Варианты обработки оргстекла

В наши дни листовое акриловое стекло, также есть его другое название органическое стекло, или просто в народе оргстекло, это одно из наиболее распространённых, употребляемых в производстве полимерных листовой формы материалов По определению оргстекло — это светонепроницаемые, светорассеивающие или прозрачные листы, с разным уровнем пропускной способности света, с глянцевой поверхностью с двух сторон, толщина которых составляет от 1,0 до 24 мм.
Резка оргстекла

Резка оргстекла возможна как простым инструментом, например можно применить ручную пилу для резки для металла, так и более современным, таким как лазерный луч. В основном для резки прямых резов оргстекла применяется дисковая пила, а для криволинейных форм применяется фреза для вырезания или станочный режущий инструмент — ленточная пила.

Ленточная пила больше рассчитана для вырезания заготовок перед процессом формовки, при порезе таким образом не нужно в конечном результате получить четкий срез, следует отметить, что при резке литьевого акрила применяется ленточная пила обороты которой составляют около 800 в минуту. Для того чтобы в конечном результате при вырезании сложных форм получить гладкую поверхность рекомендуется применять фрезу.

Для получения прямых точных разрезов с чёткими срезами рекомендуется использовать дисковые пилы, делается это потому что при разрезе литьевого акрила используется дисковая пила с армированными карбидом зубьями скорость вращения которых составляет около 1000 в минуту. Для мелкосрочных работ можно применять пилу с лезвиями для легких металлов.

В производстве для более точной резки желательно применять высокоскоростное оборудование. При больших оборотах резки и небольшой скорости подачи можно в конечном результате добиться качественной кромки.

При обработке экструзионного оргстекла с использованием высокобортных циркулярных пил желательная скорость — 4000 об/мин). При обработке лучше всего применять диск диаметром 250 мм, сделанные из быстрорежущего металла или армированные твердым сплавом.

Во время работы они должны быть не разведены, это делается для сохранения зубьев пилы от деформации.
При лазерной резке в свою очередь появляется ряд превосходств, такие как: точность при порезке, небольшое количество отходных материалов, разрезы наивысшего качества, требующие в конечном результате небольшой шлифовальной обработки.

Следует отметить то, что этот способ резки способствует созданию внутреннего напряжения материала, и в будущем склеивать такие материалы нежелательно.
Литьевое оргстекло свою очередь легко поддается обработке механическими инструментами, но так как у неё небольшая теплопроводность быстро нагревается в месте резания.

Желательно такую обработку производить при небольшой глубине срезаемого слоя, но с высокими оборотами диска при работе.
Сверление оргстекла

Процесс сверления экструзионного оргстекла следует производить с использованием стационарных или мобильных сверлильных станков с применением специальных сверл для легкосплавных металлов из стали изготовленной для выскопроизводительной работы, а также специально заточенных под сверление экструзионного оргстекла. Во время работы необходимо отслеживать гладкость краев созданного отверстия для избежания образования трещин.

Во время сверления необходимо чаще поднимать сверло, это делается для того, чтобы извлекать стружку и ограничить процесс нагрева обрабатываемого материала.
В процессе сверления литьевого оргстекла можно использовать любые металлические сверла любого винтового вида.

При этом коэффициент диаметра металлического сверла должен составлять +0,05 мм от диаметра созданного отверстия. Для избежания высоких температур в процессе сверления нужно охлаждать сжатым воздухом или специальными жидкостями, режущий инструмент и материал.

Гравировка оргстекла
Гравировку оргстекла в ряде случаев следует производить с применением рыхлителей. Устанавливаются они на пантографы и оснащаются фрезами малого диаметра, как правило это 2-6 мм разного профиля.

Можно использовать и лазерные режущие станки, с помощью которых можно производить процесс гравировки путем применения ограничения глубокого действия пучка лазера.
Шлифование оргстекла

Поверхности с такими дефектами как царапины или иные повреждения, шлифуют при помощи наждачной бумаги из мелкого корунда, при этом бумага обязательно должна быть смоченной водой,. После процесса грубого полирования, обработанную поверхность необходимо смазать специальными полировочными пастами типа ВИАМ, также разрешается применение трепела или крокуса, диспергированных в воске.

Эти операции следует производить самостоятельно, или же с использованием полировальной машины.
Полирование оргстекла
Оставшуюся матовую поверхность и срезанные края оргстекла, можно качественно обработать механическим способом с применением алмазных резцов.

В случае когда это невозможно, как например в случае когда срез получился криволинейный, тогда желательно применить метод полирования поверхности пламенем. Этот способ представляет собой обработку изделий пламенем с высокой температурой, но при этом следует помнить и меры предосторожности работы с огнём.

Необходимо помнить что обрабатываемая поверхность должна быть чистой. Этот метод обработки препятсвтует созданию напряжений во время работы, поэтому перед процессом нанесения краски и склеивания необходимо его снять при помощи отжига.
Формовка оргстекла

При формовке оргстекла материалу можно придать совершенно различные формы. Процесс можно разделить на три этапа:
1. Нагрев
2. Формовка
3. Охлаждение

1. Нагревание. При нагреве полученная деталь не принимает желаемую форму, тогда её желательно повторно нагреть и после чего её можно откорректировать. Следует помнить, что литой акрил может легко принимать первоначальную форму при повторном процессе нагревания.

С экструдированным же оргстеклом это можно сделать только в том случае, когда материал ранее не подвергался растягиванию. Перед процессом нагревания защитную плёнку необходимо удалить с литого пластика, а на экструдированном оргстекле можно оставить.

Перед процессом формовки экструдированный пластик следует предварительно осушить при помощи горячей сушки, делается это того, чтобы в готовом изделии в месте сгиба не образовывались пузырьки. Сушка также необходима для того, чтобы при хранении или транспортировке в изделие с воздухом проникает небольшое количество влаги.

Сушку необходимо проводить в конвекционной сушильной камере с циркулированием воздушного потока и в температурном диапазоне 75-80 °С на протяжении одного или двух часов на каждом миллиметре толщины, обычно при огромном содержании влаги достаточно одних суток для сушки. Также можно производить сушку с использованием инфракрасных лучей при температуре 75-80 °С на протяжении двух часов на каждый миллиметр толщины изделия.

Для нагревания литьевого оргстекла перед процессом формования применятся оборудование, создающее ровное температурное поле с перепадами по толщине материала ±3 °С. Литьевое оргстекло нагревается около 3-4 мин на миллиметр толщины, до его температуры от 165 до 190 °С.

В свою очередь блочное оргстекло быстро размягчается при нагревании, но его прочность незначительно уменьшается при сравнивании с экструзионным. Экструдированный акриловый и литой пластик все они не одинаково реагируют на нагревание. равномерная усадка может быть у литого акрилового материала до 2 % во всех направлениях, в связи с этим толщина листа увеличивается.

У экструдированного акрилового пластика составляет 3 — 6 % в сторону экструзии и 1-2 % в поперечную сторону. Литой акрил переносит нагревание в 15 °С, а при перегреве литьевого оргстекла, в сравнении с экструзионным не трескается даже при изменении формы.В случае с экструдированным относительная разница в температуре нагрева приведёт к возникновению напряжения в материале.

2. Формовка. При горячей формовке эти материалы также ведут себя по разному. Значительное давление прилагается для деформации литого акрила, формовка же экструдированного акрила происходит легче, рекомендуемая температура 160-170 °С при времени нагревания — 3 мин. на один мм толщины материала.

Всевозможножные формы производят из разных материалов, такие как: гипс, алюминий, древесина, сталь. После нагревания пластик помещается на выпуклую или выгнутую форму, где он и приобретает форму, под воздействием своего веса.

Это наиболее простой способ формовки в горячем состоянии. Формовка пластика производится свободным втягиванием и выдуванием в вакуум-плотной камере с использованием сжатого воздуха, это можно делать с использованием форм, так и без их использования.

При необходимости сгибания листа по линии будет достаточно нагреть пластик вдоль оси изгиба с помощью одного или нескольких прямых нагревательных элементов, таких как нихромовая струна.
3. Охлаждение.

Во избежание создания внутреннего напряжения, необходимо продолжительное охлаждение. Для того чтобы готовое изделие охладилось его нужно оставить на матрице до температурного дипазона 60-70 °С. Это позволит лучше сохранить отпечатавшуюся форму и избежать деформации.

Для снижения напряжения отформованные изделия, непосредственно перед тем как их взаимодействовать с растворителями или краской, необходимо подвергнуть термическому кондиционированию. Делается это для снижения напряжения.
Холодное сгибание

Литое и экструдированное оргстекло, без особого труда поддается холодному сгибанию. Необходимо помнить что радиус изгиба должен быть минимальный. Это поможет избежать чрезмерного напряжения плит.

Следует соблюдать минимальную величину радиуса сгибания, которая должна превышать толщину пластика в 230 раз.
Сварка

Для достижения более прочного соединения и атмосферостойкости при работе с литьевым оргстеклом, а также с экструзионным оргстеклом, рекомендуется использовать родственные виды клея. Для получения в конечном результате бесцветных и прозрачных швов в процессе склеивания встык с односторонней накладкой желательно применять клей вида СММ изготовленного на основе полиметилметакрилата.

Перед тем как склеить детали из литьевого оргстекла нужно отжечь, делается это для того, чтобы не было внутренних напряжений. Оптимальная температура для отжига составляет не более 80 °С.

В зависимости от температурного диапазона размягчения стекла который как правило составляет 90-120 °С, после процесса отжига необходимо охлаждение.
Сварку можно применять и для получения заготовок для формования изделий нестандартных форм, также для образования утолщений и для закрепления накладок и. Литьевое оргстекло принято сваривать при температуре до 300 °С.

Для снятия внутренних напряжений, после механической обработки готовую деталь подвергают термической обработке.
Существует несколько способов сварки:
1. Индукция;

2. Излучение;
3. Ультразвуковая пайка;
4. Вибрация;
5. Горячим газом.
Склеивание

Экструзионного оргстекло можно склеить друг с другом и с прочими материалами, при этом получится прочный и долговечный шов. Небходимо помнить, что перед склеиванием обязательно необходимо провести температурную обработку.

Для склеивания экструзионного оргстекла применяются следующие материалы:
1. Раствор полиметилметакрилата в летучем растворителе;
2. Сироп ПММА с диметиланилином (СММ), во время момент склеивания добавляется перекись бензоила;

3. Эпоксидные, полиэфирные, полиуретановые и др. типы клея марок АК-90, МП-88 (81), БФ-2 (4,6);
4. Растворители
Необходимо помнить, что после процесса сушки и застывания клея при комнатной температуре нужно провести отжиг на протяжении от двух до пяти часов в температурном диапазоне 60 °С.

Другие светильники этого типа: