталобумажная полоска; 7.2. Корешковый материал, капталобумажная полоска; 7.3. Корешковый материал, бумажная полоска; 7.4. Капталобумажная полоска	Капталобумажная полоска	1)Выполняет роль корешкового материала; 2) Обеспечивает прочную связь переплетной крышки с блоком, 3)Повышает прочность клеевого скрепления тетрадей в блоке; 4)Обеспечивает сохранность формы корешка
8. Тип переплетной крышки	8.1. Тип 5 - переплетная составная; 8.2. Тип 6 - переплетная из одной детали; 8.3. Тип 7 - переплетная цельнокрытая; 8.4. Тип 8 - переплетная с накладными сторонками и накладным корешком; 8.5. Тип 9 - переплетная с накладными сторонками и окантованными корешком	Тип 7 переплетная цельнокрытая	1) Проста по конструкции; 2) Дешевая по материалам и в изготовлении. 3) Изготовление за один прогон
9. Тип внешнего оформления издания.	9.1. Печать краской на переплетной крышке; 9.2. Тиснение (блинтовое, конгревное, фольгой); 9.3. Лакирование, припрессовка пленки 9.4. Трафаретная печать	Лакирование, припрессовка пленки	Для эстетического восприятия издания.

 

4. Выбор и обоснование оборудования по операциям

 

Выбор печатного оборудования

 

Для печати блока и иллюстративного материала целесообразно выбрать четырехкрасочную листовую офсетную машину KBA Rapida 130 (технические характеристики представлены в таблице 4.1), так как коэффициент использования у этой машины выше, в первую очередь из-за наличия системы автоматической смены печатных форм, что снижает время на переход от одной формы к другой.

Форзацы издания ни текстового, ни иллюстративного материала не содержат, поэтому для их изготовления потребуется только резальная машина, а потому на выбор печатного оборудования этот элемент конструкции издания не влияет.

Покровный материал переплётной крышки запечатывается в четыре краски с одной стороны. Целесообразнее также печатать тираж этого элемента конструкции издания на той же машине, что и основной блок. Однако следует рассчитать размеры покровного материала, которые должны учитывать формат издания после обрезки, толщину блока, толщину материалов крышки. Формат заготовки для покровного материала 237Ч321 мм. Поскольку машина KBA Rapida 130 позволяет запечатывать листы фоматом от 500Ч600 до 910Ч1300, то для печати покровного материала крышек целесообразнее выбрать формат листа 700Ч1080 мм, таким образом избавляемся от необходимости задействовать ещё одну печатную машину.

 

Таблица 4.1

Технические характеристики машины KBA Rapida 130

Технические характеристики	KBA Rapida 130
Количество печатных секций	2
Максимальный формат, мм	910 х 1300
Минимальный формат, мм	500 х 600
Максимальный печатный формат, мм	900 х 1300
Производительность, отт\ч	12 000
Запечатываемй материал, г\м2	100-350
Высота стапеля на самонакладе, мм	1500
Высота стапеля на приемке, мм	1500

 

Выбор бумагорезальной машины

 

Для резки данных деталей издания используется одноножевая бумагорезальная машина. Для сравнения возьмем две машины. Их технические характеристики представлены в таблице 4.2.

 

Таблица 4.2

Сравнительная характеристика одноножевых резательных машин Perfecta 168 (Yam International) и Wohlenberg cut-tec 155

	Perfecta 168	Shenweida SQZK1660
Максимальная длина реза, мм	1680	1660 мм
Максимальная высота стопы, мм	165	165
Минимальная остаточная полоса после обрезки: - с прижимной пластиной, мм - без прижимной пластины, мм	97	77
	33	26
Скорость, циклов/мин.	42	38
Общая характеристика	Цельнолитой резальный стол без прорези позволяет сократить до минимума риск повреждения нижних листов Устройство быстрой смены ножа Компьютерная система управления с возможностью сохранения в памяти программ реза. Удобное управление с помощью экранного меню на цветном ЖК-дисплее с многофункциональными клавишами. До 6000 позиций резки в 250 программах. Управление с помощью 15-дюймового сенсорного экрана Неограниченный объем памяти и обмен программными данными через USB. Удаленное обслуживание через модем. Возможность использования второго дисплея для получения данных о производственном процессе или в качестве внешнего терминала для программирования.	Электронное управление дает не только высокую точность реза, но и увеличивает скорость передвижения затла (максимальная скорость до 12 мин) Машина оснащена американской системой управления Microcut, которая содержит цифровую клавиатуру, жидкокристалический дисплей с диагональю 130 мм, на котором в режиме мультипликации отображается состояние машины и выполняемый рабочий процесс. Программирование на 999 задач, способность хранить в памяти до 2500 положений затла, многоязычное (включая русский интерфейс) меню, метрическую и дюймовую систему измерений, сохранение в памяти последних 5000 перемещений затла и т.п. Автоматическая система производит самокалибровку перед запуском машины, предоставляет резчику удобный просмотр состояния машины и введенных программ. Процесс калибровки просто производится вводом значений заданной и фактической величины реза. Стандартно Shenweida SQZK1660 содержит хромированные центральный и боковые столы с "воздушной подушкой", закрытый привод затла, устройство выталкивания отработанного марзана, автоматическую настройку размера, гидравлический привод прижима с регулируемым усилием, ИК защитный барьер, защиту по принципу занятости обоих рук, подсветку линии реза, самоблокирующую червячную передачу, устройство быстрой смены ножа, два ножа и четыре запасных марзана.

 

Основными технологическими параметрами ОРМ являются максимальная длина реза и максимальная высота стопы. Длину реза следует выбирать исходя из размера диагонали стопы максимального формата, которую планируется резать на ОРМ. Это позволит поворачивать стопу в любом месте стола. Максимальное число резов в минуту при выборе машины можно не учитывать, поскольку этот параметр мало влияет на реальную производительность резания. Значительно важнее степень автоматизации и удобство управления ОРМ. В современных моделях должны быть предусмотрены функции программного задания усилия прижима и положения подавателя с возможностью сохранения наборов данных [8]. По этому параметру Wohlenberg cut-tec 155 превосходит другую машину, так как имеется специальный ИК защитный барьер, защита по принципу занятости обоих рук, подсветка линии реза, поэтому для осуществления резки будет выбрана именно Wohlenberg cut-tec 155. Также выбранная машина более экономична, поскольку позволяет осуществлять резку с меньшей полосой остатка.

 

Выбор типа фальцевальной машины

 

Печать блока проектируемого издания производится на листах 840Ч1080 мм, следовательно, выбор фальцевальных машин следует производить с учётом формата листа. Однако издание состоит из 32-страничных тетрадей, следовательно лист формата 840Ч1080 мм предварительно разрезается на одноножевой резальной машине до формата 540Ч840 мм. Для получения 32-страничной тетради необходима четырёхсгибная фальцовка. Способ фальцовки - «европейский», 4-сгибная перпендикулярная симметричная фальцовка. Сравнительная характеристика выбранных машин представлена в таблице 4.3.

Таблица 4.3

Сравнительная характеристика фальцевальных машин Heidelberg Stahlfolder KH 78,4 KL и GUK Falzmaschinen K 74/4 KTL

	Heidelberg Stahlfolder KH 78,4 KL	GUK Falzmaschinen K 74/4 KTL
Максимальный формат фальцуемых бумаг, мм	780Ч1280	740х1040
Минимальный фальцуемых бумаг, мм	140Ч180	150х190
Плотность фальцуемой бумаги, г/ м2	45 - 140	35 - 220
Максимальная скорость, цикл. /мин.	160	200
Количество сгибов	1 - 4	1 - 4

Falzmaschinen K 74/4 KTL является более предпочтительной, так как использует широкий диапазон бумаг по плотности, а также является более производительной. К тому же данная машина комбинированная (4к+1н+1к+2н, 4к+1н, 4к+1н+1к), а Heidelberg Stahlfolder KH 78,4 KL - полностью кассетная, а как говорилось ранее, у комбинированной машины много преимуществ (большая производительность, широчайшее число вариантов фальцевания, лучшая эффективность работы с листами любой длины и меньшая стоимость комплекса)[10].