Обробка оргскла

В даний час листове акрилове (органічне) скло є одним з найбільш вживаних листових полімерних матеріалів. Оргскло являє собою прозорі, світлонепроникні або алюмоцинк з різним ступенем світлопропускання листи з ідеально глянцевою поверхнею з обох сторін, товщиною від 1,0 до 24 мм

Різання оргскла

Розрізати оргскло можна як найпростішим інструментом, таким як ручна пила по металу, так і більш складним, таким як лазер. В більшості випадків використовується дискова пила для прямих різів і стрічкова пила або фреза для вирізання криволінійних форм. Стрічкова пила підходить більше для вирізання заготовок перед формуванням, так як при такій різанні немає необхідності в отриманні чіткої зрізу (для різання литого акрилу використовують стрічкову пилку зі швидкістю обертання 700-800 м/хв). Для отримання чіткої і гладкої поверхні при вирізанні складних форм рекомендується використовувати фрезу. Дискові пили дозволяють робити прямі точні розрізи з чітким зрізом (при різанні литого акрилу застосовують дискову пилу з армованими карбідом зубами зі швидкістю обертання 800-1200 м/хв). При проведенні дрібних робіт можуть застосовуватися пилки з лезом для легких металів.

Для більш технологічною різання переважно використовувати високошвидкісне обладнання. При високій швидкості різання і мінімальної швидкості подачі можна отримати якісну крайку (при різанні екструдованого оргскла з допомогою високошвидкісних циркулярних пив рекомендована швидкість обертання диска - 4000 об/хв). Для обробки необхідно використовувати диски діаметром 250 мм, виготовлені з швидкорізальної сталі або армовані твердим сплавом. Щоб уникнути деформації зуби пив повинні бути не розведеними.

Лазерна різка має ряд переваг: виняткова точність різання, мала кількість відходів, розрізи високої якості, що вимагають незначної шліфування. Однак даний спосіб сприяє появі високого внутрішнього напруження матеріалу, і подальше склеювання таких поверхонь не рекомендується.

Лите оргскло легко піддається механічній обробці, але із-за малої теплопровідності швидко нагрівається в зоні різання. Тому обробку слід вести при найменшій глибині шару, що зрізається, але з великими швидкостями різання.

Свердління оргскла

Свердління екструзійного оргскла проводиться за допомогою стаціонарного або мобільного свердлильного верстата з використанням спеціальних свердел для легких металів з швидкорізальної сталі підвищеної продуктивності, спеціально заточених для свердління екструзійного оргскла. Необхідно стежити за гладкістю країв просвердленого отвору, щоб уникнути утворення тріщин. У разі глибокого свердління рекомендується часто піднімати свердло з метою вилучення стружки і обмеження нагрівання матеріалу.

При свердлінні литого оргскла використовуються будь-які металеві гвинтові свердла. Коефіцієнт поправки діаметра свердла +0,05 мм відносно діаметра отвору. Щоб уникнути внутрішніх напружень при свердлінні необхідно охолодження різального інструменту і матеріалу охолоджуючими мастильними рідинами або стислим повітрям.

Гравіювання оргскла

Гравірування в більшості випадків проводиться за допомогою розпушувачів, що встановлюються на пантографи і оснащених фрезами малого діаметра (2-6 мм) різного профілю. Також можуть використовуватися лазерні ріжучі верстати, які дозволяють виробляти гравіювання шляхом обмеження глибокої дії лазерного пучка.

Шліфування оргскла

Грубі поверхні або поверхні з дефектами, таких як подряпини, шліфують мокрій наждачним папером з дрібного корунду. Після грубого полірування поверхню слід обробити спеціальними засобами (полірувальні пасти типу ВИАМ, трепелу, крокусу, дисперговані у воску). Проводяться всі операції або вручну, або на полірувальної машини.

Полірування оргскла

Зрізані краї і матову поверхню можливо якісно відполірувати механічним способом за допомогою алмазних різців. Однак якщо це неможливо, наприклад, зріз криволінійний, тоді рекомендується полірування полум'ям. Даний спосіб полягає в обробці виробів чистим "жорстким" полум'ям високої температури, але слід дотримуватися деякі запобіжні заходи. Так, наприклад, шліфована поверхня повинна бути абсолютно чистою, і, крім того, даний метод сприяє виникненню значних напружень, яке перед склеюванням або нанесенням фарби потрібно зняти шляхом відпалу.

Формування оргскла

Цей вид обробки дозволяє надати матеріалу самі різні форми. Він складається з трьох етапів:

• Нагрів
• Формовка
• Охолодження

1. Нагрівання. Якщо отримана деталь не відповідає бажаній формі, її можна повторно нагрівати і потім відкоригувати. Литий акрил володіє "пам'яттю" про формі і здатний легко повертатися у вихідне положення при повторному нагріванні. З екструдованим оргсклом це можливо лише в тому випадку, якщо матеріал не піддавався розтягування. Захисну плівку перед нагріванням слід обов'язково видалити з литого пластика і можна залишити на екструдовані.

Перед формуванням необхідно провести попередню гарячу сушку екструдованого пластику, щоб уникнути утворення бульбашок в готовому виробі на місцях згину. Необхідність в сушінні виникає з-за того, що під час зберігання або транспортування в матеріал може проникати незначна кількість вологи. Проводять сушку або в конвекційній сушильній камері з циркуляцією гарячого повітря (при температурі 75-80 °С протягом 1-2 годин на кожний мм товщини – як правило, при великому вмісті вологи досить 24 годин сушіння), або за допомогою інфрачервоного випромінювання при температурі від 75 до 80 °С протягом 1-2 годин на кожний мм товщини.

Для нагріву литого оргскла перед формуванням використовують устаткування, що створює рівномірне температурне поле з перепадом по площині і товщині листа не більше ±3 °С. Литьевое скло нагрівають 3-4 хв/мм товщини до температури 165-190 °С. Блочне оргскло при нагріванні швидко розм'якшується, але міцність його знижується незначно в порівнянні з екструзійним. Литий і екструдований акриловий пластики по-різному реагують на нагрівання. У литого акрилового пластику можлива рівномірна усадка максимум 2 %, однакова за всіма напрямками (відповідно збільшується товщина листа). У екструдованого акрилового пластику – від 3 до 6 % у напрямку екструзії і 1-2 % в поперечному напрямку (для листа 2 м х 3 м напрямком екструзії є сторона 3 м). Литий акрил легко переносить неоднорідність нагрівання до 10-15 °С (перегріте литьевое оргскло, на відміну від екструзійного, не розтріскується і не розривається при деформації), у випадку з екструдованим різниця в температурі нагрівання може призвести до виникнення значних напружень в матеріалі.

2. Формовка. Поведінка цих матеріалів при гарячій формуванні також різне. Для деформації литого акрилу потрібно докладати значний тиск, акрил екструдований формується легко і без особливих зусиль (рекомендований температурний інтервал – 160-170 °С; час нагріву – 3 хвилини на 1 мм товщини матеріалу).

Форми (матриці і пуансони) виготовляють з різних матеріалів: деревини, гіпсу, алюмінію, сталі. Формування в гарячому стані можна проводити простими способами, наприклад, помістивши пластик після нагрівання на опуклу або увігнуту форму, де він під своєю вагою набуває її обриси. Формування пластику можна проводити також вільним втягуванням у вакуум-щільної камері і вільним видуванням стисненим повітрям, як за допомогою форм, так і без них.

Якщо необхідно провести згинання плоского листа по прямій лінії, то досить провести місцеве нагрівання пластику вздовж осі вигину за допомогою одного або кількох прямолінійних нагрівальних елементів, наприклад ніхромового струною.

3. Охолодження. Щоб уникнути виникнення внутрішньої напруги, охолодження повинно бути як можна більш тривалим і однорідним. Для найкращого збереження віддрукувати форми і щоб уникнути деформації виріб необхідно залишити на матриці до його охолодження до температури 60-70 °С. Відформовані вироби перед їх взаємодією з розчинниками, фарбою або самоклеющейся плівкою повинні піддатися термічному кондиціонування з метою зниження напружень.

Холодне згинання

Оргскло, як лите, так і екструдоване, легко піддається холодного згинання, однак слід дотримуватися мінімальний радіус вигину для того, щоб не піддавати плити надмірного напруження. Мінімальна величина радіусу згинання повинна в 230 разів перевищувати товщину пластику.

Зварювання

У випадку з литим оргскла рекомендується використовувати (як і для екструзійного оргскла) "родинні" клеї, що дозволяє досягти найбільш міцного з'єднання і його атмосферостійкості. Для одержання прозорих безбарвних швів при склеюванні внахлест або встик з однобічною накладкою краще використовувати клей СММ на основі поліметилметакрилату.

Перед склеюванням деталі з литого оргскла необхідно відпалити для зняття внутрішніх напружень. Рекомендована температура відпалу 65-80 °С в залежності від температури розм'якшення скла (90-120 °С), після чого переважно природне охолодження.

Зварювання також застосовують для отримання заготовок для формування нестандартних виробів, для кріплення накладок та утворення потовщень. Зварювання литого оргскла проводять при більш високих температурах (до 300 °С). Готову деталь після механічної обробки шва піддають термічній обробці для зняття внутрішніх напружень.

Способи зварювання:

• Індукція;
• Випромінювання;
• Ультразвукова пайка;
• Вібрація;
• Гарячим газом.

Склеювання

Листи з екструзійного оргскла можна склеювати самі з собою і з іншими матеріалами, отримуючи при цьому міцний і довговічний шов. Перед склеюванням бажано провести термообробку.

Матеріали для склеювання екструзійного оргскла:

Плівковий тип клею: розчин поліметилметакрилату в леткій розчиннику;
Полимеризуемый тип клею: сироп ПММА з диметиланилином (СММ), в який момент склеювання додають ініціатор полімеризації (перекис бензоїлу);
Інші типи клею: епоксидні, поліефірні, поліуретанові та ін. марок АК-90, МП-88 (81), БФ-2 (4,6);
Розчинники: дихлоретан, хлористий метилен.

Після сушіння і застигання клею при кімнатній температурі рекомендується провести відпал протягом 2-5 годин при температурі 60 °С.