Способы обработки оргстекла

Оргстекло — это полимерный материал, выпускаемый в виде листов толщиной от 1,0 до 24 мм. Представляет собой акриловое (органическое) стекло. В последнее время пользуется растущей популярностью и спросом, благодаря многочисленным положительным характеристикам.

Обе стороны листа имеют прозрачную, абсолютно глянцевую поверхность. Оргстекло обладает светорассеивающими и светонепроницаемыми свойствами. Светопропускная способность может иметь различную степень.

Резка оргстекла
Резку оргстекла можно производить различными способами. Пилы, имеющие лезвия для легких металлов, используются в случае проведения мелких работ.

Резку фрезой применяют в случае необходимости получения более сложных форм, к примеру, криволинейных, а также придания четкости и глянца поверхности. Использование дисковой пилы целесообразно для прямых резов, допустима и резка ленточной пилой.

При осуществлении резки оргстекла дисковой пилой разрезы имеют точный и прямой контур, при этом срез отличается четкостью. В случаях, когда получение четкого среза необязательно, как например, подготовка заготовок перед формованием, рекомендуется применять ленточную пилу.

При осуществлении резки литьевого акрила применяется и дисковая, и ленточная пилы. Причем дисковая пила, с зубьями, армированными карбидом, должна иметь скорость вращения 800-1200 м/мин, ленточная пила — скорость вращения 700-800 м/мин.

Таким образом, резку оргстекла можно производить различными инструментами, от обыкновенной ручной пилы по металлу до сложного лазера. Выбор зависит от вида проводимых работ и цели использования разрезанного материала.

Оборудование, работающее в более скоростном режиме, целесообразно использовать для усовершенствования технологического процесса резки. Высокого качества кромки можно достичь при наименьшей скорости подачи и максимальной скорости резки.

Скорость вращения диска циркулярных пил при осуществлении резки экструзионного материала должна составлять 4000 об/мин. Диски из быстрорежущей стали и армированные твердым сплавом, имеющие диаметр 250 мм, рекомендуется применять в случае обработки материала.

Для недопущения процесса деформации зубья пил должны быть неразведенными.
Использование лазерной резки имеет двойственный результат.

С одной стороны, резка, осуществляемая лазером, позволяет достичь абсолютной и редкой точности, разрезы настолько качественные, что если и потребуется шлифовка, то совершенно незначительная, при этом отходы образуются в минимальном количестве. Но при этих абсолютно идеальных показателях, в связи с возникновением внутреннего значительного напряжения материала, становится невозможным, в последующем, склеивание поверхностей.

Оргстекло литьевое достаточно просто подвергается процессу механической обработки, но при этом обладает свойством низкой теплопроводности. В результате при осуществлении его резки места срезов стремительно нагреваются.

В связи с этими свойствами рекомендуется применять оборудование, позволяющее развивать высокую скорость резки при обеспечении минимальной глубины вырезаемого слоя.
Сверление оргстекла

Для сверления экструзионного оргстекла применяется мобильный сверлильный или стационарный станок. При осуществлении сверлильного процесса применяются специальные заточенные сверла для легких металлов из быстрорежущей стали, имеющие более высокую производительность.

В целях недопущения трещинообразования важно следить, чтобы полученное отверстие имело абсолютно гладкие края. При необходимости получения более углубленного отверстия важно не допускать перегрева оргстекла и постоянно удалять образовавшуюся стружку.

При осуществлении сверления литьевого оргстекла необходимо помнить о его свойстве быстрого нагревания в процессе обработки. В целях недопущения значительного внутреннего напряжения материала требуется постоянно охлаждать и его, и режущий инструмент.

Для этого вполне подойдут сжатый воздух или смазочная жидкость, обладающая охлаждающим эффектом. Для сверления литьевого оргстекла применяются винтовые металлические сверла с коэффициентом поправки диаметра относительно диаметра отверстия — +0,05 мм.

Гравировка оргстекла
Для гравировки оргстекла с успехом применяется лазерный метод. Он заключается в ограничении воздействия лазерного пучка.

Этот способ используется с применением специальных лазерных режущих станков. Более распространенный способ гравировки применяется с использованием рыхлителей. Они располагаются на пантографах и оборудованы фрезами, имеющими разный профиль.

Фрезы имеют достаточно небольшой размер диаметра от 2 до 6 мм.
Шлифование оргстекла
Во-первых, все дефекты поверхности оргстекла необходимо отшлифовать. Для этого применяется наждачная мокрая бумага из мелкого корунда.

Затем производят обработку отшлифованной поверхности. Для этих целей используются крокуса, диспергированные в воске, трепела, пасты полировочные типа ВИАМ. Все работы по шлифованию оргстекла осуществляются или на полировальной машине, или ручным способом.

Полирование оргстекла
В целях достижения высокого качества отполированной поверхности оргстекла применяется механический метод с использованием алмазных резцов. Но этот способ применяется в случае наличия прямого контура среза.

В противном случае применяется полирование пламенем. Этот метод заключается в воздействии чистого пламени очень большой температуры на обрабатываемый материал.

Так как при этом происходит появление высокого напряжения, необходимо ликвидировать его отжигом до покраски или склеивания. При использовании такого способа полирования необходимо предусмотреть меры безопасности.

Главное условие в том, чтобы обрабатываемая поверхность была совершенно чистой.
Формовка оргстекла
Для того, чтобы оргстекло приобретало разные формы, применяется специальная технология. Начальный вид обработки — это нагрев.

В случае, когда не была достигнута предполагаемая форма изделия, проводится дополнительный нагрев, и после этого проводится необходимая корректировка. Литой акрил при дополнительном нагревании обладает способностью принимать первоначальную форму.

Аналогичный результат можно получить и при такой же обработке экструдированного оргстекла, но только при условии отсутствия применения к нему растягивания. Примечательно, что защитную пленку до нагрева допускается оставлять на экструдированном оргстекле, на литом пластике наличие защитной пленки не допускается.

При транспортных перевозках или хранении экструдированного пластика возникает вероятность проникновения в него влаги. В целях недопущения появления пузырьков на месте сгиба требуется обеспечить сушку экструдированного пластика.

Просушивание материала проводится в сушильной камере или путем инфракрасного излучения. Конвекционная сушильная камера обеспечивает воздушную циркуляцию.

Для просушивания материала в температурном режиме 75-80? в течение от одного до двух часов на каждый мм, обычно при значительном количестве влажности хватает одних суток для обеспечения допустимых значений содержания влажности. При сушке методом инфракрасного излучения показатели те же: температурный режим 75-80?, продолжительность от 1 до 2 часов на каждый мм.

Нагрев литьевого оргстекла проводится на специальном оборудовании, обеспечивающем поддержание равномерного температурного режима с перепадом по плоскости и толщине листа до ±3?. На каждый мм толщины литьевого стекла проводится нагрев в течение от 3 до 4 минут до t=165-190?C.

Блочное оргстекло имеет свойство быстрого размягчения, при этом показатели прочности у него гораздо выше, чем у экструзионного. Реакция на процесс нагревания у экструдированного акрилового и литого пластика различна.

Экструдированный акриловый пластик имеет усадку 3-6% по направлению экструзии, к примеру, направлением экструзии у листа с размерами 2х3 м считается сторона листа — 3м. В поперечном направлении усадка составляет от 1 до 2%.

Литой акриловый пластик имеет равную по всем направлениям усадку, при этом происходит соответствующее увеличение размеров толщины. Показатели усадки у литого акрилового пластика не превышают 2%.

В случае перегрева литьевого оргстекла на 10-15?С не происходит его растрескивания и разрывов при возникновения деформации. Экструзионное оргстекло такой способностью не обладает, при аналогичных условиях перегрева происходит появление внутреннего напряжения.

Вторым этапом обработки является формовка. Формы — пуансоны и матрицы, выпускаются стальные, гипсовые, алюминиевые, из древесины. Процесс формовки несложен.

Одним из методов формовки является размещение пластика (естественно, после нагрева) на форму. В результате под действием своего веса он принимает вогнутые или выпуклые очертания.

Также формовка производится в вакуум-плотной камере методом втягивания и методом свободного выдувания сжатым воздухом, причем при таком способе использование форм необязательно. Процесс формовки по-разному отражается на экструдированном и литом акриле.

Формовка экструдированного акрила происходит достаточно легко, при этом установленный температурный режим 160-170?С на 1мм толщины, продолжительность нагрева составляет 3 минуты. Формовку литого акрила невозможно осуществить без обеспечения высокого давления.

Несложно провести сгибание листа методом нагрева. Необходимо нагреть материал вдоль оси изгиба несколькими нагревательными прямолинейными приспособлениями. Достаточно бывает и одного, к примеру, нихромовой струны.

Завершающим этапом является охлаждение. Это не менее важный процесс, и если он однородный и максимально длительный, то позволяет не допустить появление внутреннего напряжения материала.

Рекомендуется проводить охлаждение до температуры 60-70?С и не извлекать его из формы при более высокой температуре. В таком случае гарантируется прекрасное сохранение желаемой формы и недопущение процесса деформации.

Для снятия внутреннего напряжения материала требуется до нанесения краски, самоклеющейся пленки, обработки растворителем, провести термическое кондиционирование.
Холодное сгибание

Экструдированное и литое оргстекло обладают способностью под воздействием холодного сгибания легко принимать требуемую форму. Процесс холодного сгибания несложен, но, в соответствии с необходимыми требованиями, рекомендуется соблюдать главное условие: радиус изгиба должен иметь наименьшую величину.

В противном случае плиты испытывают значительное напряжение. Зная толщину пластика, следует иметь в виду, что соответствующее значение радиуса сгибания должно быть в 230 раз больше.
Сварка

Сварку экструзионного и литьевого оргстекла производят различными методами: вибрация, горячий газ, излучение, индукция, ультразвуковая пайка. Сварку оргстекла проводят для склеивания деталей, крепления накладок, формования элементов, не соответствующих существующим стандартам, получение утолщений.

При проведении склеивания встык либо внахлест с односторонней накладкой рекомендуется применять клей СММ из полиметилметакрилата. Швы в этом случае выглядят прозрачно и не имеют цвета.

Для обеспечения качества склеивания, высокой прочности, необходимых показателей стойкости при атмосферном воздействии, для экструзионного и литьевого стекла следует применять соответствующие родственные марки клея.
До начала склеивания, учитывая свойства литьевого оргстекла подвергаться значительному внутреннему напряжению, для снятия напряжения необходимо провести отжиг.

Учитывая значение температуры, при которой происходит размягчения стекла, а она составляет от 90 до 120?, температура отжига, в соответствии с установленными рекомендациями, должна составлять от 65 до 80?С. После проведения отжига нагретое изделие требуется охладить.

Наиболее оптимальным вариантом охлаждения является охлаждение в естественных условиях.
При проведеи сварочных работ с литьевым оргстеклом необходимо соблюдать условие по снятию внутреннего напряжения материала.

Для этого после проведения сварки, необходимо провести термическую обработку детали. Температура сварки литьевого оргстекла достаточно высокая и достигает значения 300?С.
Склеивание

Осуществить склеивание листов из экструзионного оргстекла можно не только друг с другом, но и с другими разнообразными материалами. Для этого достаточно приобрести следующие необходимые средства: пленочные, полимеризуемые и другие типы клея, а также растворители.

Рекомендуется полимеризуемый тип клея: сироп ПММА с диметиланилином (СММ), в который при склеивании необходимо добавить инициатор полимеризации (перекись бензоила), пленочный тип клея: раствор полиметилметакрилата в летучем растворителе, также полиэфирные, полиуретановые эпоксидные типы клея, клей марки А БФ-2 (4,6).К-90, МП-88 (81). Из растворителей при склеивании применяются: хлористый метилен, дихлорэтан.

До начала склеивания целесообразно проведение термообработки. Швы, получаемые при таком способе склеивания, отличаются долговечностью и высокими показателями прочности. Застывание и высыхание клея производится в естественных условиях, при комнатной температуре.

Завершающим этапом процесса склеивания является отжиг при температуре 60?С, длительностью от 2 до 5 часов

Другие светильники этого типа: