Оргстекло: чем резать в домашних условиях. Гнём оргстекло в домашних условиях — новые возможности для творческой работы Основные приемы работы с органическим стеклом
Плекс) - это прозрачный пластик, который по виду очень напоминает стекло, но, по сравнению со стеклом имеет больше преимуществ:
- В два раза легче по весу;
- Прочнее и более ударостойкий;
- Обладает лучшими теплоизоляционными свойствами;
- Более прозрачный.
Акрил имеет два крупных недостатка - он дороже и при прямом воздействии огня начинает плавиться и гореть. Также при работе с ним необходимо избегать нагревания, так как акрил плохо реагирует на высокие температуры и это может привести к возникновению значительных напряжений в материале, что, в свою очередь, может привести к образованию трещин.
Как резать?
Оргстекло обычно защищено пленкой с обеих сторон. Рекомендуется оставить акрил в защитной пленке на протяжении всего процесса обработки, чтобы защитить покрытие.
Существует несколько способов резки оргстекла , но независимо от используемого вами метода, необходимо всегда следить за тем, чтобы инструмент для резки не стал источником его нагревания. Один из способов резки заключается в использовании отрезного станка предпочтительно с лезвием из карбида с 10-ю зубчиками на дюйм. Плекс можно также резать с помощью фрезерного станка CNR, методом лазерной технологи на основе углекислого газа (СО2) или тонкой сверхзвуковой струей воды. Обратите внимание на то, что отделка края будет отличаться в зависимости от метода резки.
Выбирайте лезвие для станка, которое специально предназначено для резки акрила. Зубчики лезвия должны быть ровными, тонкими и равномерно распределёнными на одной высоте. Проследите за тем, чтобы контакт лезвия с материалом происходил с постоянной скоростью, так как изменения в скорости могут привести к плавлению края материала.
Тонкие детали из акрила (1/8 дюйма ≈ 3мм в толщину или меньше) можно резать как стекло с использованием ножа для гравировки, металлической чертилки, шила или монтажного ножа и в конце аккуратно разломать. Обратите внимание, что, если необходимо сделать длинный порез, этот способ не подойдет, так как он оставляет не достаточно плоские края, которые потом сложно склеивать.
Как сверлить?
Акрил хорошо подается сверлению, но необходимо избегать нагревания и неаккуратного обращения с материалом во время сверления. Тепло, вырабатываемое сверлом может привести к плавлению или образованию трещин, а любое не аккуратное движение материала возле сверла может привести к надломам.
Используйте специальные отшлифованные и отполированные сверла, предназначенные для обработки акрила, или подкорректируете форму обычного спирального сверла на шлифовальном станке, что бы его можно было использовать для сверления полимера. Форму спирального сверла можно изменить путем шлифования граней сверла на обеих сторонах, таким образом, что бы при сверлении создавалось скоблящее действие. Если сверло правильно заточено и работает с правильной скоростью, в процессе обработки достигаться длинные вьющиеся полоски.
Скорость сверла также является важным фактором. Установите сверлильный станок на скорость от 500 до 1000 оборотов в минуту. Всегда начинайте и заканчивайте обработку с медленной скоростью. Если вы собираетесь сверлить несколько отверстий, время от времени давайте инструменту остыть, что бы избежать нагревание акрила.
Можно под низ листа акрила можно положить кусок фанеры, что бы дать сверлу больше пространства и не задеть оргстекло при замедлении инструмента. Чтобы предотвратить трещины, не обрабатывайте слишком близко к краю (1,5 диаметра отверстия от центра будет считаться слишком близко).
Как обрабатывать края?
В зависимости от того, для чего изделие будет применять, какую отделку краев вы хотите, планируется ли склеивание краев и какой тип клея вы планируете использовать, можно определить насколько качественно необходимо обработать края оргстекла . На начальном этапе работы с акриловым стеклом необходимо помнить, что выбор правильного лезвия для резки может значительно минимизировать необходимость обработки краев в будущем.
Как склеивать?
Для достижения прочного склеивания и прозрачных швов рекомендуется использовать клей на основе растворителей. Работая с таким клеем, убедитесь в том, что помещение хорошо проветривается и находиться вдали от источников тепла и огня. Также, следуйте инструкциям производителя и не забудьте одеть защитные очки и спецодежду.
Капиллярный метод склеивания акрила является наиболее популярным. Чтобы достичь идеального склеивания, проверьте, что бы поверхности элементов хорошо соединялись, а также были плоскими, прямыми и чистыми. Соедините части, используя клейкую ленту или зажим, и держите соединение горизонтально, что бы клей не вытек.
Аккуратно нанесите клей вдоль краёв. При склеивании краёв, образующих квадратный угол, нанесите клей на внутренней край. При склеивании плоских краёв по возможности нанесите клей на обе стороны.
Для наилучших результатов используйте бутылку с аппликатором в виде иглы. Что бы части склеились понадобиться хотя бы 30 минут, но для достижения максимальной прочности - от 24 до 48 часов.
Оргстекло имеет множество применений... в том числе и ваше следующее изделие!
Акрил можно приобрести в виде листов, труб или стержней различной толщины , и он является популярным материалом для изготовления окон, аквариумов, дверей душевых кабинок, мансардных окон, рам для картин и многого другого. Некоторые марки, такие как «Acrylite» и «Lucite», производят акрил разных цветов , фактур и для разных целей. Как только вы разберетесь в основах работы с акрилом, то сможете сделать из него все, что захотите!
Где и в каких только целях его не применяют - можно делать из них корпуса, передние и декоративные панели, использовать для "моддинга" компьютерных корпусов, делать объемные фигуры, буквы и многое другое. Данный материал так-же можно применить для светодинамических установок (мигалок, бегущих огней и пр.), свет в оргстекле распространяется прямо и равномерно, за счет чего получаются очень яркие и красивые штуки, которые эффектно смотрятся в темное время суток.
Основными достоинствами оргстекла являются:
- высокая светопропускаемость - 92 %, которая не изменяется с течением времени, сохраняя свой оригинальный цвет.
- сопротивляемость удару в 5 раз больше, чем у стекла.
- устойчиво к действию влаги.
- экологически чистое, при горении не выделяет никаких ядовитых газов.
- легко обрабатывается.
- возможность придавать разнообразные формы при помощи термофена, без нарушения оптических свойств, с прекрасной деталировкой.
- механическая обработка осуществляется с такой же легкостью, как и обработка дерева
устойчивость во внешней среде.
- морозостойкий материал.
- пропускает 73 % ультрафиолетовых лучей, при этом УФ-лучи не вызывают пожелтения и деградации акрилового стекла.
- устойчивость в химических средах.
- электроизоляционные свойства.
Но есть пожалуй самый главный недостаток - оргстекло очень легко царапается, поэтому работать с ним нужно аккуратно.
Как резать и обрабатывать оргстекло?
Многие режут оргстекло с помощью электролобзика или ножовкой по металлу, т.е. полотном. Мне не нравится ни один из этих способов в первую очередь из за того, что во время резки появляется много мусора, да и стекло можно случайно поцарапать, хоть и наклеена на нее защитная пленка.
Я вам хочу предложить другой, более продвинутый, простой и "функциональный" способ резки, после которого не останется ни единой стружки – это резка с помощью раскаленной спирали. Данный способ больше всего подходит для тонких видов оргстекла.
Плюсы данного способа
:
- после резки не остается никакого мусора
- при резке полотном или электролобзиком оргстекло можно поцарапать или тот может даже треснуть, особенно если стекло тонкое.
- при резке спиралью можно полностью контролировать процесс, вырезать любые формы.
- после правильной резки оргстекло обычно не нуждается даже в обработке, но если на краях остаются расплавленные части стекла, их срезают ножиком или обрабатывают надфилем.
- таким способом можно резать практически любой пластик, а не только оргстекло.
- никакой физической нагрузки, сиди себе в кресле и наслаждайся процессом резки =)
Теперь расскажу как сделать такой "резак" и что для этого нужно.
В первую очередь нам понадобится спираль, подойдет практически любая, главное чтобы ваш источник питания смог раскалить его. Достать спираль можно например из старых переменных резисторов, паяльников или купить в отделе электротоваров спираль для обогревательных приборов. Длина спирали подбирается экспериментальным путем, т.к. сопротивление у них у всех разное. Я например использовал спираль от сгоревшего паяльника, диаметром где-то 0.3 мм, при длине в 7 см и при питании 12вольт она раскаляется почти до красна (потребляет при этом 1.5 ампера). Кстати, раскалять спираль до красна нам совсем не обязательно, иначе при резке оргстекло будет дымить и вонять.
Спираль с двух концов нужно закрепить на металлических штырях, а сами штыри припаять к кабелю, который будет соединяться с источником питания. Если вы хотите получить идеально ровные края после разреза, то штыри необходимо закрепить на чем либо, чтобы спираль во время резки держалась прямо и не была согнутой как у меня ниже на фото. Источник питания лучше применить с регулируемым выходным напряжением.
Я сделал себе такую конструкцию как ниже на фото, разрезал таким способом уже немало стекла.
Видео резки:
Как и чем клеить оргстекло?
Вообще говоря технология склейки оргстекла не простая и сильно отличается от клейки обычного стекла. Если обычное стекло клеят силиконовым клеем или термоклеевым пистолетом, то при клейке оргстекла это даст не самые лучшие результаты.
Оргстекло не стоит клеить например цианокрилатным клеем, стекло в местах склейки может из за этого побелеть, очистить это невозможно. Такой клей жидкий, и затекает туда - куда не надо, да и схватывает за секунду, что тоже не очень хорошо. Единственный плюс у цианокрилатного клея - схватывает он очень сильно.
Для склейки оргстекла рекомендую использовать дихлорэтан , это прозрачная жидкость, сильно ядовитая, так что нюхать ее не надо! Дихлорэтан растворяет практически любой пластик и склеивает их между собой. Купить дихлорэтан можно в отделах радиодеталей, или там, где торгуют клеями.
Перед склеиванием стыки оргстекла нужно предварительно разровнять и очистить, далее на склеиваемые поверхности равномерно наносят дихлорэтан и не давая высохнуть соединяют их. Затем вам нужно приготовить смесь из стружек оргстекла и дихлорэтана, берете стружки или кусочки оргстекла и растворяете их в этой жидкости. По консистенции смесь должна быть похожа на кисель, шов нужно заполнить этой смесью.
Для первого раза стоит потренироваться на ненужных кусочках оргстекла.
Повторюсь, дихлорэтан очень ядовит , дышать им не стоит! Работать следует в хорошо проветриваемом помещении или на улице. После работы нужно хорошо помыть руки в теплой воде с мылом.
Гибка оргстекла
Оргстекло это пластик, оно приобретает пластичность при высоких температурах, можно его согнуть под 90 градусов, или же придать стеклу определенную форму. Самое сложное при гибке оргстекла, согнуть в нужном месте, так, как планировалось.
Оргстекло можно гнуть в кипящей воде, с помощью газовой горелки, в печи или термофеном. Я вам расскажу про гибку оргстекла с помощью термофена и спирали. Для начала, нужно начертить, а лучше нацарапать линию на оргстекле, не стоит пользоваться маркерами т.к. после прогрева следы маркера убрать будет сложно. Далее фиксируем одну половину оргстекла на ровном столе с помощью тисков, берем строительный фен, или фен от паяльной станции и начинаем греть стекло вдоль начерченной нами линии. Температуру фена нужно выставить в районе 150-180 градусов - зависит от типа оргстекла. По ходу прогрева как только стекло стало поддаваться, (кстати, это и будет оптимальной температурой) начинаем гнуть, в процессе фен убирать не стоит, нужно поддерживать температуру и прогревать дальше. Вообще, советую лучше греть с двух сторон, двумя фенами, если оргстекло толстое, 5-6 мм. Сгибать нужно в направлении от источника тепла.
Чтобы греть только нужным нам участок стекла, остальной участок советую на всякий случаю прикрыть чем-нибудь, оставив открытой лишь узкую полоску для нагрева и изгиба. Не забывайте про различные цилиндрические предметы, металлические трубы к примеру, которые можно использовать как шаблон, по которому можно делать изгиб нужного радиуса, или даже изготовить трубку из оргстекла.
С помощью термофена можно изготавливать различные формы из оргстекла для маленьких конструкций, формы удобно делать из деревяшки, вытачиваем, выпиливаем нужную форму, кладем на него оргстекло и греем феном, стекло расплавится и начнет укладываться по форме. После сгибания стекло нужно охлаждать плавно и равномерно.
Буквально на днях, я наткнулся на другой интересный способ. Тонкие виды оргстекла можно гнуть с помощью той же спирали, для этого натягиваем эту спираль в нужном нам месте, на расстоянии нескольких мм от стекла, и раскаляем проволоку. Момент, когда стекло начнет поддаваться, вы почувствуете.
Часто желание сделать свой дом ещё привлекательнее и интереснее побуждает хозяев использовать в работе весьма редкие и затейливые материалы. Раньше для декора использовались виниловые пластинки и металлические сплавы, спичечные коробки и выжженное дерево, текстиль и кожзам, а также многое другое: опытный мастер найдёт применение всему. Сегодня широкую популярность получило полимерное оргстекло, которое может быть использовано как для декоративных целей, так и в качестве материала для создания затейливых приспособлений бытового применения. Благодаря творческому подходу, умелым рукам и определённым знаниям из органического стекла можно создавать по-настоящему уникальные предметы, которые впоследствии станут вашей гордостью и украшением дома.
Немного о материале
Названный материал представляет собой полимерный сплав, имеющий высокую прочность и при этом максимальную пластичность (при условии использования высоких температур). В состав оргстекла входят аморфные полимеры, которые в основном состоят из развёрнутых и линейных макромолекул. Такой состав материала позволяет добиваться его абсолютной прозрачности, прочности и лёгкости.
Новый материал, который существенно расширил возможности строителей и дизайнеров
Преимуществами оргстекла, используемого в качестве материала для создания декоративных элементов интерьера, являются:
Поэтому органическое стекло становится всё более востребованным у мастеров на все руки.
Стоит отметить, что из оргстекла можно создавать совершенно различные затейливые вещицы. Это могут быть симпатичные этажерки и причудливые полочки, небольшие аквариумы или горшки под комнатные растения, полукруглые перегородки в комнате или простые столешницы. При этом в некоторых случаях может потребоваться процедура сгибания оргстекла под заданным углом.
Провести эту задачу можно в домашних условиях с соблюдением основных правил по работе с оргстеклом.
Несколько принципов работы с оргстеклом
Перед тем как приступить к плавлению и сгибанию оргстекла, необходимо усвоить несколько принципов, которые помогут вам выполнить работы максимально продуктивно и без лишних перерасходов материала.
- Итак, для формирования детали нужного размера необходимо отрезать от целого полотна оргстекла кусок материала желаемых параметров. Это позволит получить на выходе экономичный расход материала и более высокую продуктивность выполненных работ.
- Для работы необходимо использовать только чистое оргстекло. В этих целях рекомендуется вымыть материал.
Важно не использовать для очистки оргстекла абразивные материалы. Только мягкая тряпочка и естественная просушка полимерного полотна. В противном случае на оргстекле образуются заметные и неприглядные царапины, разводы, которые портят внешний вид материала и уменьшают его прозрачность.
- После мытья оргстекла не приступайте сразу к работе по сгибанию. Дайте материалу просохнуть. На это потребуется не менее суток в сухом помещении при комнатной температуре. Либо обеспечьте сушку феном при температуре 80 градусов по Цельсию.
Принцип расчёта времени сушки оргстекла с помощью фена должен быть таким: 1 час на 1 мм толщины материала на каждом его участке.
- Приступая к нагреванию оргстекла с целью его деформации под нужным углом, учтите, что тепловую обработку материала необходимо проводить с противоположной стороны относительно угла сгибания. То есть греем верх материала и сгибаем его вниз.
- Для сгибания оргстекла достаточно использовать температуру нагрева 150 градусов, а для плавки материала и его заливания в заготовленные формы нужна температура не менее 170 градусов.
Важно: для правильного сгибания оргстекла в домашних условиях нужно прогревать площадь материала, в три раза превышающую его толщину. То есть, если ваше оргстекло имеет толщину 3 мм, то для его ровного и красивого сгибания нужно прогревать такой участок по линии предполагаемого сгиба, ширина которого будет равна 9 мм. При этой толщине оргстекла достаточно будет обработки тепловым прибором с одной стороны материала. Если же толщина оргстекла превышает 5 мм, то потребуется провести процесс его нагревания с двух сторон по линии предполагаемого сгиба.
- После сгибания оргстекла важно дать ему остынуть естественным путём. Не используйте воду или холодный воздух в качестве охладителя. Это может нанести вред готовому изделию в виде трещин, пузырьков и т.д.
Способы сгибания в домашних условиях
Необходимые материалы
Для того чтобы придать орсгстеклу нужную конфигурацию, можно использовать один из нескольких популярных способов:
- Нагревание материала при помощи строительного фена;
- Путём кипячения;
- С помощью нихромовой проволоки.
В зависимости от способа сгибания оргстекла вам понадобится нагревательный элемент (строительный фен, нихромовая проволока или кастрюлька с кипящей водой). Помимо этого, подготовьте:
- Ножовку по металлу;
- Тиски для надёжной фиксации пластины оргстекла;
- Фому для сгибания (труба, брусок, столешница и пр.);
- Абразивный материал для шлифования краёв изделия;
- Немного воды (для охлаждения материала во время его реза).
Подготовительные работы
Если ваше будущее изделие требует использования небольшого фрагмента оргстекла, то сначала необходимо отрезать его от общего полотна. Для этого надёжно зафиксируйте оргстекло в тисках и ножовкой по металлу отрежьте нужный кусок. В местах фиксации не забудьте проложить мягкий материал, который предотвратит порчу оргстекла.
Для резки оргстекла можно использовать как ручную ножовку, так и электролобзик
Важно: используйте только острую ножовку. В противном случае материал может быть повреждён и деформирован. В процессе резки оргстекла охлаждайте линию распила водой. Это позволит избежать перегрева оргстекла и его возможного плавления.
Если во время резки на материале появилась трещина, не стоит беспокоиться. Её можно убрать маленькой хитростью: обработайте края раскола охлаждённой уксусной кислотой. Методом сдвига оргстекла в месте раскола позвольте уксусной кислоте глубже проникнуть в поры материала. Потом сожмите оргстекло в месте трещины. Материал сплавится, и отполированная трещина не будет заметна.
Сгибание методом кипячения
Это наиболее простой способ сгибания оргстекла, практически не требующий дополнительных инструментов.
Не забудьте использовать защитные перчатки, чтобы избежать получения ожогов.
5. Сформированную из оргстекла деталь оставьте до полного остывания.
При помощи строительного фена
Если вам предстоит согнуть достаточно большой кусок оргстекла, то для этих целей используйте строительный фен. Его мощность позволит обработать большую площадь органического полимерного материала за предельно короткое время.
При помощи нихромовой проволоки
При помощи тщательно натянутой под оргстеклом нихромовой проволоки можно добиться сгибания материала по прямой линии без усилий. Для этого необходимо выполнить следующие действия:
Видео: гнём оргстекло нихромовой проволокой
Предлагаем вашему вниманию небольшое видео, которое наглядно продемонстрирует, как гнуть оргстекло с помощью нихромовой проволоки.
Ленточная пила подходит больше для вырезания заготовок перед формовкой, так как при такой порезке нет необходимости в получении четкого среза (для резки литьевого акрила используют ленточную пилу со скоростью вращения 700-800 м/мин.). Для получения чёткой и гладкой поверхности при вырезании сложных форм рекомендуется использовать фрезу. Дисковые пилы позволяют производить прямые точные разрезы с четким срезом (при резке литьевого акрила применяют дисковую пилу с армированными карбидом зубьями со скоростью вращения 800-1200 м/мин). При проведении мелких работ могут применяться пилы с лезвием для лёгких металлов.
Для более технологичной резки предпочтительно использовать высокоскоростное оборудование. При высокой скорости резания и минимальной скорости подачи можно получить качественную кромку (при резке экструзионного оргстекла с помощью высокоскоростных циркулярных пил рекомендуемая скорость вращения диска - 4000 об/мин. (Для обработки необходимо использовать диски диаметром 250 мм, изготовленные из быстрорежущей стали или армированные твёрдым сплавом. Во избежание деформации зубья пил должны быть неразведёнными). Резка лазерным лучом имеет ряд преимуществ: исключительная точность порезки, малое количество отходов, разрезы высокого качества, требующие незначительной шлифовки.
Однако данный способ способствует появлению высокого внутреннего напряжения материала, и дальнейшее склеивание таких поверхностей не рекомендуется. Литьевое оргстекло легко поддаётся механической обработке, но из-за малой теплопроводности быстро нагревается в зоне резания. Поэтому обработку следует вести при наименьшей глубине срезаемого слоя, но с большими скоростями резания.
Внимание! Во избежание появления царапин в процессе хранения или при механической обработке не удаляйте защитную плёнку или бумажное покрытие.
Сверление оргстекла
Сверление экструзионного оргстекла производится при помощи стационарного или мобильного сверлильного станка с использованием специальных свёрл для лёгких металлов из быстрорежущей стали повышенной производительности, специально заточенных для сверления экструзионного оргстекла. Необходимо следить за гладкостью краёв просверленного отверстия во избежание образования трещин. В случае глубокого сверления рекомендуется часто поднимать сверло с целью извлечения стружки и ограничения нагрева материала. При сверлении литьевого оргстекла используются любые металлические винтовые свёрла. Коэффициент поправки диаметра сверла +0,05 мм относительно диаметра отверстия. Во избежание внутренних напряжений при сверлении необходимо охлаждение режущего инструмента и материала охлаждающими смазочными жидкостями или сжатым воздухом.
Холодная гибка оргстекла
Оргстекло, как литое, так и экструдированное легко поддаётся холодному сгибанию, однако следует соблюдать минимальный радиус изгиба для того, чтобы не подвергать плиты чрезмерному напряжению. Минимальная величина радиуса сгибания должна в 230 раз превышать толщину пластика.
Гравировка оргстекла
В большинстве случаев производится при помощи рыхлителей, устанавливаемых на пантографы и оснащённых фрезами малого диаметра (2-6 мм) различного профиля. Также могут использоваться лазерные режущие станки, которые позволяют производить гравировку путем ограничения глубокого действия лазерного пучка.
Шлифование оргстекла
Грубые поверхности или поверхности с дефектами, такими как царапины, шлифуют мокрой наждачной бумагой из мелкого корунда. После грубого полирования поверхность следует обработать специальными средствами. (полировочные пасты типа ВИАМ, трепела, крокуса, диспергированные в воске). Проводятся все операции либо вручную, либо на полировальной машине.
Полирование оргстекла
Срезанные края и матовую поверхность возможно качественно отполировать механическим способом при помощи алмазных резцов. Однако если это невозможно, например, срез криволинейный, тогда рекомендуется полирование пламенем. Данный способ заключается в обработке изделий чистым "жёстким" пламенем высокой температуры, но следует соблюдать некоторые меры предосторожности. Так, например, шлифуемая поверхность должна быть абсолютно чистой, и кроме того, данный метод способствует возникновению значительных напряжений, которое перед склеиванием или нанесением краски нужно снять путем отжига.
Сварка и склеивание оргстекла
1. В случае с литым оргстеклом рекомендуется использовать (как и для экструзионного оргстекла) "родственные" клеи, что позволяет достичь наиболее прочного соединения и его атмосферостойкости. Для получения прозрачных бесцветных швов при склеивании внахлёст или встык с односторонней накладкой предпочтительнее использовать клей СММ на основе полиметилметакрилата.
Перед склеиванием детали из литого оргстекла необходимо отжечь для снятия внутренних напряжений. Рекомендуемая температура отжига 65-80С в зависимости от температуры размягчения стекла (90-120С), после чего предпочтительно естественное охлаждение.
Сварку также применяют для получения заготовок для формования нестандартных изделий, для крепления накладок и образования утолщений. Сварку литого оргстекла производят при более высоких температурах (до 300 0 С). Готовую деталь после механической обработки шва подвергают термической обработке для снятия внутренних напряжений.
2. Листы из экструзионного оргстекла можно склеивать сами с собой и с другими материалами, получая при этом высокопрочный и долговечный шов. Перед склеиванием желательно провести термообработку.
Материалы для склеивания экструзионного оргстекла:
Плёночный тип клея: раствор полиметилметакрилата в летучем растворителе;
Полимеризуемый тип клея: сироп ПММА с диметиланилином (СММ), в который в момент склеивания добавляют инициатор полимеризации (перекись бензоила);
Другие типы клея: эпоксидные, полиэфирные, полиуретановые и др. марок АК-90, МП-88 (81), БФ-2 (4,6);
Растворители: дихлорэтан, хлористый метилен.
После сушки и застывания клея при комнатной температуре рекомендуется провести отжиг течение 2-5 часов при температуре 60С.
Сварка осуществляется несколькими методами:
Индукции;
Излучения;
Ультразвуковой пайки;
Вибрации;
Горячим газом.
Формовка оргстекла в горячем состоянии
Этот вид обработки позволяет придать материалу самые различные формы. Если полученная деталь не соответствует желаемой форме, ее можно повторно нагреть и затем откорректировать. Литой акрил обладает памятью о форме и способен легко возвращаться в исходное положение при повторном нагревании. С экструзионным это возможно исключительно в том случае, если материал не подвергался растягиванию. Защитную плёнку перед нагреванием следует обязательно удалить с литого пластика и можно оставить на экструзионном. Перед формовкой необходимо провести предварительную горячую сушку акрила, чтобы избежать образования пузырьков в готовом изделии.
Необходимость в сушке возникает из-за того, что во время хранения или транспортировки в материал может проникать незначительное количество влаги. Проводят сушку либо в конвекционной сушильной камере с циркуляцией горячего воздуха (при температуре 75-80 С в течение 1-2 часов на каждый мм толщины. Как правило, при большом содержании влаги достаточно 24 часов сушки), либо при помощи инфракрасного излучения при температуре от 75 до 80° С в течение 1-2 часов на каждый мм толщины. Для нагрева литого оргстекла перед формованием используют оборудование, создающее равномерное температурное поле с перепадом по плоскости и толщине листа не более - + 3 С. Литое стекло нагревают 3-4 мин/мм толщины до температуры 165-190°С.
Литое оргстекло при нагревании быстро размягчается, но прочность его снижается незначительно в сравнении с экструзионным. Литой и экструзионный акрил по-разному реагируют на нагревание. У литого возможна равномерная усадка максимум 2%, одинаковая по всем направлениям (соответственно увеличивается толщина листа). У экструзионного - от 3 до 6% в направлении экструзии и 1-2% в поперечном направлении (для листа 2мхЗм направлением экструзии является сторона 3 м). Литой акрил легко переносит неоднородность нагрева в 10-15°С (перегретое литое оргстекло, в отличие от экструзионного, не растрескивается и не разрывается при деформации), в случае с экструзионным, разница в температуре нагрева может привести к возникновению значительных напряжений в материале.
2. Поведение этих материалов при горячей формовке также разное. Для деформации литого акрила нужно прилагать значительное давление, экструзионный же формуется легко и без особых усилий (рекомендуемый температурный интервал - 160-170°С; время нагрева - 3 минуты на 1 мм толщины материала). Формы (матрицы и пуансоны) изготавливают из различных материалов: древесины, гипса, алюминия, стали. Формовку в горячем состоянии можно проводить простыми способами, например, поместив пластик после нагрева на выпуклую или вогнутую форму, где он под своим весом приобретает ее очертания.
Формовку можно проводить также свободным втягиванием в вакуумплотной камере и свободным выдуванием сжатым воздухом, как при помощи форм, так и без них. Если необходимо произвести сгибание плоского листа по прямой линии, то достаточно провести местное нагревание пластика вдоль оси изгиба при помощи одного или нескольких прямолинейных нагревательных элементов, например нихромовой струной. Внимание! При горячей переработке и/или формовании защитное покрытие необходимо снять и тщательно очистить, так как остатки клея или защитной плёнки при размягчении листа могут повредить его поверхность.
3. Чтобы избежать возникновения внутреннего напряжения, охлаждение должно быть как можно более продолжительным и однородным. Для наилучшего сохранения отпечатавшейся формы и во избежание деформации изделие необходимо оставить на матрице до его охлаждения до температуры 60-70°С. Отформованные изделия перед их взаимодействием с растворителями, краской или самоклеющейся плёнкой должны подвергнуться термическому кондиционированию с целью снижения напряжений.
Стекло, а не бьется... Потому что оно не обычное, а органическое, или, как его еще называют, плексиглас. Это прекрасный материал. Он легко обрабатывается. Его можно пилить, строгать, точить обычным резцом на токарном станке, выдавливать, выдувать... Детали из этого материала легко и прочно склеиваются. Да так, что даже линии склейки получаются прозрачными, почти незаметными.
Однако есть у этого материала свои особенности, которые весьма полезно знать при его обработке. Расскажем о них.
Резание плексигласа.
Листовой материал, конечно, можно пилить ножовкой по металлу, но это слишком хлопотно. Да и шов получается низкого качества. Чтобы поправить дело, пользуются специальными самодельными крупнозубыми ножовочными полотнами. Но лучше всего применять резаки. Резак - это, по существу, пила, имеющая только один зуб (рис. 1). Затачивают его на наждаке из куска ножовки (сталь Р9, Р18) и забирают в ручку по руке.
На лист оргстекла кладут стальную линейку и проводят резаком несколько раз, пока материал не будет прорезан наполовину. Дальше его просто ломают (рис. 2, 3), а край излома зачищают обычным столярным фуганком. Очень удобен для этой цели самодельный фуганок, состоящий из рашпиля с двумя ручками (рис. 4). А можно и просто - циклей, сделанной из куска старой фрезы с ровной прямоугольной гранью. В руке держать ее следует так, как показано на рисунке 5.
Есть еще один прием циклевки - при помощи осколка обычного стекла. Как показано на рисунке 6, плоскость стекла почти касается обрабатываемой кромки - в этом случае поверхность получается совсем прозрачной.
Оргстекло можно резать и на циркульной пиле обычными фрезами для металла толщиной 0,5-1 мм. Правда, во время работы они быстро нагреваются, материал начинает дымиться, а обработанная поверхность получается шершавой, вспененной. По этой причине получить прямолинейный срез очень трудно. Но если фрезу охлаждать, такого не произойдет. Приспособьте для этого обычную бутылку, расположив ее по одну из сторон фрезы и наполнив водой. Воду подавайте по пластиковому шлангу диаметром 2-3 мм. 0,5 л хватит на час работы. В перерывах шланг можно зажимать бельевой прищепкой. Водяное охлаждение повышает производительность в 2-3 раза. Но самое главное, получается очень ровная полупрозрачная поверхность. Если же фрезу отполировать, а зубья заточить с применением оселка, то можно получить и совсем прозрачную.
Полировка оргстекла.
Полностью обойтись без этой операции порой невозможно. Но прежде чем к ней приступить, поверхность хорошо подготавливают - сошлифовывают мелкой наждачной бумагой все неровности. Делать это лучше с водой.
Ручная полировка производится куском фланели или старого шерстяного одеяла, предварительно смазанных полировочной пастой. Заканчивают полировку куском той же ткани, но совершенно чистой или смазанной маслом.
Работа пойдет быстрее, если использовать полировочный круг, закрепленный на валу обычного наждачного точила. В простейшем случае это может быть пакет кружков из байки, фетра или сукна, зажатых между двумя шайбами.
Для полировки изделий, близких по форме к сферическим, пользоваться надо мягким кругом, для более плоских - жестким. И лучше иметь их по два. Одним, смазанным полировальной пастой, вести полировку, другим, чистым - наводить окончательный глянец. Если линейная скорость полировочного круга слишком высока - около 10 м/с, то возможен местный перегрев поверхности изделия. Материал будет пузыриться, а это трудноисправимый дефект. Проследите, чтобы этого не произошло.
Формование оргстекла.
При температуре 110-135°С оргстекло становится пластичным и гнется под собственным весом. Но если температура чуть ниже - материал хрупок, чуть выше - появляются пузырьки, ухудшающие качество. Потому, разогревая оргстекло на противне в духовке газовой плиты, руководствуйтесь показаниями термометра. Точность его порой невелика. Проверьте на пробном куске материала, на какой отметке появятся первые пузырьки.
Для формовки достаточно иметь деревянный пуансон и фанерную (10 мм) матрицу (рис. 8). Отверстие матрицы должно повторять контур изделия в плане с припуском на толщину обрабатываемого материала. Чтобы на изделии не оставалось следов от текстуры дерева, смажьте пуансон и края матрицы казеиновым клеем. Когда клей высохнет, всю поверхность зачистите шкуркой.
Формовку лучше всего выполнять вдвоем на полу, подстелив кусок фанеры, чтобы не испортить линолеум или паркет. Работающий с разогретым оргстеклом должен надеть на руки теплые шерстяные или хлопчатобумажные перчатки, а сверху брезентовые рукавицы. Напоминаем: никакие синтетические изделия здесь неприменимы - они легко плавятся и могут стать причиной тяжелых ожогов.
Когда кусок оргстекла разогреется, его быстро вынимают из духовки и кладут на матрицу. Ваш помощник, не мешкая, берет пуансон, слегка нажимает на него, фиксируя в нужном положении, а затем встает на него ногами. Примерно через 5-10 минут готовую деталь можно вынуть, удалить излишки материала и приступить к дальнейшей обработке.
В тех случаях, когда необходимо изготовить деталь в виде полушария, вместо пуансона можно применить сжатый воздух (рис. 9). Штамп в этом случае представляет собой матрицу 1 и основание 2 со штуцером 3. Между ними прокладывается заготовка. Пластина оргстекла 4 устанавливается между матрицей и основанием и стягивается винтами 5. Штамп нагревают в духовом шкафу до размягчения оргстекла. Затем его быстро вынимают, надевают на штуцер шланг и подают воздух под давлением. Для этого вполне пригоден автомобильный насос.
Цилиндр из плоского листа проще всего получить, используя в качестве формообразующего элемента отрезок трубы (рис. 10). Взяв за проволочное кольцо разогретую заготовку (форма ее показана на рисунке 11), втягиваем ее в отверстие трубы и оставляем там до полного остывания.
Как склеить оргстекло.
Оргстекло чаще всего клеят дихлорэтаном - либо чистым, либо с растворенной в нем стружкой. Но дихлорэтан - яд. Поэтому работать с ним можно только в помещении с хорошей вентиляцией. И уж, конечно, чтобы поблизости не находились пищевые продукты. Склеиваемые поверхности смазывают дихлорэтаном и сжимают так, чтобы выдавились пузырьки воздуха. Место склейки схватывается в течение нескольких минут.
Окрашивание оргстекла.
Чтобы изделие окрасилось равномерно, его предварительно полируют (если это требуется), удаляют царапины и сколы. Затем приготавливают красящий раствор:
на каждые 100 весовых частей спирта (денатурированный спирт или спиртовой растворитель) берется 0,08 - 0,15 весовых частей красителя.
Можно использовать и спиртовые морилки для дерева. Они содержат спирт и краситель. Их цвет изменяют, добавляя другие, растворимые в спирте, сухие красители.
Вот некоторые красители, растворяющиеся в спирте: судановый красный, судановый оранжевый, нигрозин спирторастворимый (черный цвет), смесь хризоидина и родамина (ярко-красный цвет), родамин (малиновый цвет) и другие подобного типа. Подходящий краситель - паста для шариковых ручек. Она содержит от 5 до 25 процентов чистого высококачественного стойкого красителя.
Подготовленное изделие, очищенное от загрязнений и жировых пятен, погружают на 5-20 минут в раствор красителя. Краситель, в свою очередь, ставят в кастрюлю с горячей водой, нагретую заранее. Нагревать непосредственно на огне раствор красителя нельзя: он огнеопасен. Интенсивность окраски оргстекла, глубина проникновения в него красителя во многом зависят от того, сколько времени выдерживается изделие в растворе, и от количества красителя.
Подержав изделие в горячем растворе, его переносят в сосуд с холодной водой. После охлаждения насухо вытирают фильтровальной или промокательной бумагой, мягкой тряпочкой, а затем, чтобы придать блеск, слегка полируют замшей, мягким фетром или суконкой. Еще лучше полировать специальными полировочными пастами, продающимися в магазинах, например, пастой № 5 ГОИ, тонкой. Особенно хороша для полировки оргстекла и других пластмасс паста ЛИК.
Пасту для полировки можно приготовить самому . В расплавленный парафин (температура плавления 52 градуса) вводят, тщательно перемешивая, растертую и просеянную через мелкое сито окись хрома (соотношение весовых частей парафина и окиси хрома 1:1). Окись хрома равномерно распределяют в парафине. Когда парафин застынет, образуется твердая, жирная на ощупь паста, равномерно окрашенная в зеленый цвет.