Разработка технологической части проекта полиграфического предприятия по выпуску упаковочной продукции офсетным способом печати

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РФ 
Государственное образовательное учреждение 
высшего профессионального образования 
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 
АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 
имени академика С.П. КОРОЛЕВА 
(Национальный исследовательский университет)» 
 
Институт печати 
 
Кафедра технологии и машин полиграфического производства

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА 
к дипломному проекту на тему:

Разработка технологической части  проекта полиграфического предприятия по выпуску упаковочной продукции офсетным способом печати

Дипломник _______________________Царькова Н.А.. 
Руководитель проекта ______________Яковлева Т.А. 
Консультанты _____________________Самсонов В.Н. 
                         ________________________Гнутова А.А.                                   
Нормоконтролер _____________________Рыпало В.Н. 
Рецензент ______________________________________

Самара 2011 

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ 
Государственное образовательное учреждение 
высшего профессионального образования 
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 
АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 
имени академика С.П. КОРОЛЕВА 
(Национальный исследовательский университет)» 
 
Институт печати 
 
Кафедра технологии и машин полиграфического производства

«УТВЕРЖДАЮ»

Заведующий кафедрой

проф. д.т.н. Самсонов В.Н.

« ___»_________20___ г.

ЗАДАНИЕ НА ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Студенту группы: ИП 54 Царькова Н.А.

Тема проекта: Разработка технологической части проекта полиграфического предприятия по выпуску упаковочной продукции офсетным способом печати

Утверждена приказом по институту  от _________ г. № __________

1. Исходные данные к проекту

2. Перечень вопросов подлежащих разработке в дипломном проекте:
1. Техническая характеристика проектируемых изделий (изданий)
2. Выбор и обоснование технологического процесса изготовления проектируемых изделий (изданий).
3. Проектирование комплексного производственного процесса изготовления изделий (изданий).
4. Проектирование структуры производства предприятия.
5. Характеристика здания проектируемого предприятия.
6. Технико-экономическое обоснование проекта.
7. Безопасность жизнедеятельность.
3. Состав демонстрационных материалов:
1. Общая схема технологического процесса изготовления изделий (изданий).
2. Схема технологического процесса допечатной, печатной и послепечатной обработки изделий (изданий) - на выбор.
3. Компоновочный план предприятия. Схема грузопотоков.
4. Планировка допечатного, печатного, отделочного (брошюровочно-переплетного) цеха (участка) - на выбор.
5. Экономические показатели проектируемого предприятия.
6. Структура и управление предприятием или цехом (схема).
4. График выполнения дипломного проекта:

Консультанты:

по безопасности жизнедеятельности _____________________(Самсонов В.Н.)

по экономической части _______________________________ (Гнутова А.А.)

Срок предоставления на кафедру законченного проекта: «__»_________20___ г.

Дата выдачи задания: «___»____ __________ _20__г.

Руководитель проекта _____ ___________________ (Яковлева Т.А.)

Задание принял к исполнению «____»_________20___г.__________

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка: 168 с., 68 таблиц, 15 схем, 1 грфик, 2 приложеия.

Графическая часть: 5 листовфората а1.

КОМПЛЕКСНЫЙ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС, ПРОЕКТИРОВАНИЕ, ДОПЕЧАТНАЯ ПОДГОТОВКА, ПЕЧАТНЫЕ ПРОЦЕССЫ, ОТДЕЛОЧНЫЕ ПРОЦЕССЫ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ, КРАСКООТИСК, ЛИСТОПРОГОН, ПРИЛАДКА, КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА, КОМПОНОВОЧНЫЙ ПЛАН, СЕБЕСТОИМОСТЬ, РЕНТАБЕЛЬНОСТЬ, СРОК ОКУПАЕМОСТИ.

Объектом проектирования является технологический процесс изготовления упаковочной продукции.

Цель работы – проектирование технологической части предприятия занятого выпуском упаковочной продукции.

В результате работы представлен проект предприятия, специализирующегося  на выпуске упаковочной продукции, выбрано основное и вспомогательное  оборудование, рассчитаны технологические  параметры формных и печатных процессов с учетом современных технологических решений и требований к безопасности жизнедеятельности.

Реализация данного проекта  позволит в течение 2,4 года вернуть вложенные средства. Чистая прибыль составит 186499100 рублей, рентабельность производства составит 20%. 

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение.

Цель данной дипломной работы –  разработка технологической части  проекта полиграфического предприятия  по выпуску упаковочной продукции.

Упаковка – средство или комплекс средств, обеспечивающих защиту продукции  от повреждения. Упаковка, как правило, содержит информацию о продукте и является важнейшим носителем рекламы.

Упаковочная индустрия —  один из наиболее крупных, конкурентных секторов мировой экономики, развивающийся  быстро и стабильно. Вместе с тем, она сильно зависит от цен на материалы и оборудование, от уровня спроса со стороны производителей — основных заказчиков тары и упаковки.

К основным тенденциям, определяющим спрос на упаковочные изделия и материалы, можно отнести следующие.

Стабильный рост объемов производства продовольственных товаров и изменение балансов их потребления. Ужесточаются санитарно-гигиенические требования к упаковке и необходимость обеспечения длительных сроков хранения пищевых товаров. Расширяется использование высокоскоростного, фасовочного и упаковочного оборудования, внедряется автоматизация и механизация погрузочно-разгрузочных и складских процессов.

Повышается покупательская способность населения, возможность и готовность платить больше за высокое качество продуктов и упаковки, проявляется стремление к здоровому образу жизни.

Система торговли становится все более значительным связующим звеном между производителем упаковки, продовольственных товаров и их потребителями.

Торговля, отражая требования покупателя, во многом определяет спрос на упаковку, особенно в системе самообслуживания.

Все более важную роль играют собственные торговые марки, фирменная упаковка, система маркировки. Усиливается влияние ритейла.

Растет влияние требований по охране окружающей среды. Практически вся использованная упаковка превращается в твердые бытовые отходы, с одной стороны играя роль загрязнителя, а с другой - представляя собой ценное вторичное сырье.

Перечисленные тенденции достаточно быстро становятся ориентиром для производителей упаковки. Растут объемы выпуска и доля в структуре производства упаковки с высокими барьерными свойствами, обеспечивающей увеличение сроков хранения продуктов.

Задача данного дипломного проекта  заключается в проектировании технологической  части проекта предприятия, специализирующегося на выпуске упаковочной продукции на основе достижении современной прогрессивной техники и технологии с использованием высококачественных материалов. Способ печати выбран офсетный, так как при печати многокрасочной упаковки высокого качества, в том числе элитной, больше подходит офсетный способ печати, обладающий большой точностью воспроизведения и возможностью печати с высокой линиатурой. Офсетный способ печати сохраняет качество изображения даже при печати больших объемов. Кроме того, основным преимуществом офсетной печати называют небольшую стоимость при изготовлении большого количества экземпляров.

Для того чтобы выпускаемая продукция  являлась конкурентно способной, необходимо хорошее оформление, применение качественных материалов и полиграфическое исполнение высокого качества. Себестоимость и качество должны соответствовать требованиям заказчиков продукции.

Конечная цель – выпуск конкурентоспособной  продукции с хорошими показателями качества и достаточно низкой себестоимостью.

1.Технические характеристики проектируемых изданий

Показателями, определяющими выбор  технологии упаковочной продукции, является область их применения, срок службы и интенсивность пользования, тираж. Упаковочная продукция должна соответствовать ГОСТ 12301-81 «Коробки из картона, бумаги и комбинированных материалов. Общие технические условия».

1 позиция – Упаковка для пищевой промышленности (коробки для конфет). Коробки из картона, предназначены для упаковки кондитерской продукции с обязательной прокладкой. Дно коробки запечатанное. Долевое направление бумаги по волокну по длинной стороне, согласовывается с заказчиком. Картон мелованный одностороннего мелования, плотность 325 гр. Соответствующий ГОСТ 7625-86Е. Формат 320х320 мм. Красочность 4+0. Лакирование ВД лаком для повышения устойчивости красочного слоя к истиранию. Биговка по местам сгибов, высечка.

2 позиция - Упаковка для пищевой промышленности (коробки для конфет). Коробки из картона, предназначены для упаковки кондитерской продукции с обязательной прокладкой. Дно коробки запечатанное. Долевое направление бумаги по волокну по длинной стороне, согласовывается с заказчиком. Картон мелованный одностороннего мелования, плотность 325 гр. Соответствующий ГОСТ 7625-86Е. Формат 220х290 мм. Красочность 4+0. Лакирование ВД лаком для повышения устойчивости красочного слоя к истиранию. После печати производится тиснение фольгой. Биговка по местам сгибов, высечка.

3 позиция - Упаковка для пищевой промышленности (коробки для круп). Коробки из картона, предназначены для упаковки сыпучих круп. Долевое направление бумаги по волокну по длинной стороне, согласовывается с заказчиком. Картон мелованный одностороннего мелования, плотность 300 гр. Соответствующий ГОСТ 7625-86Е. Формат 320х395 мм. Красочность 4+0. Лакирование ВД лаком для повышения устойчивости красочного слоя к истиранию. Биговка по местам сгибов, высечка.

4 позиция - Упаковка для пищевой промышленности (коробки для чая). Коробки из картона, предназначены для упаковки чая. Долевое направление бумаги по волокну по длинной стороне, согласовывается с заказчиком. Картон мелованный одностороннего мелования, плотность 280 гр. Соответствующий ГОСТ 7625-86Е. Формат 210х300 мм. Красочность 4+0. Лакирование ВД лаком для повышения устойчивости красочного слоя к истиранию. Биговка по местам сгибов, высечка.

5 позиция - Упаковка для парфюмерной промышленности (коробки для пасты, кремов). Коробки из картона, запечатанные с лицевой стороны. Долевое направление бумаги по волокну по длинной стороне, согласовывается с заказчиком. Картон мелованный одностороннего мелования, плотность 280 гр. Соответствующий ГОСТ 7625-86Е. Формат 170х230 мм. Красочность 4+0. Лакирование ВД лаком для повышения устойчивости красочного слоя к истиранию. После печати производится тиснение фольгой. Биговка по местам сгибов, высечка.

6 позиция - Упаковка для парфюмерной промышленности (коробки для мыла). Коробки из картона, запечатанные с лицевой стороны. Долевое направление бумаги по волокну по длинной стороне, согласовывается с заказчиком. Картон мелованный одностороннего мелования, плотность 280 гр. Соответствующий ГОСТ 7625-86Е. Формат 160х220 мм. Красочность 4+0. Лакирование ВД лаком для повышения устойчивости красочного слоя к истиранию. Биговка по местам сгибов, высечка.

7 позиция - Упаковка для фармацевтической промышленности (коробки для лекарственных препаратов). Коробки из картона, запечатанные с лицевой стороны. Долевое направление бумаги по волокну по длинной стороне, согласовывается с заказчиком. Картон мелованный одностороннего мелования, плотность 280 гр. Соответствующий ГОСТ 7625-86Е. Формат 210х250 мм. Красочность 4+0. Лакирование ВД лаком для повышения устойчивости красочного слоя к истиранию. Биговка по местам сгибов, высечка.

2. Выбор и обоснование технологического процесса изготовления проектируемых изданий

2.1.Выбор и обоснование способа печати

На современных упаковочных  материалах печать текстового и иллюстративного  изображения осуществляется различными способами печати: высоким, офсетным, глубоким, трафаретным, цифровым, а  также и другими способами печати.

Высокая печать несколько десятилетий назад занимала лидирующие позиции, но с развитием новых технологий в офсетной печати утратила свое значение.

Этот способ печати подразумевает  нанесение краски на выступающие  элементы печатной формы. Краски для  высокой печати применяют вязкие, пастообразные. Переносятся на бумагу краски с помощью металлических печатных форм.

Преимущество высокой печати в четкости и ровности начертания букв, возможность получения насыщенных и четких оттисков, стабильности качества изображения во всем тираже, а также использование для печати дешевых сортов бумаги и дешевых красок.

Недостатками являются сложность процесса, появление оборотного рельефа из-за продавливания бумаги выступающими печатными элементами. К тому же, формные процессы являются вредными для человека. Он представлен небольшим парком печатных машин. Точность воспроизведения полутоновых изображений тоже может быть низкой.

Большое развитие для печати упаковки получила разновидность высокой  печати – флексографская печать.

Преимущество флексографской печати, по сравнению с офсетной печатью, является отсутствие необходимости увлажнения печатной формы. Это позволяет упростить конструкцию машины и снизить цену на нее, уменьшить выход макулатуры при начале работы, сократить время настройки машины, стабилизировать качество печати. К тому же флексография дает возможность использовать экологически чистые печатные краски на водной основе, характеризующиеся малым временем закрепления, возможность печатания на материалах различной толщины, в том числе со сложной структурой поверхностного слоя.

Недостатками флексографии является более низкое качество печати – высокое растискивание, потеря градаций в тенях и светах при высоких значениях линиатуры. Большая сложность и продолжительность процесса изготовления печатных форм. Высокая стоимость формных пластин и гильз, отсутствие единых для всех участников рынка стандартов на характеристики расходных материалов, а также параметры технологических процессов. Поэтому данный вид печати применяется при печати упаковки с более простым дизайном.

Глубокая печать.

Так же продукция может печататься глубоким способом печати. В формах для глубокой печати печатающие элементы утоплены, а краска, попадающая на пробельные элементы формы, удаляется. Эта технология одна из самых трудоемких, поэтому глубокая печать окупается только при больших тиражах.

Глубокая печать: печатающие элементы находятся ниже пробельных, тональность  изображения передается за счет толщины  красочного слоя на печатающих элементах. Размеры растровой точки на всех участках одинаковы, различна глубина печатающих элементов.

К достоинствам глубокой печати относятся: значительные (почти в 4 раза больше чем при высокой и офсетной печати) площади запечатываемого материала; малое время подготовки машин к печатанию; высокая насыщенность красочного слоя; большое количество тоновых градаций изображения.

К недостаткам - высокую сложность и стоимость изготовления печатной формы и формного оборудования, а также использование токсичных растворителей в формных процессах, таких как толуол, ксилол.

Способ офсетной печати имеет значительные преимущества в сравнении с другими  способами печати.

Офсетная печать.

При офсетной печати печатающие и  пробельные элементы формы находятся  в одной плоскости. Благодаря  тому, что те и другие элементы приобретают в процессе изготовления печатной формы разные физико-химические свойства, пробельные элементы готовой печатной формы хорошо воспринимают влагу и отталкивают офсетную печатную краску, содержащую жирные кислоты, а печатающие элементы формы, наоборот, воспринимают офсетную краску и отталкивают воду.

Достоинства: высокое качество печати, низкая себестоимость, большое разнообразие используемых красок, использовать пантонные краски, УФ лакирование, золотую или серебряную краску высокая производительность, удобная технология изготовления печатных форм, быстрая настройка печати на листовых материалах разного формата и толщины, возможность многокрасочной печати в несколько прогонов на оборудовании с малым количеством печатных секций.

Проста и высокая скорость подготовительно-заключительных операций, более высокая производительность офсетных печатных машин самых разнообразных  форматов. Офсет используется для  любого вида издания и любых тиражей

Из недостатков: сложная конструкция машины, проблематичность печати на невпитывающих материалах (полимерных пленках, фольге и т.п.), меньшая насыщенность оттиска, необходимость использования дорогих (офсетных) сортов бумаги и красок, неполное использование формата листа, невозможность совмещения большого количества отделочных операций в одной машине, необходимость дополнительных площадей для машин и складирования полуфабрикатов.

Обоснование выбора: Качество офсетной печати неоспоримо высокое и постоянно улучшается благодаря использованию новых технологий в допечатных процессах. Офсетные оттиски отличаются равно мерным окрашиванием печатающих элементов с чёткими контурами. Поэтому, в соответствии с характеристиками проектируемой упаковочной продукции и требований по полиграфическому исполнению целесообразно печатать офсетным способом, такт как он более экономичен, прост и готовая продукция удовлетворяет требованиям ГОСТа и ТУ.

Поскольку офсет является наиболее распространённым и развитым способом, то поэтому имеется широкий ассортимент  расходных материалов, оборудования, запасных частей к нему, а печатные машины имеют хорошее качество и стабильность печати, высокую эффективность и производительность, просты и удобны в обслуживании.

2.2.Выбор и обоснование проектируемого печатного оборудования

Офсетные машины делятся по принципу построения на два вида: рулонные и  листовые офсетные машины. Печать на каждой из них имеет свои преимущества и  недостатки. Изготовление печатной продукции  с помощью рулонных офсетных машин  позволяет быстро и качественно распечатать недорогую в производстве полиграфическую продукцию.

Печать на листовой печатной машине отличается тем, что с помощью  данного оборудования можно очень  быстро осуществлять высокоточную проводку бумажного листа. При проводке становится возможным учитывать динамику и специфику нагрузок для офсетной печати, а также контролировать и надёжно осуществлять сложный технологический процесс печати с большим числом участвующих в нем расходных материалов (увлажняющий раствор, краска, бумага, воздух и др.).

Печать упаковочной продукции  офсетным способом производится на листовых офсетных машинах. Для печати с 1 по 4 позиции задания в 4+0 краски сравним  две модели листовых машин Heidelberg Speedmaster CD 102 и PLANETA 44 Super Variant. Для печати 6,7 позиции задания в 4+0 краски сравним две модели листовых машин Rapida 74 GTM 4+L и Dominant 537 PN.

На основании сравнительной  характеристики произведем выбор, для  чего рассчитаем основные показатели: Ки, Кп, Кф, Ко.

Коэффициент  использования оборудования Ки рассчитывается по формуле:

Ки = Кф х Коб х Кп

Коэффициент полезного действия времени  печати тиража:

Кп = Тп / (Тп + Тпр),

где Тп – время печатания тиража, Тпр – время приладок.

Коэффициент использования машины по формату бумажного листа Кф. рассчитывается следующим образом:

Кф. = Sф / Sп.,

где Sф_. – формат бумажного листа проектируемого издания; Sп_. – максимальный паспортный формат запечатываемого листа бумаги печатной машины.

Коэффициент использования машины по оборотам Коб. Рассчитывается по следующей  формуле:

Коб. = Пф. / Пп.,

где Пф. – выбранное количество оборотов для проектируемого издания (около 80% от паспортных данных); Пп. –  максимальное количество оборотов в  соответствии с паспортными данными  машины.

Обоснование выбора печатной машины для печати.

Сравнительный анализ выбранных видов  офсетных листовых печатных машин для  печати упаковочных коробок:

Таблица 2.2.1

В машине Heidelberg Speedmaster CD 102 4+L (для печати 1-4 позиции задания) по сравнению с машиной PLANETA 44 Super Variant максимально используется коэффициент использования по оборотам Ко = 0,75; коэффициент использования оборудования Ки = 0,5; коэффициент полезного действия времени печатания Кп = 0,75 машина высокопроизводительная, время печати одного тиража меньше, удобна в обслуживании, качество печати высокое. Выбираем 4-х красочную машину с лакировальной секцией и ИК сушкой Heidelberg Speedmaster CD 102 4+L для печати 1-4 позиции задания.

В машине Rapida 74 GTM 4+L (для печати 5-7позиции задания) по сравнению с машиной Dominant 537 PN максимально используется коэффициент использования по оборотам Ко = 0,7; коэффициент использования оборудования Ки = 0,63, коэффициент полезного действия Кп = 0,94, машина высокопроизводительная, время печати одного тиража меньше, удобна в обслуживании, качество печати высокое. Выбираем 4-х красочную машину с лакировальной секцией Rapida 74 GTM 4+L для печати 5-7позиции задания.

2.3.Выбор и обоснование выбора типа печатных форм и вида полуфабрикатов для послепечатных процессов

Для изготовления печатных форм проектируем  монометаллические офсетные пластины с термальным чувствительным слоем  позитивного копирования для  листовой офсетной печати.

Выбранные пластины характеризуют:

• высокая скорость экспонирования;
• высокачественное конечное изображение;
• высокая разрешающая способность;
• высокая скорость обработки;
• устойчивый баланс краска-вода
• толстый слой анодированного покрытия для предотвращения царапин, износа, окисления.

Тиражестойкость пластин – 150 тыс. оттисков без обжига.

Толщина пластин 0,3 мм. Рекомендуемая температура проявителя – 20-24⁰С

Время проявки в процессоре – 15-30сек.

Вид полуфабрикатов, сдаваемых  на послепечатную обработку: