Вырежьте красиво!

Режущий плоттер — необходимый инструмент в рекламе, упаковке, лёгкой промышленности. Вырезать логотип из виниловой плёнки, целую рекламную стойку из гофрокартона, быстро раскроить упаковку из картона — нет ничего проще, если иметь это полезное устройство. Принцип вырезания может показаться банальным и безыскусным. Однако…

1. ZЭnd 2. Roland SJ 1000 EX 3. Suda SD 820 4. Roland Stilka SX 5. Graphtec CE 3000

Мы даже не замечаем, сколько предметов вокруг нас обязаны своим существованием режущему плоттеру — обувь (раскройка кожи), одежда (выкройки), автомобили (разнообразные технические прокладки). Весь мир рекламной продукции: надписи и объекты на уличных вывесках, подставки под рекламные материалы, штендеры, человеческие фигуры в полный рост из гофрокартона и пластика, словом, почти всё семейство малотиражных POS-материалов. А также малые тиражи брелков, значков, объёмных этикеток, трафареты… Вот и поговорим о создателях этого разнообразия — режущих плоттерах.

Плоттер — устройство вывода векторных изображений. От своего более известного собрата — графического перьевого плоттера — режущий отличается, по сути, лишь ножом вместо пера. Режущие плоттеры (или каттеры, от англ. cutter) особенно распространены в рекламной отрасли: с их помощью легко изготовить вывески, перетяжки, световые короба из цветной или прозрачной (транслюцентной) виниловой плёнки, световозвращающей, металлизированной, перфорированной (для оклейки общественного транспорта) и других видов плёнки. Некоторые плоттеры режут и более плотные материалы: картон, гофрокартон, пластик. Исходной информацией для резки обычно является векторный файл, который должен содержать только замкнутые объекты; все шрифты также должны быть переведены в кривые.

Вам в листах или рулоне?

Режущие плоттеры делятся на рулонные и планшетные. Режущая головка рулонных имеет лишь одну степень свободы и перемещается по прямой вдоль направляющей рулона, т. е. поперёк полотна. Продольная составляющая реза создаётся за счёт одновременного движения материала (вперёд или назад). В планшетном же плоттере материал неподвижен и прижат к рабочей поверхности, над которой двигается режущая головка. Рулонные плоттеры распространены благодаря компактности и простоте, а за планшетными закрепилась слава «тяжёлой артиллерии». Они обрабатывают жёсткие материалы и считаются более точными: траектория резки по обоим направлениям зависит только от движения головки, а в рулонных её движение должно быть синхронизировано с подачей материала. По умолчанию будем обсуждать именно их, а о планшетных поговорим отдельно.

О ножах и оффсете

Ножи для режущих плоттеров изготавливаются из инструментальной стали. Бывают ещё керамические или из более стойких сплавов, отличающиеся особой остротой и долговечностью (естественно, и ценой). Они служат дольше, их рекомендуют для тонких и твёрдых материалов. Но чаще нож изготавливается из быстрорежущей стали (ориентировочная цена — 20-50 долл.). Конечно, ножи — это расходный материал, они стачиваются и тупятся, бывает, довольно быстро, если брать несоответствующие материалы. Производители, дорожащие своей маркой, обычно указывают длину «пробега» ножа для стандартного материала до заточки, характеризующую долговечность ножа (хоть и приблизительно), — несколько тысяч метров.

Казалось бы: что может быть проще, чем вырезать контур на материале? Но проблемы возникают и здесь. Одна из них — углы. Ведь нож имеет протяжённое лезвие, пусть длиной всего несколько миллиметров, но при попытке вырезать угол мы неизбежно столкнёмся с его скруглением.

Конечно, придумано множество способов борьбы с этим неприятным явлением.

Различают два типа управления ножом плоттера на поворотах. В соответствии с этим признаком ножи разделяют на флюгерные и тангенциальные.

Флюгерный ведёт себя в соответствии с названием: подобно флюгеру на ветру. Он свободно (без электропривода) вращается вокруг своей оси, а в роли ветра выступает его движение относительно материала и смещение кромки относительно оси вращения.

Тангенциальный нож твёрдо закреплён в головке, а вращение обеспечивается отдельным электроприводом, управляемым извне программным обеспечением. При вырезании кривой на нож будет подаваться управляющий сигнал (просчитанный специальным микропроцессором на основе поданного на резку векторного изображения), а быстродействующий сервомеханизм повернёт нож в нужную сторону. Проблема искаженных углов решена просто: при изломе линии реза нож поднимается из материала, поворачивается на нужный угол, после чего резка продолжается в нужном направлении. Тангенциальные плоттеры, как правило, дороже флюгерных и требуют развитой управляющей системы и буферной памяти.

Принципиальное отличие тангенциальных ножей в том, что ось симметрии у них совпадает с режущей кромкой. У флюгерных же режущая грань смещена относительно оси симметрии, к которой прикладывается движущая сила (рис. 1). За счёт этого смещения создаётся рычаг, заставляющий нож поворачиваться вокруг оси симметрии, подстраиваясь под направление резки.

Рис. 1. Основные параметры ножа — смещение лезвия (оффсет) и угол заточки

Как же происходит искажение ломаной линии при резе флюгерным ножом? Допустим, нужно вырезать квадрат. В простейшем случае на каретку с ножом будет подаваться сигнал, заставляющий её двигаться по прямоугольной траектории. Но ведь режущая кромка, сдвинутая относительно оси, к которой приложена сила, будет несколько запаздывать и, двигаясь в материале свободно, скруглять угол. Значит, надо ввести в управляющий сигнал определённое искажение, заранее учитывающее запаздывание ножа и компенсирующее его. При правильно подобранных значениях предискажения скругление полностью нивелируется (но при выполнении сложных работ — по нестандартным материалам, при больших скоростях или объёмах — небольшие искажения всё же могут остаться; нужно учитывать и сложность работы с хрупкими плёнками: светоотражающий слой, например, может расколоться от резких поворотов ножа внутри материала). Величина корректирующего искажения сигнала называется оффсетом.

На 90% оно зависит от того самого смещения кромки ножа относительно оси (поэтому часто его именуют оффсетом) — ведь именно на эту величину запаздывает рез, а значит, именно на такое расстояние ось должна «перегнать» конец угла для компенсации скругления. Но небольшое влияние оказывает и толщина материала: чем тоньше плёнка, тем больше должно быть смещение кромки. Это нужно принимать во внимание при работе с толстыми плёнками или картонами: при неправильно заданном оффсете возникает проблема непрорезания материала насквозь в области углов.

Второй параметр ножа — угол заточки, выбирающийся в зависимости от характера работы. К сожалению, нельзя дать однозначное определение этого параметра: разные производители отсчитывают угол по-разному. В одном случае это может быть угол режущей кромки относительно вертикали (как на рисунке), в другом — относительно горизонтали. Поэтому не лишним будет уточнить этот вопрос при покупке или заточке ножей. Стандартные значения угла — 30° (для мелких деталей), 45° (промежуточный вариант) и 60° (для стандартных работ). Ножи с заточкой под 60° эффективны для резки толстых материалов: светоотражающих и пескоструйных плёнок, картона.

Рис. 2. Для компенсации скругления углов в управляющий сигнал вводится предыскажение. Если каретка двигается по такой траектории, флюгерный нож вырезает нужный угол практически без скругления

Другие расходные материалы для режущего плоттера — марзан (для рулонных) или подложка (для планшетных). Замена марзана обойдётся от 15 до 100 долл., но изнашивается он при аккуратном использовании и правильной установке давления ножа медленно и служит долго. А раз в несколько лет может случиться и износ приводных ремней. Комментирует Виктор Миленин, руководитель проектов компании OktoPrint Service, поставщика плоттеров ZЭnd: «Уже 10 лет я занимаюсь поставками режущих плоттеров, а реальный спрос на расходные материалы появился и стал расти лишь три года назад. До этого мы были вынуждены заказывать ножи по мере поступления заявок от пользователей. А статистики по запчастям для ремонта у нас до сих пор нет». Так что о постоянной смене материалов речи в данном случае не идёт.

Сколько резать в миллиметрах?

Первый вопрос продавца оборудования: какой формат плоттера вам нужен? На этом этапе нужно определиться с шириной реза плоттера. Обычно, она отличается от максимальной ширины материала.

Для небольших работ существуют мини-плоттеры (серия Stika от Roland): это самые недорогие модели. Не более 1000 долл. — и вы счастливый обладатель маленького и простого плоттера, умещающегося на столе. Ширина реза не превышает 30-40 см, скорость небольшая, регулировок минимум: оптимальный вариант для аккуратного «входа» в бизнес.

Следующая ступень — плоттеры «среднего формата» с шириной реза до 60-70 см (Mutoh SC-650, Graphtec CE3000-60). Они ещё помещаются на столе, но можно приобрести и напольный стенд (на профессиональном жаргоне — «ноги»). Обычно, «средний класс» имеет регулировки давления ножа, скорости резки, некоторые функции автоматизации и стоит до 2-2,5 тыс. долл.

Для «профи» — профессиональные плоттеры. Ширина реза до 150 см и больше, скорость до 1500 мм/с (NewStar OM-150, SummaSign Pro D1600). Но прежде чем приобретать дорогое устройство, нужно хорошенько прикинуть, будет ли оно действительно загружено заказами (ведь и скорость резки, и формат, и цена предполагают большую нагрузку на плоттер). Продавцы советуют: поймите, какой формат имеет большинство ваших заказов; есть ли смысл отдавать лишние деньги, если доля «больших» работ невелика? А коли так, то можно обойтись и плоттером популярного формата, разделив работу на несколько частей. Если же ваши заказы «большие», и их много, без подходящего плоттера не обойтись: пригодятся и высокая скорость, и автоматическое измерение материала, и расширенная самодиагностика. Для «тяжёлых» моделей всегда предусмотрена подставка, часто с держателем для рулона.

Если говорить о формате плоттера, нельзя забывать о максимальной длине. Конечно, она ограничена длиной рулона и требованиями управляющего процессора: т. н. адресуемая длина (25–50 м).

Движущая сила

Различаются режущие плоттеры и типом электродвигателей приводов осей. Шаговые двигатели имеют простую и надёжную конструкцию, длительный срок службы, но при возникновении неточностей (смещения траектории реза и т. п.) не учитывают их и могут накапливать ошибки. Они рассчитаны на средние скорости, т. к. имеют невысокую мощность, и хорошо зарекомендовали себя в моделях начального и среднего уровня. Системы электропривода постоянного тока со сложными многоконтурными обратными связями (в просторечии — серводвигатели) постоянно контролируют процесс резки и компенсируют погрешности. Они имеют большую мощность, позволяют развивать высокую скорость и используются в «продвинутых» плоттерах. Разумеется, серводвигатели дороже шаговых и требуют сложной управляющей электроники.

Моя твоя не понимай?

Один из важных вопросов — совместимость плоттера с ПО, используемым на производстве. Какая программа лучше — тема отдельного разговора. Некоторые профессионалы считают, что специализированный софт (см. таблицу) для режущих плоттеров оптимально «заточен» под работу с ними и подготавливает «лёгкий» и удобоваримый для аппарата файл. А многие пользователи, наоборот, остаются при мнении, что не стоит заменять CorelDraw или Adobe Illustrator, с которыми привыкли работать художники, на новую программу, предназначенную только для обслуживания плоттера. «Это вопрос стоимости лицензионной программы, а не того, что она обслуживает только плоттер, — комментирует Миленин. — Профессиональное ПО является хорошим редактором, часто векторным и растровым «в одном пакете». Но стоит несколько тысяч долларов, а пиратская копия CorelDraw — 100 рублей на любом развале». «Corel исторически является главной «рисовальной» программой в России, — считает Игорь Литвиненко из компании «Лир». — Лишь некоторые предприятия перешагивают порог взросления и приходят к выводу о необходимости использовать специализированный софт». Проблема в том, что резка напрямую из CorelDraw хоть и возможна, но может быть затруднена излишним объёмом информации. Случается, что объём сложного файла слишком велик для обработки буфером плоттера, а аналогичный контур, созданный в специализированном ПО, оптимизирован и «весит» гораздо меньше.

Но пока большинство сайнмейкеров предпочитают экономить на покупке дополнительного ПО и пользуются универсальными иллюстративными программами. Плоттер должен уметь общаться с ними, и на это нужно обратить внимание при его выборе. Большинство аппаратов имеют в комплекте драйверы или дополнительные модули (plug-ins) для работы с CorelDraw и др. Специализированные программные пакеты либо входят в комплект, либо продаются отдельно.

Зоркий глаз

Такие интересные изделия можно изготовить на планшетном плоттере

Для удобства и точности работы режущие плоттеры оснащаются устройствами оптического контроля приводных меток (технология e-pos у плоттеров Mutoh, Opos от Summa, датчик оптического позиционирования у Graphtec и др.). Это важно при вырезании объекта по контуру: датчик регистрирует метки, напечатанные рядом с изображением, и сопоставляет расположение с координатами контура; резка становится точнее. Макет в таком случае будет состоять из двух частей: в первой находится напечатанное изображение с приводными метками по краям, а во второй — контур для резки с теми же метками в тех же местах. Материал с отпечатанным изображением загружается в плоттер, оптическая система которого считывает положение меток и расстояние между ними, после чего сравнивает его с заложенным в макет (ведь иногда при печати возникают деформации, которые могут быть учтены на этом этапе). Теперь на плоттер подаётся контур (вторая часть нашего макета), который сможет резать именно там, где нужно.

В другой плоскости

Планшетные плоттеры заслуживают отдельного разговора. По потенциалу они ближе к промышленным аппаратам и находят применение в упаковочной промышленности, при изготовлении выкроек и шаблонов. В этом классе встречаются и «тяжёлые» аппараты, такие как плоттеры ZЭnd у представителей промышленного класса больше скорость, они режут толстые и плотные материалы. И хотя находятся в другой весовой и ценовой категории, мы условно объединили их в таблице с другими планшетными плоттерами.

На рулонном плоттере не раскроить небольшой отрезок плёнки, мягкие, толстые или хрупкие материалы, нельзя резать насквозь. Часто планшетники имеют несколько креплений для различных ножей и перьев: используя, например, нож одновременно с биговальной головкой, можно выкраивать картонную упаковку. ZЭnd предоставляет на выбор несколько инструментальных головок, в т. ч. с модулем рисования, фрезеровки, биговки, перфорации, гравирования… Имея один «тяжёлый» плоттер, можно изготавливать малые партии коробок, формы для выборочного лакирования, контрматрицы, раскраивать сложные конфигурации выталкивающей резины.

Так как для толстых материалов приобретает значение и глубина опускания ножа, появляется третье регулируемое направление: задав небольшую глубину реза, можно надрезать картон в местах сгиба; это важно и при точной настройке под двухслойные материалы, когда должен прорезаться только верхний слой. Простора для фантазии — сколько угодно.

Режущий плоттер — штука чрезвычайно полезная. При творческом подходе он вступит в борьбу с другими (в т. ч. печатными) технологиями. Например, заменит шелкографию при печати по текстилю: достаточно вырезать из специальной термопленки рисунок и перенести его на футболку или кепку. Не нужно изготавливать трафарет — идеальный вариант для маленьких тиражей. Или, используя другую плёнку, нанести изображение на кружку — интересное решение для малотиражной сувенирной продукции. А казалось бы — всего лишь резка…

Автор благодарит за помощь в подготовке статьи Виктора Миленина (OktoPrint Service), Леонида Полозова («GMP Русском»), Игоря Литвиненко («Лир»), а также сотрудников компаний WeMaTec, Zenon и «Техно-Графика».