Способы обработки оргстекла

Отличия в обработке указанных разновидностей материала указаны в соответствующих секциях.
Мы надеемся, что данная брошюра поможет вам достичь оптимальных результатов. Если у вас возникнут вопросы, связанные с представленной здесь информацией, или в связи с практической деятельностью, осуществляемой в соответствии с этой информацией, пожалуйста, обращайтесь в офис компании Факториал. Мы, в свою очередь, будем признательны за любые предложения, основывающиеся на вашем опыте в данной области.

1.I. Геометрические формы

PLEXIGLAS GS производится в форме цельных плоских листов, блоков, труб и прутков с гладкой или сатиновой (PLEXIGLAS SATINICE) поверхностями.
PLEXIGLAS XT изготавливается как обычный или ударопрочный (PLEXIGLAS RESIST®) акрил с гладкой, текстурированной или матовой (PLEXIGLAS SATINICE) поверхностями в виде цельных плоских листов, волнистых листов, многостенных листов, труб, прутков, зеркальных листов, а также в виде пленок (EUROPLEX®).
Цветные листы имеют равномерную окраску по всему объему.
Независимо от того в стандартном или специальном формате выпущен материал, все листы уложены на паллеты и снабжены рекомендациями в отношении правильного хранения и транспортировки внутри предприятия. Так, компания Roehm отмечает на паллетах с волнистыми или сотовыми листами точки, куда следует вставлять лапы автопогрузчика. Вообще говоря, PLEXIGLAS лучше всего хранить в помещениях. Все наши листы защищены полиэтиленовой пленкой, утилизация которой не представляет трудностей.

1.II. Изменения размеров и внутреннее напряжение

Механическая обработка влияет на общее поведение пластмассовых деталей. Таким образом, напряжение, возникающее внутри обрабатываемых областей детали, может вызывать проблемы при последующих этапах работы, таких как, например, склеивание. Это внутреннее напряжение — такое же, как в формованных деталях — должно быть ослаблено путем отжига в специальных печах.

Термоформование обычно вызывает усадку материала в результате действия нагрева. Усадка по длине и ширине может отличаться в зависимости от модификации применяемого материала, и должна учитываться при порезке заготовок по размеру.

Если механическая обработка производилась только на одной поверхности листа, то может наблюдаться незначительная деформация заготовки. Эта деформация может быть устранена последующим отжигом (см. «Отжиг»). В случае более сложных форм деформацию можно в целом предотвратить, если материал перед механической обработкой подвергнуть отжигу при температуре выше температуры размягчения материала (см.»Отжиг»).

Как и большинство других пластмасс, наши полуфабрикаты также имеют высокий коэффициент теплового расширения. Его величина составляет для PLEXIGLAS GS и XT 0.07 мм/м*К. Влажность также оказывает влияние на стабильность размеров, но в меньшей степени, чем нагрев.

Пример: техническая деталь из PLEXIGLAS GS длиной 1,000 мм при температуре от 10 до 30 С демонстрирует удлинение 1.4 мм (20 К * 0.07 мм/м * К * 1 м) .
Следовательно: всегда проверяйте размеры одинаковых деталей при одинаковых температурах окружающей среды и одинаковых температурах материала.

1.III. Маскирующая пленка

В зависимости от модификации и толщины материала поверхности наших листов маскированы самоклеющейся или липкой пленкой. Обычно пленку для маскирования поверхности оставляют на листе, пока лист не будет установлен на своем окончательном месте использования.

Если пленку нужно удалить, например, перед термоформовкой или склейкой, крепко удерживайте лист за один край и сдирайте пленку одним быстрым движением руки.

Если листы находятся под воздействием атмосферного влияния, то пленка должна быть удалена в течение четырех недель, независимо от её адгезионной способности, так как по истечении этого времени полиэтилен может стать хрупким или может сильней приклеиться. В обоих случаях пленка не может в дальнейшем удаляться надлежащим образом, а поверхности листа, вероятно, будет причинен вред.

1.IV. Маркировка

Не вызывающая загрязнения окружающей среды маскирующая пленка из полиэтилена предназначена для защиты PLEXIGLAS при транспортировке и хранении. Мы рекомендуем не удалять её при механической обработке. Лучше всего удалять пленку на месте не раньше, чем деталь будет готова к применению.

Разметка, например, отверстий под сверление, контуров или краев, которые потом будут вырезаны, выполняется на маскирующей пленке.

Если последняя уже удалена, можно использовать специальные карандаши (например, мягкий графитовый карандаш или фломастеры) для разметки непосредственно на поверхности листа.

Резцы или пробойники не следует использовать, если не будет гарантировано, что надрезы, вызванные их применением, будут удалены последующей операцией. В противном случае все упомянутые материалы — даже ударопрочный PLEXIGLAS RESIST, — могут растрескаться или разломаться на части при прикладывании нагрузки.

1.V. Последующая защита поверхности

Если обработанные плиты, полуфабрикаты или изделия в собранном виде, сделанные из PLEXIGLAS, должны быть защищены от налипания грязи, воздействия химических веществ или других факторов во время последующей обработки или хранения, например, во время реставрационных работ, то могут быть рекомендованы следующие меры:

покрытия, наносимые в жидком виде (защитные покрытия) которые могут быть позже удалены как пленки (например, 30% водные растворы PVAL) или защитные пленки
совместимая клеящая креповая лента (самоклеющиеся пленки)
клеящие полиэтиленовые пленки (пленки) или полиэтиленовые пакеты, которые затем закрывают или сваривают.

1.VI. Последующая защита поверхности

PLEXIGLAS можно обрабатывать на оборудовании, обычно применяемом для обработки дерева или металлов.

Высокоскоростные установки, работающие при низкой вибрации, обеспечивают получение чистых резов. Шлифовальные станки ( шлифовальные инструменты и станки) и дисковые пилы, в частности, должны быть снабжены экстрактором для оперативного удаления отходов или стружки.

Высококачественные инструменты с пневматическим приводом также могут использоваться для обработки наших материалов.

1.VII. Инструменты

PLEXIGLAS обрабатывают с помощью инструментов, изготовленных из инструментальной стали, а также твердосплавного или алмазного инструмента. Известно, что твердосплавной инструмент имеет наибольший срок службы, хотя следует учитывать, что пигменты, содержащиеся в плотно окрашенных цветных материалах PLEXIGLAS, могут весьма заметно сократить срок службы любого инструмента.

Тупой инструмент вызывает по краю реза образование заусенцев, сколов, напряжений и т.д. Резцы должны быть всегда остро отточены, при этом особое внимание следует обратить на угол зазора и главный передний угол. Инструменты, которые ранее использовались для обработки дерева или металла, не могут применяться для пластика.

Только острые инструменты должны использоваться для механической обработки PLEXIGLAS. Необходимо также позаботиться об адекватном охлаждении инструмента.

Для PLEXIGLAS могут использоваться охлаждающие смазки без масла . Рекомендуется концентрация в воде около 4%.

2. Порезка

PLEXIGLAS PLEXIGLAS обычно режется путём применения дисковых или ленточных пил. Также допустимо использование ножовок и ручных пил. Использование беззубых пил не приносит удовлетворительных результатов.

Ударопрочные материалы, такие как PLEXIGLAS RESIST, могут обрабатываться при помощи высечки или гильотины, в зависимости от толщины.

2.I. Дисковые пилы

Производители изделий из пластиков обычно используют в работе дисковые отрезные пилы со столами, в то же время вертикальные панельные пилы часто применяются в торговле пластиками. Кроме того, существуют режущие линии с компьютерным управлением для порезки больших объемов материала. Качество резки заметно улучшится с использованием автоматической подачи. Другими преимуществами являются равномерная нагрузка на инструмент, сокращение машинного времени, а также больший срок службы инструмента.

Диск ручной или стационарной дисковой пилы должен лишь слегка выступать за лист PLEXIGLAS.

Другие указания:

• никогда не работайте без перерыва
• включайте пилу до начала порезки, начинайте порезку аккуратно
• проверяйте правильность направления диска
• не не наклоняйте материал
• предотвращайте колебания листа
• работайте на средней скорости подачи

PLEXIGLAS с толщиной более чем 3 мм должен быть охлаждён водой, охлаждающей смазкой или сжатым воздухом.

Зависимость скорости резки, диаметра диска пилы и скорости вращения пилы: например, скорость вращения пилы 4200 об/мин является оптимальной, если диаметр диска 320мм. В таком случае скорость резки составляет 4230 м/мин.

Рекомендуемые скорости резки, диаметры дисков пилы и скорости вращения пилы для порезки PLEXIGLAS на дисковых пилах

Для дисковых пил (диски с твердосплавными наконечниками):

• угол зазора, α от 10 до 15°
• главный передний угол, γ от 0 до 5°
• скорость резки, vc до 4500 м/мин
• расстояние между зубьями от 9 до 15 мм

Для резки PLEXIGLAS используйте только несмещенные диски для пилы. Это единственный способ обеспечить гладкость и чистоту режущей кромки.

Также мы рекомендуем вам использовать только диски с твердосплавными наконечниками с наибольшим количеством зубьев, в частности, поскольку они имеют более длительный срок службы, в сравнении с дисками из инструментальной стали. Тупые и неправильно установленные диски вызывают появление сколов с обратной стороны заготовки. Зубья могут быть прямыми или поочерёдно скошенными.

Диски с твердосплавными наконечниками с прямыми зубьями режут менее агрессивно, если два угла каждого зубца или каждого второго зубца скошены (трапециевидные прямые зубья).
Оптимизированный диск для дисковой пилы; форма зуба: плоская трапециевидная, диаметр 300 мм, количество зубьев: 72, шаг зуба ~ 13 мм

Подача пилы должна исключать появление сколов на кромке реза. Если скорость подачи слишком низка, результатом может послужить трение, что повлечёт нежелательное наращивание тепла на режущей кромке.
Среди инноваций в области порезки — дисковые пилы с зубьями специальной формы («Bombastic», «Spacecut»), которые обеспечивают чистую и гладкую кромку PLEXIGLAS при использовании на сложном оборудовании с контролем вращения пилы и подачи материала.

Во время порезки PLEXIGLAS XT, а также более толстых листов и блоков PLEXIGLAS GS, дисковая пила должна быть оснащена комплектом с охлаждающим пульверизатором, который также может быть установлен на более поздней стадии. Основанный на принципе водоструйного насоса, сжатый воздух распыляет холодный воздух или смазку и распределяет его тонким налётом на движущемся диске. Рисунок 5 демонстрирует подобный охлаждающий узел.

Охлаждение диска при помощи пульверизатора
К сожалению, этот тип охлаждающей системы не часто используется на практике по различным причинам, например, из-за отсутствия места под столом дисковой пилы. Иногда проблемы возникают в связи с использованием охлаждающей жидкости. Дополнительная чистка необходима при последующих операциях покраски, склейки, и т.д.

После большой серии испытаний была найден стандартный диск для дисковой пилы, принадлежащий к группе рекомендованных выше дисков, который идеально подходит для PLEXIGLAS XT. Шаг зубьев около 13 мм.

При помощи этого диска даже толстые листы и их стопки могут резаться без дополнительного охлаждения. PLEXIGLAS XT в каждой возможной толщине, включая 25 мм, а также более толстые стопки листов, были порезаны без каких-либо проблем. Результаты порезки практически независимы от темпа подачи. Напряжение, возникающее на кромке реза столь низкое, что риск образования микротрещин минимален. Это преимущество производитель оценит при последующей склейке.

Тот же самый диск может быть использован для PLEXIGLAS GS во всех возможных толщинах. Однако его преимущество становится наиболее очевидным при толщинах 3 мм и выше, и должен использоваться в случае отсутствия возможности охлаждения жидкостью. Вообще говоря, охлаждающая жидкость все еще является наиболее предпочтительным методом, при условии использования подходящей жидкости.

1.II. Ленточные пилы

Для контурной порезки и обрезки края формованных частей, произведенных из PLEXIGLAS, производители часто используют ленточные пилы, обычно применяемые в дерево- и металлообработке. Их полотна всегда слегка отклонены в сторону (разведены). Это приводит к образованию более грубой кромки, по сравнению с кромкой, образующейся после применения дисковых пил вне зависимости от материала. Поэтому обычно требуется последующая обработка краев. Ширина полотна используемой ленты находится в пределах между 3 мм и 13 мм и зависит от желаемого контура порезки и типа используемой пилы. Количество зубцов должно быть между 3 и 8 на 1см длины ленты.

Рекомендуемые скорости резки, диаметры дисков и скорости их вращения для ленточных пил при обработке PLEXIGLAS.

Скорость движения ленты (скорость порезки) может варьировать от 1000 до 3000 м/мин.
Основное правило следующее: чем ниже скорость резки, тем больше зубьев требуется.

Во время резки должны быть приняты меры по устранению вибрации и колебаний листов.
На этом рисунке показано, что, идеальная скорость резки составляет, например, 1675 м/мин, если диаметр колеса пилы равен 380 мм, а скорость вращения шпинделя 1400 об/мин.

В случае использования горизонтальной ленточной пилы для отрезки краев отформованных частей, лента может быть направлена лучше, если ее ширина более 13мм. Проверьте, чтобы отформованная деталь была надежно закреплена на поддерживающем шаблоне, для того, чтобы исключить возможность раскалывания.

1.III. Лобзики

Для резки тонких листов с частой сменой направления могут использоваться лобзики. Мелкая металлическая стружка, появляющаяся во время распиливания, должна сдуваться с помощью сжатого воздуха. Низкая скорость подачи лобзика и скорость резки ниже 1,500 м/мин предотвращают перегрев материала. Особенно подходящими являются инструменты, которые двигаются не только вверх и вниз, но также и в горизонтальном направлении.

Выпиливание лобзиком логотипа PLEXIGLAS	Возможные типы реза при помощи ленточной пилы	Обрезка края при помощи ленточной пилы

1.IV. Ножовочные станки

Ножовочные станки хорошо себя показывают при выпиливании форм типа ласточкин хвост. Однако, кромка получается достаточно грубой и должна затем сглаживаться. Ножовочное полотно станка должно иметь мелкие зубцы и небольшую разводку. На упаковке полотна должна быть отметка о пригодности использования для твердых пластиках.

Во время работы с ножовочными станками должны соблюдаться следующие правила:

• Устанавливайте функцию хода на ноль для порезки плит до 4 мм толщиной и на 1 или 2 для более толстых плит; выбирайте средний темп подачи;
• Устанавливайте пилу на высокую скорость реза;
  Всегда включайте пилу перед началом реза;
• Устанавливайте основание пилы плотно на защитной плёнке;

Охлаждайте PLEXIGLAS, особенно PLEXIGLAS XT толще 3мм, при помощи воды или сжатого воздуха.
При вырезке канавок или пазов должны быть предварительно высверлены угловые отверстия с целью избежания зарубок и возможной поломки заготовки.

1.V. Ручные пилы

Для самодельной и художественной работы PLEXIGLAS могут поддаваться порезке при помощи таких ручных пил с тонкими зубцами, как мелкозубая ножовка с обушком, ножовка и лобзик. Если работа осуществляется осторожно, вы добьётесь хороших результатов.

1.VI. Высечка и гильотинная порезка

Перед тем как подвергнуться высечке или гильотинной порезке, листы PLEXIGLAS XT должны быть нагреты в пределах от 100 до 140 °C, PLEXIGLAS GS до 150°C. Режущие инструменты должны иметь температуру от 120 до 130°C. Рекомендуемая максимальная толщина листа – 4 мм. Стальные шаблоны обеспечивают практически прямоугольные резы, если угол клина составляет 20°.

Во время высечки или гильотинной порезки нагретого материала учитывайте эффект расширения и сжатия.

1.VII. Нанесение бороздок и поломка

На листы PLEXIGLAS толщиной до 3 мм могут быть нанесены бороздки с помощью резца (цикли) вдоль линейки или изогнутого шаблона с не слишком малым диаметром, а затем по месту бороздок листы могут быть аккуратно сломаны. Этот способ популярен среди сторонников метода <<сделай сам», а также среди строителей, если все остальные инструменты недоступны. В отличие от распилки и фрезерования, поверхности разлома содержат незначительное присущее ему напряжение и потому не нуждаются в отжиге. С кромки нужно снять заусенцы с помощью шабера.

Высокопрочные материалы как PLEXIGLAS RESIST не подходят для нанесения бороздок и ломки.

1.VIII. Лазерная порезка

Обычно листы PLEXIGLAS могут быть аккуратно порезаны с помощью лазеров СО2. Глянцевая кромка после порезки лазером, обычно получаемая на акриловых материалах, может быть разной по качеству в зависимости от модификации материала, его толщины и цвета. Это должно быть проверено заранее, и лазер настроен соответствующим образом.

СО2 лазер обычно имеет мощность от 250 и 1000 ватт. На большинстве лазерных линий кроме PLEXIGLAS обычно обрабатываются и другие материалы. Поэтому трудно рекомендовать определенную мощность для индивидуальных работ, поскольку она зависит от ряда факторов, таких как чистота и содержание воды в лазерном газе, пропускная способность газа, состояние ИК оптики, и т.д.

Были произведены тесты на листах различной толщины и разной степенью глянца кромки с использованием лазеров мощностью от 300 Вт до 700 Вт.
В зависимости от мощности лазера, скорость подачи должна настраиваться для достижения желаемого глянца кромки реза: чем тоньше лист, тем выше скорость подачи, и наоборот. Если подача слишком медленная, то результатом будет тусклый край, если подача слишком быстрая, то будут появляться полосчатость и выемки. Однако это феномен может быть также результатом неправильной фокусировки лазерного луча.

Края плиты большой толщины всегда будут слегка скошены. Лазерный луч должен быть сфокусирован по центру толщины листа. Если фокусировка происходит выше или ниже этой точки, то будет получена V-образная форма или, для особенно толстых листов, вогнутая форма поверхности края. Для получения края, наиболее близкого к прямоугольному, рекомендуется настраивать следующие фокусные расстояния:

• Для толщины листа до 6 мм: линзы 2,5”
• Для толщины листа от 6 до 15 мм: линзы 5”
• Для толщины листа свыше 15 мм: линзы 10”

Между фокусными расстояниями 5” и 10” лазерная оптика не оказывает влияния на внешний вид края реза, однако вместе с позицией фокусировки и толщиной листа она влияет на угол края.

С целью предотвращения попадания на линзы брызг испаряющегося газа достаточна минимальная подача сжатого воздуха (с отделением масел и воды) на головку лазера.
В то же время выделяемые испарения должны соответствующим образом удаляться со стороны выходы лазерного луча при помощи небольшой вытяжки и, опять же, подачи воздуха.

В дополнение к вышеуказанным системам нагнетания или вытяжки, некоторые системы оборудованы соплами на головке лазера для подачи инертного газа, например, азота. Это решение не является необходимым для обычной порезки, но может быть полезно для точных работ.
Возможное отражение лазерного луча в результате использования плоской опоры для листа PLEXIGLAS может загрязнять линзы. Опора в виде решетки обычно предотвращает это явление.

Лазерный луч с контролем скорости и мощности может улучшать результаты порезки. Лазерное оборудование, совмещенное с компьютером, может осуществлять резку даже самых сложных контуров. Соответствующие системы дают возможность обработки трехмерных деталей.
Напряжение, образующееся возле кромки, может быть снято последующим отжигом во избежание появления волосных трещин

1.IX. Резка водой

Порезка пластиковых листов на воднорежущем станке подобна порезке с помощью лазерного луча. Несмотря на меньшие затраты, вода не позволяет достигать таких же высоких скоростей резки, как лазерный луч и не обеспечивает образование глянцевой кромки.

Имеется две альтернативы:

• резка с помощью струи чистой воды
• резка с помощью абразивной воды

Порезка с помощью струи воды не дает хороших результатов на акриловых материалах. Однако добавление в воду абразивов позволяет работать с PLEXIGLAS.
В результате кромка выглядит как после пескоструйной обработки. Скорость подачи зависит от толщины материала, желаемого качества резки и зернистости абразива. Например, скорость резки для PLEXIGLAS GS толщиной 10 мм составляет около 100 мм/мин.