Capitolo 7 La fustellatura

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Linee Guida alle lavorazioni cartotecniche
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Capitolo 7
La fustellatura
7.1 - DEFINIZIONE
7.2 - TIPOLOGIA DI MACCHINE
7.2.1 Le fustellatrici piane
7.3 - GLI UTENSILI
7.4 - LE ATTREZZATURE
7.5 - LE FASI DI LAVORAZIONE
7.6 - CONCETTI GENERALI DI IMPOSTAZIONE
7.7 - SCARTI DI PRODUZIONE
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7 - LA FUSTELLATURA
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7.1 - DEFINIZIONE
L’imballaggio di carta, cartoncino, cartone o cartone ondulato viene, di solito, fustellato da fogli
piani. Durante il processo i fustellati possono essere completati con cordonature e rilievi a
freddo: operazioni complesse, che richiedono la fustellatura individuale di ogni singolo foglio.
Dato che il prodotto finale è costituito, tipicamente, da imballaggi di qualità configurati e rifiniti in
modo elaborato (come nel caso degli astucci per cosmetici, sigarette, prodotti farmaceutici,
alimentari ecc.), i materiali utilizzati devono soddisfare i requisiti più severi. Fustelle con
tolleranze minime e macchine fustellatrici automatizzate, di estrema precisione, rappresentano a
loro volta una condizione sine qua non.
Queste esigenze sono soddisfatte nel modo migliore dalle fustellatrici piane. I fogli stampati,
impilati su un bancale, vengono trasferiti dalla macchina da stampa alla fustellatrice che può
essere alimentata manualmente o tramite un apposito sistema logistico. Nel mettifoglio i fogli
vengono prelevati dalla pila uno alla volta, allineati in tre punti per mezzo di squadre frontali e
laterali che assicurano un registro preciso, quindi trasmessi a un gruppo di pinze che li
posiziona correttamente tra fustella e contro-fustella. La fustellatura di ciascun foglio avviene
quindi in un solo colpo.
Nella successiva stazione di estrazione, appositi attrezzi rimuovono automaticamente lo scarto.
Se la macchina è equipaggiata in modo adeguato, i fustellati multipli possono poi essere
separati, per la produzione multipla. Per una fustellatura di qualità è indispensabile un registro di
grande precisione, in grado di assicurare che i fogli vengano man mano fustellati sempre ed
esattamente nella stessa posizione.
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Le macchine da fustellatura si dividono in:
• fustellatrici pianocilindriche
• fustellatrici piane automatiche
• fustellatrici piane manuali e platine
• fustellatrici laser
• fustellatrici ad alta frequenza (piega morbida)
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Fustellatrici pianocilindriche
Si tratta di macchine da stampa tipografiche di vecchia generazione che, con particolari
modifiche, sono state adeguate alla fustellatura. In particolare, sul cilindro stampa si pone una
piastra d’acciaio adeguatamente flessibile e opportunamente preparata, che verrà impiegata
come controplacca rispetto alla fustella.
Questo tipo di attrezzatura, talvolta, è difficile da usare in quanto il foglio, dopo essere stato
fustellato, deve girare su un altro cilindro con la possibilità che si “stacchino” i pezzi fustellati.
Per ovviare a questo inconveniente, e dunque per poter veicolare il fustellato al piano di uscita,
vengono impiegate delle tacche di tenuta molto evidenti e visibili.
Le fustellatrici pianocilindriche sono sicuramente superate dal punto di vista tecnologico, ma se
ne trovano ancora in funzione presso alcune cartotecniche. Si tratta perlopiù di macchine
Heidelberg, dal formato alquanto limitato (massimo 56 x 77 cm), capaci di lavorare fogli di
grammatura massima di 300/g mq circa.
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Fustellatrici piane automatiche
Attualmente sono le attrezzature più usate. Il loro grado di automazione è molto elevato,
permettendo di raggiungere alte velocità e precisione di set-up, e garantendo al contempo una
qualità di prodotto molto elevata. Possono essere completate con molti tipi di optional fra cui
estrattore automatico, separatore di pose (se la macchina lo permette), sistema di preavviamento su tavolo di preparazione esterno, in modo da ridurre i tempi di cambio lavoro.
Nel tragitto percorso dal mettifoglio all’uscita il foglio viene trasportato da apposite pinze in modo
perfettamente planare, il che agevola la tenuta complessiva del lavoro già fustellato. Per evitare
danneggiamenti i sistemi di movimentazione dei fogli sono concepiti in modo da effettuare
movimenti estremamente delicati.
Inoltre, dalla stazione di alimentazione all’uscita i fogli vengono convogliati in orizzontale; in
questo modo si possono ridurre sensibilmente le tacche di tenuta, massimizzando al contempo
la velocità di produzione su una vasta gamma di materiali (dalla carta da 80 g/mq al cartone
ondulato da 4.0 mm di spessore, riciclati compresi), anche in presenza di layout complicati. I
vantaggi sono importanti: ridurre il più possibile le tacche di tenuta significa aumentare la qualità
del prodotto finale e facilitare la successiva separazione manuale o meccanica dei fustellati.
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Fustellatrici piane manuali e platine
In queste attrezzature il foglio viene puntato a mano o in maniera semiautomatica. Sulle platine
si possono fustellare anche materiali molto particolari e “difficili”, ma con velocità di produzione
limitate (circa 1.000/1.200 copie orarie al massimo).
La qualità del lavoro ottenuto con questo tipo di fustellatrice è paragonabile a quelle garantita da
una macchina piana; tuttavia bisogna tenere presente che l’integrità del fustellato viene messa a
rischio nel momento in cui i fogli lavorati devono essere estratti dalla macchina a mano.
Fatta questa precisazione, occorre sottolineare che le platine sono macchine molto versatili, in
grado di effettuare anche la stampa a caldo. Inoltre per alcuni lavori sono indispensabili e
dunque, nonostante l’evoluzione della tecnologia, continueranno ad essere impiegate in
cartotecnica. Aiutate da un ulteriore fatto positivo: l’investimento necessario per il loro acquisto è
piuttosto contenuto (infatti di norma si trovano in aziende di piccole dimensioni).
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Fustellatrici laser
Rappresentano la tecnologia più recente, sviluppata in questi ultimi anni. Il laser, infatti, sta
entrando con impeto anche in questo settore e, attualmente, il solo limite alla sua diffusione è la
bassa velocità produttiva (circa 300 fogli/ora con formato 50x70, a seconda della difficoltà del
disegno).
Con questa macchina si possono fustellare anche parti davvero piccolissime, con risultati di
grande impatto. Tuttavia si tratta di una lavorazione delicata, che richiede una particolare
attenzione in quanto, bruciando lo stampato, può generare delle parti annerite.
Le fustellatrici laser possono effettuare solo il taglio (non la cordonatura); tuttavia, su materiali
particolari, la fustellatura ottenuta si può utilizzare come una marcatura.
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Fustellatrici ad alta frequenza o piega morbida
Si tratta di macchine a giostra o lineari, usate per fustellare e cordonare materiali plastici di alto
spessore, difficilmente lavorabili a freddo (PVC o PET). Le versioni a giostra - più diffuse richiedono puntature manuali e lavorano a velocità molto ridotte; quelle lineari (tipo autoplatine)
presentano un costo d’acquisto elevato, difficile da ammortizzare in tempi brevi (produttore di
riferimento è Geaf Srl).
Caratteristiche tecniche
• Lo spessore ideale del materiale è fra 300 e 600-700 micron. Spessori più elevati aumentano
le difficoltà di lavorazione; al di sotto dei 300 micron la fustellatura può essere effettuata a
freddo con macchine tipo Bobst, o a caldo con i clichè per il primo passaggio di cordonatura.
• In questo tipo di fustellatura il materiale non ha memoria perchè è snervato (dunque torna nella
posizione originale).
• Formato massimo di fustellatura: 55x70 con macchina a giostra, 70x100 con macchina lineare.
• Con questo tipo di tecnologia non è necessario preoccuparsi del lato che non sbianca in
quanto la fustellatura piega morbida non lo influenza in alcun modo.
• Taglio e cordonatura vengono eseguiti in un solo passaggio; se lo spessore è molto elevato
(oltre 500 micron) si possono effettuare due passaggi, uno per le pieghe e uno per il taglio.
• Le cordonature non richiedono controsolcatori: una scarica elettrica nei filetti deformerebbe il
materiale
• Anche in questo caso è preferibile eseguire la stampa a rovescio sull’interno, in quanto si
ottiene una miglior protezione della stampa nelle successive lavorazioni.
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7.2.1 - LE FUSTELLATRICI PIANE AUTOMATICHE
Fustellatrice Bobst
Fustellatrice Heidelberg
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Caratteristiche tecniche e informazioni generali
I produttori di fustellatrici piane più noti in Europa sono Bobst (che produce in Svizzera, Cina e
Brasile), Heidelberg (Germania, Taiwan) e Iberica (Spagna). Le loro macchine seguono la stessa
concezione, che prevede la messa in campo di utensile, piastra, controsolcatori e contromatrici. Diverso,
invece, il sistema di taglio: nel caso di Bobst e Iberica la fustella è ferma e si muove verso l’alto il piano
inferiore, mentre in alcune Heidelberg il foglio resta fermo e scende la fustella. La pressione esercitata,
invece, è pressoché identica: sui formati 70x100 varia fra 250 e 300 t, sul 100x140 fra 550 e 600 t.
Gli elementi di una fustellatrice sono: sistema d’introduzione, fustella, estrattore, separatore, uscita.
L’estrattore viene impiegato in quasi tutti i settori, salvo che nel farmaceutico dove - vista la progressiva
riduzione dei lotti - si tende ad eliminarlo e ad effettuare manualmente la scartinatura. L’incidenza di
questo componente sul costo complessivo della macchina varia di molto: nel caso di Heidelberg
comporta un aumento di prezzo del 25% mentre le fustellatrici Bobst lo integrano di default.
Anche l’uso del separatore va diminuendo (ogni utensile costa intorno ai 2.500 euro); in genere si usa
per produzioni superiori ai 20.000 fogli. Per contenere tempi di avviamento altrimenti troppo onerosi
alcuni operatori preferiscono ricorrere al tavolo di preparazione fuori macchina che, tuttavia, non evita gli
aggiustamenti definitivi in macchina. Nella fustellatura di packaging tipo “cluster” il separatore resta,
invece, necessario in modo che, una volta estratto dalla macchina, il bancale non debba più essere
toccato.
Alcune volte l'operazione di scartinatura e separazione viene fatta eseguire dagli operatori delle piega
incolla, soprattutto nel caso di prodotti con fondo automatico, dove le velocità sono ridotte e questa
risulta essere naturalmente la soluzione più vantaggiosa.
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Trend e terminologia
Negli ultimi anni la domanda di prodotti cartotecnici incollati va diminuendo a vantaggio dei
fustellati stesi. La ragione risiede nella scelta di molte aziende, segnatamente alimentari*, di
incollare il packaging direttamente sulle macchine di confezionamento, opportunamente
equipaggiate di gruppi colla. Questa soluzione permette di avvolgere il packaging attorno al
prodotto invece che inserire il prodotto nella confezione preincollata, semplificando di molto il
ciclo e le attrezzature.
Le sigle usate dai produttori più importanti per classificare le attrezzature sono:
E = ejection; R = reception de pile separè (ossia separatore)
Bobst
C = cutting (taglio); S = stripping (estrattore); B = blanking (separatore)
Heidelberg
Di recente, nel linguaggio comune si è affermato l’uso del termine “autoplatina” per indicare la
fustellatrice; propriamente parlando, però, questa parola è corretta solo se riferita a macchine
Bobst, dove si parla di “autoplatina modello Sprintera”. Diversamente, diremo “fustellatrice
automatica modello Varimatrix” per indicare la macchina di Heidelberg.
Nota *Si consideri che, indicativamente, il mercato del packaging trova impiego per il 50% nel settore
alimentare, per il 20% nei beni industriali e nel cartone ondulato, per il 15% nel cosmetico e profumiero e per il
restante 15% nel farmaceutico.
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Le macchine fustellatrici sono composte da diversi moduli o stazioni:
1 - mettifoglio e stazione di alimentazione o feeder
2 - tavolo di tenuta e stazione di trasporto
3 - stazione di taglio o fustellatura (cutting section)
4 - stazione di estrazione (stripping section)
5 - stazione di separazione (blanking section)
6 - uscita con palettizzazione dei fogli fustellati
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Mettifoglio e stazione
di alimentazione o feeder
Il mettifoglio è dotato di servomotori che
assicurano il sollevamento continuo
della pila e un flusso agile “a squame”
nella stazione di alimentazione, a
velocità regolabile. Un apposito
controllo assicura che venga prelevato
un solo foglio alla volta.
È un dispositivo ad alta produttività, che
tratta una vasta gamma di materiali da
fustellare: la carta da 80 g/mq e il
cartone ondulato da 4.0 mm, fogli di
cartone liscio e ondulato anche non
perfettamente stesi (la percentuale
massima di imbarcatura tollerata sui
materiali accoppiati è del 4%, il che
significa 40 mm su 1 metro.
Le cinghie di trasporto del tavolo di
mettifoglio assicurano il trasporto
affidabile del foglio lungo l’intera
macchina.
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Stazione di taglio o fustellatura
(cutting section)
Le fustellatrici utilizzano una platina
inferiore mobile (Bobst e Iberica) oppure
una platina superiore mobile
(Heidelberg). In questo secondo caso si
dà un vantaggio: quando la platina si
solleva per staccare dalla controfustella
il foglio, si crea un vuoto che permette di
trasportare delicatamente il foglio al di
fuori dall’area di fustellatura su un
cuscino d’aria.
L’avviamento è rapido e semplice in
quanto la stazione di fustellatura è
dotata di rulli guida e contro-fustelle
montate su bracci di supporto; telai e
contro-fustelle sono bloccati in
posizione per mezzo di un sistema di
comando centralizzato, mentre i porta
fustelle sono facili da posizionare con
precisione. Infine, il dispositivo
Centerline facilita il montaggio rapido e
semplice degli attrezzi.
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Stazione di estrazione
(stripping section)
La stazione di estrazione è dotata di un
dispositivo di sollevamento elettropneumatico per le guide del telaio portaattrezzi superiore. Questo telaio è facile
da muovere e spostare perchè dotato di
ingranaggi. Gli stop del Centerline
possono essere regolati con precisione
in entrambi i sensi (di marcia del foglio o
contrario) per facilitare la messa a punto.
La stazione di estrazione può essere
completata con vari sistemi di
eliminazione dello scarto. I fogli di prova
si rimuovono facilmente, con l’apertura
manuale delle barre di pinza. La doppia
cam consente una rimozione affidabile
degli scarti, anche piccolissimi (mm 2,5
circa). Su Heidelberg si ha una apertura
automatica delle barre di pinza e una
doppia cam estrattore/separatore con
comando automatico di discesa telaio.
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Stazione di separazione (blanking section)
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La blanking section è l’ultima stazione della fustellatrice automatica e può effettuare due tipi di
raccolta.
1) Raccolta standard - Permette di impilare i fogli fustellati uniti dalle tacche di tenuta. I fustellati
saranno quindi separati, manualmente, in una fase successiva.
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2) Raccolta per pose separate - Grazie a utensili speciali, effettua il distacco delle tacche di
tenuta tra i singoli fustellati; a questo punto i fustellati sono pronti per essere direttamente trasferiti
alla macchina piegaincollatrice.
Questo sistema di raccolta viene impiegato per tirature molto lunghe e per la piega-incollatura ad
alta velocità di astucci, in cui l’operatore non avrebbe il tempo di effettuare oltre al carico continuo
del mettifoglio, anche la separazione manuale dei fustellati.
Per stabilizzare le pile di fustellati separati sul bancale di raccolta, viene inserito - dopo un certo
numero di fogli - un foglio intercalare che permette di spostare il bancale senza rischi di caduta del
carico.
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Uscita e palettizzazione dei fogli fustellati
A seconda del modello di macchina, l’uscita
presenta la struttura di una stazione universale per
il deposito di fogli interi, la rimozione del refilo
frontale e la separazione dei fustellati con layout a
taglio singolo o doppio, questo nel caso di
macchina con separatore di posa. Il porta-attrezzi
superiore, con dispositivo di sollevamento elettropneumatico o meccanico, consente di inserire con
facilità elementi di separazione; primi fogli e
supporti per lo scarto vengono rimossi
all’attivazione della cam di apertura e negli
estrattori previsti sulla stazione di uscita.
Il foglio viene portato delicatamente fino allo stop
dell’uscita. Per evitare l’arricciamento, la macchina
è provvista di frenafogli con aspirazione regolata in
base al materiale e alla velocità di produzione. In
alcuni casi è possibile l’inserimento di fogli
intermedi per il conteggio dei lotti, che vengono poi
facilmente rimossi.
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7.3 - GLI UTENSILI
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7.3 - GLI UTENSILI
La fustella
La fustella è costituita da un piano
di legno - normalmente betulla - o
più raramente di materiale plastico,
di spessore di circa 18 mm (varia a
seconda del materiale da
fustellare). Nelle apposite
scanalature passanti vengono
inseriti i coltelli di taglio (filetti) e di
cordonatura corrispondenti alle
sagome dei fustellati da ottenere.
Accanto alle lame di taglio vengono
incollate strisce di gomma di varia
durezza, per poter estrarre il
coltello dal foglio una volta
effettuato il taglio.
I filetti di taglio separano dal resto del foglio le superfici di cartoncino sagomate. Una buona
fustellatura è di fondamentale importanza agli effetti delle prestazioni dell’astuccio, soprattutto per
la loro macchinabilità sugli impianti automatici di confezionamento.
Le fustellatrici (macchine per la preparazione delle fustelle che generano i tagli in cui poi
posizionare i filetti) possono essere collegate e pilotate da sistemi CAD. In tal modo si riducono i
tempi di esecuzione attraverso la trasmissione automatica dei dati di progettazione (forniti dal
cliente-utilizzatore) con tutte le informazioni necessarie alla preparazione della fustella,
garantendo altresì l’assoluta corrispondenza al disegno originale.
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7.3 - GLI UTENSILI
Esempio di impostazione della fustella su Bobst 102-E-II
Le informazioni da
fornire al fustellificio
per approntare una
fustella sono: resa; tipo
di materiale; spessore
del materiale; formato
del cartone; estrattore
maschio; estrattore
femmina; contromatrici.
L’esecuzione di fustelle
a resa multipla deve
essere eseguita a regola
d’arte, per garantire la
costanza dimensionale
dei fustellati nelle varie
posizioni di resa e
l’accuratezza di
esecuzione di tagli e
cordonature.
Nel caso i fustellati vengano utilizzati su impianti di confezionamento ad alta velocità, è
consigliabile l’impiego di fustelle ad alta precisione, eseguite mediante plottaggio al laser. In
questi ultimi anni l’impiego di apparecchiature laser per l’esecuzione delle fustelle si è
notevolmente diffuso, grazie alla precisione e ripetibilità di questa tecnologia.
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7.3 - GLI UTENSILI
I filetti di taglio e cordonatura
Filetti di taglio - Alcune loro dimensioni dipendono dallo spessore e dal tipo di cartone che si
deve tagliare.
Filetti di cordonatura - Spessore dei filetti con contromatrici prefabbricate o incise. Lo spessore
“f” del filetto cordonatore dipende dal tipo di materiale lavorato e dal suo spessore “e”.
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7.3 - GLI UTENSILI
Tipi di filetto cordonatore da utilizzare in base allo spessore del cartone
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7.3 - GLI UTENSILI
Il pannello di legno della fustella - È
necessario utilizzare il massimo formato
possibile per permettere l’inserimento dei filetti di
compensazione indispensabili per equilibrare i
carichi della fustellatrice. Il tipo di telaio e il
sistema di chiusura determinano le dimensioni
complessive del pannello di legno.
Viene utilizzato un legno multistrato di buona
qualità, di spessore di mm 18, composto da un
numero di strati compreso fra 11 e 13.
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7.3 - GLI UTENSILI
Tacca di centratura o Centerline
È una tacca tagliata sul bordo del pannello di
legno, con larghezza 15 mm per 8 mm di
spessore. Serve a ottenere la perfetta precentratura della fustella.
Serraggio della fustella
Per chiudere perfettamente la fustella occorre
utilizzare una chiave dinamometrica speciale,
con cui è possibile imprimere una forza corretta
(al massimo di 3Nm).
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7.3 - GLI UTENSILI
Tacca di centratura o Centerline sui vari pezzi della macchina fustellatrice
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7.3 - GLI UTENSILI
Compensazione per equilibrare il carico
Quando il carico non è equilibrato i filetti che si
trovano nella parte posteriore della fustella
tendono a smussarsi più rapidamente, perché
sollecitati più intensamente. In tal caso, sarà
necessario dedicare più tempo al taccheggio, i
filetti dovranno essere sostituiti più
frequentemente e la qualità del prodotto lavorato
diminuirà.
Una regola da seguire
Se la lunghezza di taglio nel senso della marcia
è inferiore al formato della macchina, si
raccomanda l’uso dei filetti di compensazione.
Devono essere montati direttamente sulla
fustella, con lo stesso tipo di gomma usato per
i filetti di taglio. Quando vengono sostituiti i filetti
di taglio vanno cambiati anche i filetti di
compensazione.
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7.3 - GLI UTENSILI
I punti d’attacco (tacche di tenuta)
Il formista deve effettuare le tacche per i punti di
attacco prima di mettere la gomma. Le tacche
vanno realizzate con una mola (non bisogna
molare mai attraverso le gomme!).
1
2
La soluzione ottimale consiste nell’utilizzare
una particolare mola, dotata di frese
dimensionate correttamente (figura 1).
Al contrario, l’impiego di scalpellini particolari
non permette di ottenere tacche di tenuta ben
fatte e controllate.
Non creare attacco per punti di tenuta
sopra i ponti dei filetti: evita la debolezza
del taglio in quel punto.
Ok
Non corretta
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7.3 - GLI UTENSILI
Quando usare i filetti sfaccettati
Per tagliare correttamente dei fogli con spessore superiore a 1,5 mm, senza dover imprimere
una forza eccessiva, si raccomanda di utilizzare dei filetti di taglio sfaccettati. Rispetto ai filetti
con doppie smussature centrate, questi presentano infatti un angolo di taglio più chiuso, che
diminuisce “l’effetto spigolo” e facilita la penetrazione della lama nel cartone.
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7.3 - GLI UTENSILI
Il numero, la posizione e la dimensione dei
punti d’attacco dipendono dal tipo di
fustellato da realizzare. In ogni caso, vanno
però rispettate delle regole generali:
1 - nel collegamento dei fustellati con il
rifilo frontale, i punti d’attacco dipendono
dall’impostazione del lavoro;
2 - nel collegamento tra i fustellati occorre
praticare i necessari punti d’attacco nel senso
di marcia, e quindi allinearli all’asse dei punti
che collegano i fustellati al rifilo frontale.
Inoltre, tra le varie pose, vanno praticati alcuni
punti d’attacco in senso trasversale;
3 - nel collegamento dei rifili esterni
bisogna creare punti d’attacco su ciascuno
dei filetti che separano i rifili laterali dal rifilo
frontale e posteriore. Se i rifili esterni sono
stati frazionati, vanno praticati dei punti
d’attacco su ciascun filetto. Inoltre, va
rispetta- ta una distanza minima di 4 mm fra
estremità del filetto e punto d’attacco. Infine,
se la resistenza del punto d’attacco non
fosse sufficien- te, occorre aggiungere un
secondo punto d’attacco a 6-10 mm di
distanza dal preesistente.
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7.3 - GLI UTENSILI
Differenziare le gomme
Si consiglia l’uso di gomme con profilo e durezza diversificati in base al posizionamento:
1 - gomma compatta profilata da circa 70 Shore in prossimità dei punti d’attacco;
2 - gomma piuma da 35/40 Shore nei punti degli altri filetti di taglio;
3 - gomma compatta di durezza da circa 70 Shore negli intagli.
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7.3 - GLI UTENSILI
Distanza tra filetti e gomme
Quando si usa della gomma compatta non
profilata da 70 Shore, occorre lasciare uno
spazio di 2 mm tra questa e il filetto di
taglio. Se, però, questo tipo di materiale
“segna” i fustellati, andrà sostituito con della
gommapiuma fra 35 e 40 Shore, con
spessore maggiore di 7 mm.
La gomma disposta contro i filetti di taglio
genera, deformandosi, delle forze opposte
che tendono a separare i fustellati,
rompendo di conseguenza i punti d’attacco.
Soluzione
migliore
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7.3 - GLI UTENSILI
La contromatrice
Le contromatrici sono fabbricate con una resina denominata Pertinax. Servono a contrastare i
filetti cordonatori in modo che questi possano fare pressione sul cartone e “invitarlo” nelle
scanalature ricavate dalle contromatrici stesse.
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7.3 - GLI UTENSILI
Contromatrici e controsolcatori
2
1
LE CONTROMATRICI
3
1. Contromatrici incise nella piastra di taglio o nella lamiera sottile
2. Profondità delle scanalature di cordonatura
3. La profondità minima delle scanalature di cordonatura “d” è uguale allo spessore del cartone “e”
Nota: per la microonda, anzitutto misurare lo spessore dell’onda schiacciata e quindi applicare la stessa formula.
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7.3 - GLI UTENSILI
Le scanalature
Nelle contromatrici di cordonatura prefabbricate
ciascuna scanalatura deve essere centrata rispetto al
filetto cordonatore.
In base alle diverse reazioni del cartone, le condizioni
per una cordonatura ideale cambiano e non si
possono dunque ricavare solo dalle regole qui di
seguito indicate; tuttavia, in genere la larghezza delle
scanalature viene definita nel modo seguente:
Fustella: spessore delle contromatrici
prefabbricate
Lo spessore della contromatrice “d” è
uguale allo spessore del cartone “e”
aggiunto allo spessore del fondo della
cavità “a”.
Nota: Per la microonda, prima si misura
lo spessore dell’onda schiacciata e quindi
si applica la stessa formula.
1) Scanalature perpendicolari alle fibre del foglio:
la larghezza della scanalatura “b” corrisponde a
1,5 volte lo spessore del foglio “e” più lo spessore del
filetto cordonatore “f”.
Per il cartone ondulato, occorre utilizzare 2 volte lo
spessore del cartone rotto “e” più lo spessore del
filetto cordonatore “f ”
2) Scanalature parallele alle fibre del foglio:
la scanalatura è più stretta nel senso delle fibre.
In pratica, le scanalature parallele alle fibre hanno
0,1 mm in meno di quelle ad esse perpendicolari
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7.3 - GLI UTENSILI
Le contromatrici speciali
LE CONTROMATRICI
Per fustellature con dorsi spessi fino a 7/8 mm si usano dei normali filetti che, però, vanno sempre associati a
una contromatrice completamente scavata nella zona centrale. Questo permette di ottenere, senza nessuno
sforzo, una perfetta squadratura sulle pieghe, anche in fase di confezionamento. Ciò vale soprattutto per i
dorsi piccoli (2 o 3 mm) ma il buon risultato è garantito fino a 10-12 mm. Questa soluzione ottiene il miglior
risultato di squadratura fustellando sul retro del foglio. Nel disegno a CAD va però tenuto presente che per
ottenere ad esempio mm 5 di spessore dovrò detrarre 2 volte lo spessore del cartone utilizzato. Se impiego
un cartone standard da g 300, equivalente ad esempio a mm 0,46 sul mio disegno il calcolo sarà: 5-(0,46 x
2) ossia 4,08. Disegnerò quindi due linee con distanza 4,08 per ottenere in fustellatura mm 5 finali.
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7.3 - GLI UTENSILI
I controsolcatori
In fustellatura - in particolare per i filetti cordonatori
- si utilizzano dei canaletti di plastica autocentranti,
che velocizzano e semplificano la fase di
avviamento: i controsolcatori. Ne esistono diversi
tipi di fornitori differenti, ma la loro composizione
interna resta immutata. Nella figura in basso si
riporta l’operazione da eseguire per calcolare il
tipo di controsolcatore più idoneo a ciascuna
lavorazione (tutti i fornitori usano il colore per
distinguere i vari attrezzi: ad ogni colore è correlata
la grammatura di materiale, teso o ondulato,
corrispondente).
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7.3 - GLI UTENSILI
Come scegliere il controsolcatore più idoneo: una tabella di corrispondenze
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7.3 - GLI UTENSILI
Quattro grandi tipologie di controsolcatore
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TAGA.DOC16
7.3 - GLI UTENSILI
L’utensile di estrazione superiore
Si tratta di una tavola di legno simile alla fustella, dove vengono infilate le lame che spingono i
rifili verso il basso durante la fase di estrazione. Il suo impiego non è necessario nelle piccole
tirature; in questi casi, infatti, il cliente può decidere di non effettuare l’estrazione oppure di
preparare gli utensili superiori con il materiale fornito in dotazione alla macchina.
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7.3 - GLI UTENSILI
Estrazione superiore: il metodo di lavoro
Per come è stato concepito, il telaio superiore
di estrazione permette di lavorare in due modi.
Il primo, consiste nel montare sul telaio a
cassetto delle barre profilate, che permettono
di fissare gli estrattori e i pressori. Tali utensili
(forniti con la macchina) devono essere
posizionati a seconda dei rifili da espellere.
Questo metodo si adatta particolarmente bene
ai lavori semplici, non ripetitivi.
La seconda soluzione consiste nel fabbricare
un utensile di legno su cui assicurare gli
estrattori. L’utensile in questione verrà fissato
sotto il telaio a cassetto superiore, tramite
delle barre profilate, o introdotto direttamente
nella macchina se si usa un telaio a cassetto
con dispositivo di chiusura rapida. A lavoro
terminato, il pannello verrà stoccato per essere
riutilizzato. Il principale vantaggio di questo
metodo consiste nel ridurre in misura
considerevole il tempo di avviamento dei lavori
ripetitivi.
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7.3 - GLI UTENSILI
La tavola centrale di estrazione
È una tavola di legno dotata di scarichi corrispondenti ai rifili, dove il foglio viene appoggiato dopo
la fustellatura. La lama di estrazione dell’utensile superiore comprime il rifilo in questi scarichi,
facendolo cadere verso il basso.
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7.3 - GLI UTENSILI
L’utensile inferiore di estrazione
L’attrezzatura inferiore di estrazione è equipaggiata con delle barre profilate, su cui sono fissati
gli aghi telescopici. Grazie alla loro lunghezza regolabile, queste barre permettono di ottenere
tutte le combinazioni richieste dal formato e il posizionamento dei rifili da espellere.
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7.3 - GLI UTENSILI
L’utensile superiore di separazione
Consiste in una serie di tamponi che riproducono la sagoma esterna dei singoli fustellati e
comprimono i fustellati stessi sulla griglia di separazione, in corrispondenza delle tacche di
tenuta. Per effetto della pressione le tacche si spezzano e i fustellati vengono impilati
separatamente, prima nella tramoggia della griglia di separazione e poi direttamente uno
sull’altro sul bancale di uscita.
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7.3 - GLI UTENSILI
L’utensile inferiore di separazione
Come si evince dalla diapositiva precedente, la separazione dei fustellati - dopo la lavorazione e
l’espulsione completa dei rifili - consiste nel rompere i punti d’attacco (tacche di tenuta) tra i
fustellati tramite un utensile superiore maschio e un utensile inferiore femmina. L’utensile
inferiore consiste in una griglia di ferro che riproduce il layout del lavoro.
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7.3 - GLI UTENSILI
Il separatore di rifilo frontale
La distanza tra i separatori e il primo filetto varia da 1 a 1,5 mm circa.
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Il foglio di taccheggio
È un foglio di carta calibrata, che riproduce
il lay out del lavoro normalmente realizzato
con il plotter di taglio. Viene incollato sulla
parte posteriore della fustella e serve a
visualizzare in quali punti la fustella taglia
di meno in modo che si possa compensare
la mancanza di pressione con delle strisce
di carta calibrata.
Poiché differenze anche solo di 5 centesimi di mm possono influenzare il processo
di taglio, si consiglia di usare carta con
spessore di 0,1 mm, la cui tolleranza non
dovrebbe superare + o - 0,01 mm.
Le caratteristiche della carta calibrata da
utilizzare per il foglio di taccheggio sono:
- incompressibiltà
- resistenza all’umidità
- stabilità dimensionale
- spessore regolare
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Il taccheggio
Taccheggio di zona - Il taccheggio serve
ad aumentare la forza di taglio laddove
necessario. È costituito da un foglio di
carta calibrato dello spessore di:
0,023 mm per i formati inferiori
0,035 mm per i formati superiori
Il taccheggio locale - Il taccheggio locale
consiste nell’incollare strisce di carta sul
foglio di taccheggio nei punti in cui si
danno disuguaglianze di taglio, al fine di
ottenere un risultato uniforme senza dover
aumentare molto la pressione.
I suoi vantaggi consistono nella riduzione
dell’usura dei filetti di taglio e nella
precisione e stabilità del fustellato.
Richiede l’uso di strisce di taccheggio
autoadesive in rotoli, larghe da 3 e 6 mm e
con spessori di 0,03 e 0,05 mm.
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Cinque regole per un buon taccheggio
1) La sostituzione dei filetti o di altro
elemento dell’attrezzatura di taglio (lamiera
sottile, piastra-supporto, lamiera di fondo
del telaio ecc.) può influenzare il
taccheggio.
4) Non sovrapporre mai due strisce di
taccheggio (doppio spessore).
2) Centrare sempre la striscia di
taccheggio rispetto alla linea di taglio.
3) La lunghezza della striscia di taccheggio
deve essere leggermente più corta della
zona su cui intervenire.
5) In linea generale, non incollare mai
strisce su un filetto cordonatore per non
aumentare la forza di cordonatura (si
rischia lo scoppio della scanalatura).
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Trasporto e magazzinaggio
In queste immagini si mostrano alcune operazioni da eseguire per assemblare l’utensile superiore e
la tavola centrale di estrazione in modo da non danneggiarli durante il trasporto e il magazzinaggio.
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Il power register Bobst: fasi di lavoro
1 - Il foglio arriva alle pinze frontali.
2 - Il foglio viene preso dalle pinze mentre è
ancora in movimento. Un sistema di monitoraggio
analizza la sua posizione e la compara con la
referenza memorizzata in precedenza. Dopo il
confronto, le pinze correggono la posizione del
foglio, che viene fatto avanzare.
3 - Le pinze si fermano nella posizione corretta e il
foglio esce.
4 - Il foglio entra nella stazione di fustellatura e le
pinze tornano indietro per prendere quello foglio
successivo.
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Modelli di registro
I sensori sono parametrizzati sul registro
senza contatto. Si posizionano sul fronte e
sul lato del foglio ed effettuano le rilevazioni
sul lato del foglio.
La messa a registro può avvenire tramite il
posizionamento specifico sullo stampato o
utilizzando delle marche di posizione. In
ogni caso il sistema di scanner opera nello
stesso modo, effettuando la registrazione
dal lato del foglio.
Variazioni
Inserendo nel Cube (sistema
di gestione macchina di
Bobst) un determinato valore,
le pinze possono correggere
variazioni di:
+ o - mm 4 sul registro frontale
+ o - mm 8 sul registro laterale
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Sistema di registro e barre di pinza
Con questo sistema brevettato da Heidelberg,
gli alberi di registro controllano il
posizionamento dei gruppi di pinze in modo
che si svolga senza urti prima che la catena di
trasporto si fermi del tutto. Di conseguenza la
precisione di registro su estrattore e
separatore viene mantenuta anche in caso di
allungamento delle catene di comando.
Platina superiore mobile
Svolge un ruolo chiave nel garantire la qualità
di produzione e il trasporto delicato del foglio,
assicurando che rimanga sullo stesso piano
lungo tutta la macchina, dalla stazione di
alimentazione alla stazione di uscita. Altro
vantaggio di questa attrezzatura è la grande
forza e stabilità che, insieme alla massa della
platina inferiore, minimizzano eventuali effetti
negativi sul resto della macchina.
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TAGA.DOC16
Avviamento: le operazioni principali
Presa dei fogli stampati (verniciati o plastificati) così come escono dalla macchina da stampa
Disattrezzaggio del lavoro precedente e preparazione della macchina
Attrezzaggio: controllo della fustella, corrispondenza con tracciato originale,
inserimento fustella/estrattore/separatore
Sistemazione del formato e controllo del passaggio carta, controllo registro rispetto alla stampa
Posizionamento di controsolcatori, eventuale piastra e foglio di taccheggio
per livellare la pressione
Controllo pieghe, tagli e parallelismo dei pezzi singoli
Visto di fustellatura
Tiratura
Eventuale scartinatura
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TAGA.DOC16
Le variabili in gioco
L’avviamento richiede molta manualità e tempi lunghi, che variano a seconda della
complessità e difficoltà della fustellatura da realizzare (talvolta si arriva ad alcune
ore). Questa operazione può essere sensibilmente abbreviata con l’impiego di
apposite piastre d’acciaio incise al laser, il cui costo elevato si giustifica solo sulle
lunghe tirature.
Terminato l’avviamento, la platina automatica può iniziare il ciclo produttivo, in cui
molti fattori svolgono un ruolo determinante: la precisione meccanica, la potenza dei
motori, la pressione esercitata dal piano porta-fustella, la disponibilità di
apparecchiature elettroniche di controllo di tutti i parametri in gioco, l’efficienza del
mettifoglio e dei dispositivi di asportazione degli sfridi... Il raggiungimento di
un’elevata velocità operativa senza inceppamenti, da cui deriva la produttività del
sistema, dipende a sua volta dalle caratteristiche della macchina, ma anche dalla
qualità del materiale impiegato, ossia dalla sua composizione e struttura,
dall’assenza di imbarcamenti e dalla precisione del taglio perimetrale del foglio.
È anche importante tenere sotto controllo l’umidità relativa dell’ambiente di lavoro,
che dovrebbe essere intorno al 45%-60% e l’umidità del cartone da fustellare, che
può creare notevoli difficoltà in macchina.
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TAGA.DOC16
La scartinatura
Questo termine gergale designa un’operazione imprescindibile: l’eliminazione dello scarto,
ovvero del materiale esterno al foglio fustellato, che deve essere staccato e asportato
completamente in modo da ottenere un lavoro pulito e ben rifinito.
Le moderne fustellatrici a platina sono dotate di dispositivi automatici, che rimuovono lo sfrido
della fustellatura lasciando in pinza solo la parte perimetrale del materiale inciso, utile al
trascinamento del foglio. Tuttavia in molti casi, soprattutto in presenza di tracciati complessi,
parti consistenti di materiale restano attaccate al fustellato e devono essere quindi asportate con
successivi interventi, manuali o semimanuali, eseguiti in loco o affidati a terzisti. Si tratta di
operazioni non sempre facili, che richiedono tempo, i cui costi devono essere opportunamente
valutati in sede di preventivo.
È dunque importante prendere in considerazione questo aspetto sin dalla progettazione, in
modo da semplificare il tracciato della fustella evitando - se possibile - angoli troppo acuti e
interspazi troppo ristretti. Quando la geometria del disegno ostacola il distacco dello sfrido,
molto spesso la scartinatura crea delle sfrangiature che compromettono la regolarità del profilo
e abbassano la qualità estetica dell’imballo finito.
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TAGA.DOC16
I formati delle macchine
Le fustellatrici hanno gli stessi formati delle macchine da stampa.
Al riguardo, bisogna ricordare che la misura del lato lungo del cartone corrisponde alla misura
del lato corto moltiplicata per la radice quadrata di 2. Questo rapporto presenta una proprietà
importante, che consente di dimezzare il foglio carta sul lato lungo così come di raddoppiarlo sul
lato corto, mantenendo lo stesso rapporto tra i lati.
In cartotecnica accade, poi, di fatto che lo standard sunnominato è stato modificato per
esigenze di produzione e di resa, e si sono affermati i seguenti formati nominali:
• 2B
50 x 70
• 3B
70 x 100
• 4B
78 x 112
• 5B
90 x 130
• 6B
100 x 140
• 7B
112 x 160
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Tabelle di conversione spessore-grammatura
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TAGA.DOC16
Impostazione del foglio: i tre rifili
Rifilo frontale
Nella presa di pinza media, la
larghezza normale del rifilo
frontale - dal bordo del foglio al
primo filetto - è di 13 mm.
Rifili laterali e posteriore
Larghezza minima consigliata:
x = 5 a 8 mm.
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TAGA.DOC16
Disposizione dei fustellati
Per il lavori che richiedono un grande forza di taglio, si consiglia di disporre i fustellati anzitutto
seguendo senso di marcia, poi in senso trasversale. Questa procedura permette di diminuire o
addirittura di sopprimere i filetti di compensazione (forza di taglio persa).
A
B
A1
B1
Le impostazioni A e B sono
decisamente migliori di A1 e B1 in
quanto la pressione è meglio distribuita.
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TAGA.DOC16
Numerazione dei fustellati e dei rifili
Numerare i fustellati e i rifili permette di individuare rapidamente la posizione dell’evenuale
taccheggio o aggiunta di punti d’attacco. Questa numerazione deve essere stampata sui fogli, sul
layout e sul foglio di taccheggio. Due le regole da rispettare: numerare prima i fustellati e poi i
rifili, cominciando dalla parte anteriore sinistra dell’impostazione e terminando in basso a destra;
rispettare l’ordine di numerazione.
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TAGA.DOC16
Regole per facilitare l’estrazione
Angoli vivi
Ovunque possibile, è opportuno sostituire gli
angoli vivi con angoli arrotondati; in questo
modo si evita di dover effettuare giunzioni
angolari, causa frequente di agganci
indesiderati.
Rifili di piccole dimensioni
Per facilitare l’estrazione dei piccoli scarti si può
modificare la forma del fustellato in modo da
ottenere un rifilo di forma conica oppure
aumentarne la larghezza per un breve tratto.
Migliore
Migliore
Da non fare
Da non fare
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TAGA.DOC16
Regole per facilitare l’estrazione
Rifili stretti
Se possibile occorre evitare i rifili stretti perché
sono difficili da estrarre. La loro larghezza deve
essere superiore a 5 mm.
Se la forma della scatola lo permette, si
raccomanda di sostituire un rifilo stretto con un
taglio semplice. Quando è possibile, per
facilitare l’estrazione dei rifili si può modificare
la forma della scatola in modo da ottenere un
rifilo stretto collegato a uno più largo.
Migliore
Da non fare
67
TAGA.DOC16
Quando un rifilo stretto ma lungo più di 50 mm
è collegato al rifilo frontale, occorre prevedere
un filetto supplementare posto a circa 5-10 mm
dal primo. L’osservanza di questa regola
faciliterà il lavoro del separatore del rifilo
frontale, in parte già eliminato nell’estrattore.
Regole per facilitare il raccordo dei filetti
Collegare, per quanto possibile, i filetti su una
linea diritta.
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TAGA.DOC16
Raccordi di un angolo obliquo su una retta
Arrotondare l’estremità dell’angolo obliquo in
modo da ottenere un raccordo ad angolo retto.
In confronto a un raccordo obliquo, quello ad
angolo retto non solo è più facile da regolare
ma è anche più rigido.
Raccordi di un angolo arrotondato su una
retta
Il collegamento tangente di un angolo arrotondato
su un filetto diritto è praticamente impossibile da
realizzare. Si consiglia di posizionare il centro del
raggio “r” a una distanza “a” inferiore al valore di
“r”: il valore “a” deve corrispondere a circa 0,8 r.
Un filetto cordonatore “b” può essere posizionato
in appoggio contro il filetto di taglio, per evitare un
punto d’attacco naturale.
69
TAGA.DOC16
Regole per facilitare la piegatura-incollatura
La piegatura-incollatura si esegue più facilmente
quando gli intagli sono ben distanziati e superano
lievemente le linee di cordonatura.
70
TAGA.DOC16
Posizione dei filetti di separazione dei rifili (rifili frontali, laterali e posteriore)
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TAGA.DOC16
La divisione dei rifili
Filetti di separazione del rifilo posteriore e dei
rifili laterali: In caso di difficoltà durante la
caduta dei rifili occorre eliminare i filetti di
separazione.
Per separare il rifilo posteriore da quello
laterale la linea fittizia di separazione “A” deve
essere posizionata a 20 mm dall’ultimo rifilo
posteriore.
La separazione del rifilo laterale dal rifilo
frontale si può ottenere:
“a” senza separazione del rifilo frontale
all’uscita;
“b” con separazione del rifilo frontale all’uscita
(ma il rifilo non può superare i 40 mm).
72
TAGA.DOC16
La divisione dei rifili permette di ottenere un
rifilo frontale più diritto, il che ne facilita la
separazione.
Permette, inoltre, di aumentare la superficie
del rifilo e di espellerlo più facilmente.
Evita, quindi, di piegare il lembo anteriore,
eliminando così i rischi di aggancio al mettifogli
della piega-incollatrice.
73
TAGA.DOC16
I rifili interni
Per tagliare i grandi rifili è opportuno impiegare
filetti di taglio. Per assicurare il trasporto del
foglio nell’estrattore vanno posizionati dei ferri
di sostegno nella tavola centrale di estrazione,
nel punto in cui si trovano i filetti “a”.
Per facilitare la caduta di alcuni filetti, si
consiglia di frazionarli (in questo caso non c’è
più bisogno dei ferri di sostegno nella tavola
centrale.
74
TAGA.DOC16
7.7 - SCARTI DI PRODUZIONE
Scarti tollerati, per lavori di media difficoltà, in fase di fustellatura
Quantità in
produzione
Scarti
Avviamento
Da resa 1 a resa 5
40 fogli
Da resa 6 a resa 10
60 fogli
Oltre
80 fogli
Produzione
Tirature fino a 1.000 fogli
5%
Tirature da 1.001 e 10.000 fogli
2,5%
Tirature da 10.001 e 50.000 fogli
0,8%
Tirature oltre i 50.001 fogli
0,3%
75

Capitolo 7 La fustellatura

Transcript

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