Резка оргстекла
Разрезать оргстекло можно как простейшим инструментом, таким как ручная пила по металлу, так и более сложным, таким как лазер. В большинстве случаев используется дисковая пила для прямых резов и ленточная пила или фреза для вырезания криволинейных форм. 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 четкой 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 легких 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 твердым сплавом. Во избежание деформации зубья пил должны быть не разведенными.
Лазерная резка 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 поддается 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.
Сверление оргстекла
Сверление экструзионного оргстекла производится при помощи стационарного или мобильного сверлильного станка с использованием специальных сверл для легких металлов из быстрорежущей стали повышенной производительности, специально заточенных для сверления экструзионного оргстекла. Необходимо следить за гладкостью краев 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 сверла. 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.
Гравировка оргстекла
Гравировка в большинстве случаев производится при помощи рыхлителей, устанавливаемых на пантографы и оснащенных 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 "жестким" 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.
Формовка оргстекла
Этот вид обработки позволяет придать материалу самые различные формы. Он состоит из трех этапов:1. Нагрев. 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 экструдированным оргстеклом это возможно исключительно в том случае, если материал не подвергался растягиванию. Защитную пленку перед нагреванием следует обязательно удалить с литого пластика и можно оставить на экструдированном.
Перед формовкой необходимо провести предварительную горячую сушку экструдированного пластика, чтобы избежать образования пузырьков в готовом изделии на местах сгиба. 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 литьевого оргстекла перед формованием используют оборудование, создающее равномерное температурное поле с перепадом по плоскости и толщине листа не более ±3 °С. Литьевое стекло нагревают 3-4 мин/мм толщины до температуры 165-190 °С. Блочное оргстекло при нагревании быстро размягчается, но прочность его снижается незначительно в сравнении с экструзионным. Литой и экструдированный акриловый пластики по-разному реагируют на нагревание. У литого акрилового пластика возможна равномерная усадка максимум 2 %, одинаковая по всем направлениям (соответственно увеличивается толщина листа). У экструдированного акрилового пластика – от 3 до 6 % в направлении экструзии и 1-2 % в поперечном направлении (для листа 2 м х 3 м направлением экструзии является сторона 3 м). Литой акрил легко переносит неоднородность нагрева в 10-15 °С (перегретое литьевое оргстекло, в отличие от экструзионного, не растрескивается и не разрывается при деформации), в случае с экструдированным разница в температуре нагрева может привести к возникновению значительных напряжений в материале.
2. Формовка. Поведение этих материалов при горячей формовке также разное. Для деформации литого акрила нужно прилагать значительное давление, экструдированный акрил 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 пластика можно проводить также свободным втягиванием в вакуум-плотной 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.
3. Охлаждение. 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 пленкой должны подвергнуться термическому кондиционированию с целью снижения напряжений.
Холодное сгибание
Оргстекло, как литое, так и экструдированное, легко поддается 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.Сварка
В случае с литьевым 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 внахлест или встык с односторонней накладкой предпочтительнее использовать клей СММ на основе полиметилметакрилата.Перед склеиванием детали из литьевого оргстекла необходимо отжечь для снятия внутренних напряжений. Рекомендуемая температура отжига 65-80 °С в зависимости от температуры размягчения стекла (90-120 °С), после чего предпочтительно естественное охлаждение.
Сварку также применяют для получения заготовок для формования нестандартных изделий, для крепления накладок и образования утолщений. Сварку литьевого оргстекла производят при более высоких температурах (до 300 °С). Готовую деталь после механической обработки шва подвергают термической обработке для снятия внутренних напряжений.
Способы сварки:
Склеивание
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:
После сушки и застывания клея при комнатной температуре рекомендуется провести отжиг течение 2-5 часов при температуре 60 °С.
