Проектирование полиграфического производства. 5

ФГАОУ ВПО  "Уральский  федеральный университет имени  первого Президента России Б.Н. Ельцина"

Институт радиоэлектроники и информационных технологий-РТФ

Кафедра «Полиграфии и веб-дизайна»

Оценка проекта:

Члены комиссии:

Проектирование  полиграфического производства

Курсовой проект

Пояснительная записка

Руководитель проекта     Тарасов Д.А.

Студент                    Белисарова Л.С.

Группа               РЗ-68113

Екатеринбург

2013

 

Содержание

Задание на проектирование	3
Введение	4
1. Составление технологических характеристик издания
2. Проектирование комплексного технологического процесса	7
2.1. Способы печати и выбор оборудования	7
2.1.1 Способы печати и выбор оборудования для ценных бумаг	7
2.1.2 Способы печати и выбор оборудования для брошюры	7
2.2 Обоснование выбора машин	8
2.3 Выбор допечатного оборудования	9
2.4 Выбор послепечатного  оборудования	10
3. Проектирование технологического процесса	12
3.1 Загрузка по печати	12
3.2 Технологические схемы производства	12
3.3 Выбор вспомогательного оборудования	14
3.3.1 Необходимые требования, предъявляемые к бумаге	15
3.3.2 Требования, предъявляемые к увлажняющему раствору	15
3.4 Контроль качества продукции	16
4. Технологические расчеты	18
4.1 Время печати	18
4.2 Коэффициенты использования оборудования	19
4.2.1 Ценные бумаги	19
4.2.2 Сопроводительная брошюра	20
4.3 Расчет необходимого  количества бумаги	21
4.3.1. Для сопроводительной  брошюры	21
4.3.2 Для ценных бумаг	22
4.3.3 Для обложки сопроводительной  брошюры	23
4.4 Расход краски	24
4.5 Расход печатных форм	25
4.6 Загрузка печатного оборудования	25
4.7 Загрузка послепечатного оборудования	26
4.8. Загрузка по работе  персонала	27
5. Планировка цеха	29
5.1. Суммарная площадь  цеха	29
5.2 Расчет складских помещений	30
6. Оптимизация	32
Заключение	34
Приложение	35

 

 

Задание на проектирование

Задачей данного курсового проекта  является проектирование полиграфического производства, нацеленного на выпуск двух видов продукции, представленных ниже.

Печать ценных бумаг, сопроводительной брошюры. Формат бумаг 200×250 мм. Печать офсетная, красочность 10+6. Наличие тиснения фольгой, нумерации и конгрева. Тираж ценных бумаг составляет 250 тыс.экземпляров.

Печать сопроводительной брошюры. Формат брошюры 210×297 мм. Красочность 4+4. Печать на офсетной машине. 36 полос. Тираж брошюр составляет 250 тыс.экз.

Периодичность печати двух видов продукции  — еженедельно.

Также необходимо осуществить  оптимизацию по минимизации фольги.

 

Введение

Ценная бумага это документ, удостоверяющий с соблюдением установленной формы и обязательных реквизитов имущественные и обязательствующие права, осуществление и передача которых возможны только при их предъявлении

К ценным бумагам относятся: акции, облигации, чеки, векселя, сберегательные сертификаты и другие документы, выпускаемые в соответствии с законодательством и содержащие предусмотренные им реквизиты.

Эта продукция должна отвечать самым высоким требованиям. Очень большую роль играет невозможность ее подделки, что обеспечивается применением специальных красок, защитных элементов, голограмм.

Брошюра — небольшая книга, обычно без твердого переплёта, в обложке, объемом свыше 4, но не более 48 страниц, соединенных между собой при  помощи шитья скрепкой или ниткой.

Целью курсового проекта является проектирование полиграфического производства для печати ценных бумаг и сопроводительных брошюр к ним.

 

1. СОСТАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ИЗДАНИЯ

Прежде всего, согласно методическим указаниям, представим в виде таблицы технологические характеристики издания. В данной таблице указываем формат издания, его назначение, объем листа, его тираж, оформление, конструкцию издания.

Таблица 1. Технологические характеристики и показатели оформления изданий

№ п/п	Наименование показателей и характеристик	1-я группа издания (ценные бумаги)	2-я группа издания (брошюра)
		Принятые значения	Принятые значения
1	2	3	4
1	Вид издания (изделия)	Ценные бумаги	Брошюра
	По целевому назначению	Потребители ценных бумаг	Чтение
	По материальной конструкции	Акцидентная продукция	Брошюра
	По знаковой природе информации	Текстовая, иллюстративная	Тексто-иллюстрационное
	По периодичности	Раз в неделю	Раз в неделю
2	Формат издания, мм	200×250	210×297
3	Объем издания, количество полос	2	36
	физических листов	0,25	4,5
4	Тираж изданий (изделия), тыс.экз	250	250
5	Полиграфическое оформление
	Красочность издания	Офсетная печать 10+6	Офсетная печать 4+4
	Гарнитура, кегль и начертание текста	—	schoolbook, кегль 14
	Характер иллюстраций	Штриховые (300 dpi)	Растровые
	Вид бумаги	Мелованная 115 г/м2	ВХИ, 60 г/м2
6	Дополнительно	Нумерация, конгрев, тиснение фольгой	—
Продолжение таблицы 1.
1	2	3	4
7	Конструкция издания
	Количество тетрадей (полных и неполных)	—	1 тетрадь (36 полос)
	Способ комплектовки блока	—	ВШРА
	Способ скрепления	—	Скрепка

В данной таблице, мною были отражены технологические характеристики и показатели оформления предложенных в курсовом проекте изданий.

 

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОМПЛЕКСНОГО  ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

2.1. Способы печати и выбор  оборудования

Выбор печатного оборудования ключевой момент, так как от его производительности будет зависеть загрузка всех остальных участков. Выбор должен осуществляться из минимизации простоя оборудования, в то же время опозданий быть не должно.

В задании курсового проекта  два вида изделий, требующих индивидуального подхода к каждому.

2.1.1. Способы печати и выбор  оборудования для ценных бумаг

Данный вид изделия требует особого подхода, в виду того, что ценная бумага — документ, удостоверяющий с соблюдением установленной формы и обязательных реквизитов имущественные права, осуществление или передача которых возможны только при его предъявлении.

В данном случае, учитывая многокрасочность изделия, необходима печатная машина с 10 красочными секциями. Однако, ввиду того, что тираж ценных бумаг невелик, экономически не обоснованным будет применение 10-красочной печатной машины. Рассмотрим машины листовую Komori Lithrone LS – 26 и рулонную KBA Rapida 105. Обе машины 6-красочные (4+2).

Характеристики машин для печати ценных бумаг по основным показателям приведены в табл.2.

2.1.2. Способы печати и выбор оборудования для брошюры

Учитывая объем издания — 250 тысяч экземпляров и его объем (36 полос) актуально использование  машины большого формата, если она листовая, либо среднего формата, если она рулонная. Для сравнения рассмотрим офсетную машину Speedmaster SM 102 и рулонную Manugraph CityLine Express.

Печать обложки для сопроводительной брошюры будем производить на той машине, где и ценные бумаги.

Характеристики машин для печати сопроводительной брошюры по основным показателям, а также коэффициент использования печатного оборудования приведены в табл.3.

2.2. Обоснование выбора машин

Обоснованный выбор печатной машины можно сделать только после соответствующих  расчётов. Приведенные ниже  расчеты выполнены с учетом запечатывания как блока, так и обложки.

Таблица 2. Сравнение печатных машин для ценных бумаг

№ п/п	Основные показатели	Марка машины
		Komori Lithrone LS-26	KBA Rapida 105
1	Технологическая скорость печатания, отт/ч	15 000	13 000
2	Фактическая скорость, отт/ч	13 000	10 400
3	Формат бумаги, мм	450×600	700×1050
4	Формат печати, мм	450×540	620×1050
5	Количество листопрогонов  за тираж, тыс	187,5	63
6	Красочность	4+2	4+2
7	Время на приладку (16 формы), ч	0,02×16 = 0,32	0,2×16 = 3,2
8	Общее время на печать, час	14,5	6
9	Коэффициент использования  печатного оборудования, Ки	0,61	0,44

Таким образом, принимая во внимание коэффициент использования печатного  оборудования, приходим к выводу, что наиболее рационально будет считаться использование Komori Lithrone LS-26P. Даже не смотря на то, что печать тиража будет занимать больше времени. Как раз таки этого фактора у нас более, чем достаточно.

Таблица 3. Сравнение печатных машин для брошюры

№ п/п	Основные показатели	Марка машины
		Manugraph CityLine Express	Speedmaster SM 102
1	2	3	4
1	Технологическая скорость печатания, отт/ч	30 000	13 000
2	Фактическая скорость, отт/ч	24 000	10 400
Продолжение таблицы 3.
1	2	3	4
3	Формат бумаги, мм	700×508	700×900
4	Формат печати, мм	640×430	630×870
5	Количество листопрогонов за тираж, тыс	1 125	1 125
6	Красочность	4+4	4
7	Время на приладку, ч	40 форм: 0,2×40= 8	24 форм: 0,2×24= 4,8
8	Общее время на печать, час	46,88	108,2
9	Коэффициент использования  печатного оборудования, Ки	0,53	0,53

Расчет коэффициента использования оборудования показал, что коэффициент использования печатных машин одинаков. Что одна, что другая печатная машина используется более чем на 50%. Однако, принимая во внимание сроки, за которые необходимо выполнить печать брошюры (неделя), а также постпечатную обработку, то приходим к выводу, что использование рулонной машины Manugraph CityLine Express с применением ее фальцаппарата будет наиболее оптимальным решением в данном курсовом проекте.

Обложку же брошюры предлагается печатать на листовой машине, ввиду того, что рулонная машина рассчитана на бумагу плотностью до 60г/м², а листовая машина занята совсем недолгое время. Для печати обложки для используемой в производстве листовой машины возьмем бумагу формата 700×1000, разделим на 4 части. На каждый лист войдет по одной обложке. Таким образом, на печать обложки уйдет 20 часов.

2.3 Выбор допечатного оборудования

Печатные формы для печатания  как ценных бумаг, так и сопроводительной брошюры будут заказываться на другом предприятии, специализирующимся на изготовлении форм. Такое решение принято с учетом того, что в неделю для типографии требуется для еженедельной сопроводительной брошюры с учетом обложки в общей сложности 44 формы, для ценных бумаг — 16 форм. Таким образом, в месяц потребуется всего около 240 форм.

2.4 Выбор послепечатного оборудования

Послепечатные процессы – важная составляющая при производстве полиграфической продукции. Как ясно из названия, к таким процессам относят всё, что происходит с продукцией после того, как она вышла из печатной машины.

Основные послепечатные процессы – это резка на формат, фальцовка, биговка, листоподборка и различные  типы скрепления изданий. Помимо этого, выделяют также так называемые отделочные операции: тиснение, вырубка, УФ-лакировка, ламинирование, и другие.

После печати обложки и блока  необходимо провести ряд постпечатных работ и соединить эти две  составные части брошюры, чтобы получить готовое издание.

Сам блок сопроводительной брошюры  будет проходить через следующие  технологические операции: печать (+фальцовка), вкладочно-швейно-резальные операции на ВШРА.

Обложка проходит через следующие  технологические операции: печать на листовой машине, скрепление с блоком с помощью двух скоб в ВШРА.

Выбор послепечатного оборудования и  обоснование сделанного выбора представлено в таблице 4.

После печати (+нумерация) ценных бумаг необходимо выполнить следующий ряд послепечатных работ: тиснение фольгой, конгрев, разрез листов на 4.

Таблица 4. Элементы общей технологической схемы

№ п/п	Назначение процесса	Возможные варианты	Выбранный вариант	Обоснование сделанного выбора
1	2	3	4	5
1	Резка	Wohlenberg 115 Cut-Tec	Polar 115 EM	Выбор остановился на Polar 115 EM в виду большей производительности.
		Polar 115 EM
Продолжение таблицы 4.
1	2	3	4	5
2	ВШРА	Muller Martini 1509	Muller Martini 1509	Выбор пал на Muller Martini 1509 в связи с большей скоростью, а, значит, большей эффективностью. К тому же, более подходящий по формату.
		BREHMER LBW 750
3	Тиснение и конгрев	Yawa TYML 750А	Yawa TYML 750А	Выбор остановился на Yawa TYML 750А в виду большей производительности.
		Vektor ZHHJ-720
4	Нумерация	добавочная секция к  печатной машине Komori	добавочная секция к  печатной машине Komori Lithrone	Так как проще добавить дополнительную секцию к уже имеющемуся оборудованию, то выбираем именно добавление еще одной секции. Целесообразность заключается в постоянстве заказа.
		Solid PS-2

 

 

3. Проектирование технологического  процесса

3.1 Загрузка по печати

Загрузка печати по всем выбранным  печатным машинам представлена в таблице 5.

Таблица 5. Расчет загрузки по печати

№ п/п	Наименование издания		Вид изданий	Объем в ф.п.л.	Тираж в тыс. экз.	Красочность	Вид печатной формы	Формат прогонного листа	Количество дубликатов на листе	Всего приладок	Количество печатных форм	Всего печатных листов-оттисков, тыс	Всего физ. печатных листов-оттисков с отходами
1	ценные бумаги		1	0,25	220	10+6	Стальные, омедненные, хромированные	450×600	4	3 (по 6 форм)	16	187,5	64,725
2	сопроводительная брошюра	блок	2	4,5		4+4		508×660	1×4 2×1	5 (по 8 форм)	40	1 125	1 191,938
		обложка		1		4+0		350×450	1	1 (4 формы)	4	250	252,85

3.2 Технологические схемы производства

На данном этапе проектирования рассмотрим технологические схемы  производства заданной продукции с перечнем операций, выполняемым для того или иного вида изделия, и необходимого оборудования.

Технологическая схема печати ценных бумаг представлена на рис. 1.

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Технологическая схема печати ценных бумаг

Технологическая схема печати сопроводительных брошюр представлена на рис. 2.

 

 

Рис. 2. Технологическая схема печати брошюр

 

3.3 Выбор вспомогательного оборудования

Обоснование выбора вспомогательного оборудования приведено в табл. 6.

Таблица 6 Вспомогательное оборудование и обоснование выбора

Технологический процесс или операция	Выбранный вариант оборудования	Обоснование сделанного выбора
Контроль бумаги	Влагомер Gann Hidromette Compact	Надежность процесса и возможности контроля
—	Денситометр Shamrock Color 415
Контроль красок	Стержневой вискозиметр
—	Гриндометр «Клин»
Контроль увлажняющего раствора	Лакмусовые бумажки

 

Вязкость краски проверяется в соответствии с рекомендациями производителя стержневым вискозиметром (динамическая вязкость офсетных красок 40–100 Па×с)

При печати офсетная краска должна соответствовать основным технологическим требованиям.

Краска должна иметь такие свойства, чтобы она не высыхала на раскатных валах красочного аппарата, а также при переносе с печатной формы на резинотканевое полотно. На запечатываемую поверхность наноситься очень тонкие слои краски (около 0,5–1,5 мм).

Особые требования к печатным офсетным краскам:

• прозрачность (из-за субтрактивного смешивания при наложении красок);
• печатно-технические свойства, такие, как консистенция, степень закрепления, блеск, склонность к эмульгированию (взаимодействие краски и увлажняющего раствора), поведение в стапелях и прочность материала на истирание;
• закрепление на запечатываемой поверхности и наложение красок, в особенности при печати «сырое по сырому».

Существенные различия между красками глубокой и офсетной печати заключаются в вязкости. В глубокой печати требуется жидкая краска (η = 0,05–0,2 Па×с, а в иллюстрационной глубокой печати даже с вязкостью 0,01 Па×с), которая при высокой скорости печати может заполнять ячейки форм.

3.3.1 Необходимые требования, предъявляемые к бумаге

Входной контроль для бумаги: проверка влажности экспресс влагомером Gann Hidromette Compact (рекомендуемая норма 6%), белизна денситометром Shamrock Color 415.

Прежде чем приступить к печати бумага должна:

• акклиматизироваться;
• иметь хорошую впитывающую способность;
• обеспечивать глянец печатной краски;
• обладать прочностью на выщипывание.

3.3.2 Требования, предъявляемые к увлажняющему раствору

Использование чистой водопроводной  воды в качестве раствора для увлажнения имеет относительно низкую эффективность, поэтому в нее добавляют специальные многокомпонентные увлажняющие вещества, так называемые концентраты увлажнения. Современный увлажняющий раствор состоит из воды, увлажняющей добавки и, в случае спиртового увлажнения, из изопропилового спирта.

Все увлажняющие добавки обязательно  содержат следующий комплекс веществ, стабилизирующих процесс печати:

• буферные системы, регулирующие кислотность раствора (рН);
• поверхностно-активные компоненты (ПАВ);
• антикоррозийные вещества;
• антигрибковые вещества.

Показатели увлажняющего раствора:

• кислотность увлажняющего раствора 4,7–5,5 pH;
• электропроводность 900–1300 мкСм;
• жесткость воды 8–12 dH;
• спирт 5–10%.

Для борьбы с отмарыванием используется отмарывающий порошок среднего зерна — 0,15–0,20 мкм. Расход противоотмарывающего порошка, как правило, определяется экспериментальным путем. Во время печати он покрывает весь оттиск, тем самым препятствует появлению отмара в стопе. На оттиск его примерно наносится около 20–25%. Для нейтрализации статического электричества и быстрой акклиматизации бумаги — кондиционирование помещения.

Выходной контроль печатной продукции  осуществляется по полутоновым шкалам, полям контроля растискивания, полям контроля скольжения и дробления с использованием денситометра.

3.4 Контроль качества продукции

Обеспечение качества продукции  на полиграфических предприятиях определяется целым рядом внутренних факторов: технических, организационных, экономических, социально-психологических. Важное место среди этих факторов занимают организационные факторы, связанные с совершенствованием организации производства и труда и др. Именно с этими факторами связано использование эффективного подхода к решению проблем качества на предприятии — системного управления качеством. Система управления качеством — особая организация в производственной системе. Основным в этой организации является документированность всех процессов, имеющих отношение к производству продукции, начиная с закупки материалов и заканчивая доставкой потребителю готовой продукции. Во многих случаях это приводит к кардинальным изменениям в технике, технологии и организации производства на предприятии. Обеспечить качество на предприятии возможно только тогда, когда все процессы — технический, технологический, организационный — будут взаимосвязаны между собой через управление качеством. Современные системы управления качеством на предприятиях создаются в соответствии с требованиями стандартов ИСО серии 9000:2000, представляющих собой целый комплекс документов: методические материалы, руководства по использованию стандартов. Комплекс стандартов ИСО серии 9000:2000 в РФ утвержден в виде государственных стандартов.

ГОСТ Р ИСО 9000–2001 — концептуальный стандарт, содержащий также терминологический словарь.

ГОСТ Р ИСО 9001–2001 — стандарт, в котором изложены все требования к системам качества.

ГОСТ Р ИСО 9004–2001 — руководящего документа к стандарту ГОСТ Р ИСО 9001–2001 (рекомендации по улучшению деятельности).

ГОСТ Р ИСО 19011:2002 — стандарт, включающий руководящие указания по аудиту систем менеджмента качества и охраны окружающей среды.

В качестве технического контроля на полиграфических предприятиях рассматриваются:

• поступающие со стороны основные и вспомогательные материалы;
• полуфабрикаты, получаемые со стороны;
• рукописи и оригиналы, поступающие из издательств;
• техническая документация;
• технологические процессы, операции, режимы их выполнения;
• полуфабрикаты, передаваемые из цеха в цех или с участка на участок;
• технологическая дисциплина в процессе производства;
• состояние оборудования и инструментов;
• готовая продукция и др.

Контроль при печати проверяет  сам печатник через каждые 10–15  минут работы машины. Должно быть, полное соответствие по цветовому тону, размерам изображения и точности передачи элементов изображения. Соответствие по цветовому тону определяется с помощью денситометра, линейки, микроскопа, шкал контроля. После резки определяется точность реза и его качество. На тетрадях издания ставятся специальные метки заказа.

 

 

4. Технологические расчеты

4.1 Время печати

Время печати тиража определим по формуле:

Расчет времени печати на офсетной машине Komori Lithrone S26 представлен в табл. 7

Таблица 7. Расчет времени печати ценных бумаг

Вид изделия	Наимено-вание печатной машины	Тираж, тыс. экз.	Количество оттисков на 1 листе	Скорость печати машины, тыс.отт/час	Нормо-приправки	Время печати, ч
Ценные бумаги	Komori Lithrone LS-26P	250	4	13	3	14,5
	KBA Rapida 105		12	10,4	3	6

Расчет времени печати брошюр на офсетной рулонной печатной машине Manugraph CityLine Express и листовой машине Speedmaster SM 102 представлен в табл. 8.

Таблица 8. Расчет времени печати брошюры

Вид изданий	Наименова-ние печатной машины	Тираж, тыс. экз.	Количество дубликатов на листе	Производитель-ность машины, тыс. отт/ч	Нормопри-правки	Время печати, ч
Брошюра	Manugraph CityLine Express	250	1×4 2×1	24	5	46,88
	KBA Rapida 105		1×2 4×1	10,4		108,2

4.2 Коэффициенты использования оборудования

Необходимо учитывать коэффициент  использования оборудования, который рассчитывается по следующей формуле

К_п  — коэффициент полезного действия времени печатания:

где Т_п — время печатания тиража; Т_в — время на технологические остановки машины.

К_ф — коэффициент использования машины по формату бумажного листа:

где  S_ф — формат бумажного листа проектируемого издания,

S_п  — максимальный формат бумажного листа печатной машины.

К_об — коэффициент использования машины по оборотам.

где П_ф — выбранное количество оборотов для проектируемого издания, П_к — максимальное количество оборотов согласно паспортным данным машины.

4.2.1 Ценные бумаги

Коэффициент использования оборудования печатной машины Komori Lithrone LS-26P находим из расчетов:

.

Коэффициент использования оборудования печатной машины KBA Rapida 105 находим из расчетов:

.

Наиболее оптимальное значение коэффициента использования оборудования у первой печатной машины Komori Lithrone LS-26P. К тому же данная печатная машина имеет меньший формат и, следовательно, она занимает меньшее место на предприятии. А также цена Komori будет несколько ниже, чем KBA. Поэтому, исходя из соображений экономической эффективности и большим коэффициентом использования, выберем печатную машину Komori Lithrone LS-26P.

4.2.2 Сопроводительная брошюра

Определим коэффициенты использования оборудования офсетных печатных машин при печати брошюр:

Manugraph CityLine Express:

.

KBA Rapida 105:

.

Коэффициенты использования оборудования что рулонной, что листовой печатных машин равны, однако время печати заданного тиража Manugraph CityLine Express меньше, чем аналогичный параметр машины KBA Rapida 105, именно поэтому будем использовать рулонную машину.

 

4.3 Расчет необходимого количества бумаги

4.3.1. Для сопроводительной брошюры

Для брошюры была выбрана бумага офсетная ВХИ плотностью 60г/м². Технические характеристики данной бумаги: белизна 100 %, гладкость 30, пухлость 0,75 см³/г.