Разбираемся с ножами (часть 2)

Начало было опубликовано в Publish № 3, 2020.

Как статический, так и осциллирующий ножи плохо режут тканые материалы. Статический нож «толкает» нити вперёд, деформируя плетение, и часто рвёт их, а не разрезает. От осциллирующего ножа нить убегает либо вперёд, либо назад при опускании узкого лезвия, в итоге нить только надрезается. Эти недостатки практически отсутствуют у дискового ножа (инструмента). Стандартное лезвие, как правило, это десятиугольник, приводимый во вращение электродвигателем. В итоге «уголки» ножа, как топориком, разрубают все нити, и они не успевают «убежать». Но практика показала: остались материалы (ближе к сыпучим), раскрой которых стандартным «дисковым» ножом не даёт приемлемого результата. Если же лезвие представляет собой реальный диск, который также приводится во вращение электродвигателем, достигается гораздо лучший результат. Кроме этого, имеется так называемый пицца-нож, который представляет собой круглый диск, устанавливаемый в держатель ножа без привода. То есть этот нож просто катится при движении, а для того, чтобы он разрезал материал, необходимо прикладывать вертикальное давление. Но пицца-нож требует специальной подложки для своей работы (достаточно твёрдой, на основе полиуретана).

Жёсткие сотовые панели легко режутся осциллирующими ножами с увеличенным ходом. Основное сопротивление вертикальному резу создают верхний и нижний лайнеры, а между ними фактически воздух. Но для изготовления «трёхмерных» изделий требуется вырезать канавку с наклонными сторонами, эквивалент биговки. Чтобы создать такую канавку, лезвие должно крепиться в инструменте под определённым углом, чаще всего — 45?. Осциллирующий нож невозможно установить под большим углом, поэтому потребовалась разработка специального статического режущего инструмента, в котором под определённым углом жёстко фиксируется жёсткий нож. Но основная сложность качественной резки под углом заключается в другом — управление ножом должно быть «трёхмерным», приводы должны одновременно перемещать нож при входе в материал вертикально и вбок. Ещё одна проблема — компенсация увода ножа даже при прямолинейном движении. Силы, возникающие при резке под углом, «уводят» нож вбок, что может привести к видимой «дугообразности» линии реза.

Инструмент для резки под углом при изготовлении паспарту основан на другом принципе. Чтобы однозначно избежать «дугообразности» прямой, используется короткое лезвие без 3D-управления. Это возможно, так как толщина картона для паспарту не более 4 мм и угол всегда только 45?. Нож подводится к началу раскроя, и пневмоцилиндр толкает в материал лезвие в держателе вниз-вбок по наклонным направляющим. В итоге нож не «играет» в процессе работы, так как отсутствует трёхмерное управление.

Совсем недавно появилась новая конструкция инструмента для раскроя гофрокартона статическим ножом. Когда дело было сделано, возникает вопрос, а как же до неё раньше не додумались? Принцип раскроя новым инструментом в каком-то роде имитирует технологию высечки гофрокартона. Если совсем коротко, в биговочный башмак был вставлен нож. То есть башмак сжимает слои гофрокартона в месте резки, что позволяет ножу перемещаться с большой скоростью с минимальным риском получения плохой кромки реза.

Держатели ножей (лезвий) — менее интересная тема для пользователей и трудная для системного описания, так как их конструкции зависят от особенностей самих режущих инструментов и формы лезвий. Основное требование к держателям — удобство вставки и точной фиксации лезвия, а также удобной и надёжной установки в самом инструменте. Негативный пример: видел один держатель ножа для раскроя самоклеящейся плёнки, который надо было вынимать из инструмента, чтобы регулировочным винтом изменить затяжку пружины.

Кроме держателей ножей предлагаются аксессуары, которые совместно с инструментом и лезвием позволяют повышать качество раскроя или выполнять специальные виды раскроя. Как правило, при раскрое в месте резки материал прижимается подпружиненным башмаком, надетым на инструмент. Для большинства материалов качество кроя зримо повышается. Но башмак категорически противопоказан для материалов с текстурированной поверхностью: в дополнение к противному звуку качество раскроя может быть ужасным (или наоборот).

Все инструменты типа Kiss cut надрезают более мягкий верхний слой до нижнего, более жёсткого. В некоторых случаях необходимо надрезать более твёрдый верхний слой до нижнего, более мягкого. Характерный пример такого «слоёного» материала — абажурная ткань. Реверсная «конструкция» — «жёсткий» башмак, без пружины, и «подпружиненный» инструмент — легко справляется с этой задачей. Следует подобрать выпуск ножа из-под башмака, соответствующий толщине верхнего слоя, и подпружиненный инструмент будет прижимать башмак к поверхности материала, прорезая лезвием материал на глубину выпуска. Подпружиненность инструмента обеспечивается электроприводом по оси Z, который работает в режиме постоянного крутящего момента «вниз»; этот режим иногда называют «по давлению».

Продолжение следует…

Об авторе: Виктор Миленин (vmilenin1954@gmail.com) — эксперт в области цифровой резки и инструментов для конструирования упаковки.