Methoden zur Verarbeitung von Plexiglas

Derzeit ist Acrylglas (organisches Glas) eines der am häufigsten verwendeten polymeren Plattenmaterialien. Plexiglas sind transparente, opake oder lichtstreuende Platten mit unterschiedlichem Lichtdurchlässigkeitsgrad und einer beidseitig perfekt glänzenden Oberfläche mit einer Dicke von 1,0 bis 24 mm.

Plexiglasschneiden

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Plexiglas kann sowohl mit dem einfachsten Werkzeug wie einer Handsäge für Metall als auch mit komplexeren Werkzeugen wie einem Laser geschnitten werden. In den meisten Fällen wird eine Kreissäge für gerade Schnitte und eine Bandsäge oder ein Fräser zum Schneiden gekrümmter Formen verwendet. Eine Bandsäge eignet sich besser zum Ausschneiden von Rohlingen vor dem Formen, da bei einem solchen Schneiden kein klarer Schnitt erforderlich ist (zum Schneiden von gegossenem Acryl wird eine Bandsäge mit einer Drehzahl von 700-800 m / min verwendet). Für eine klare und glatte Oberfläche beim Schneiden komplexer Formen wird die Verwendung eines Fräsers empfohlen. Kreissägen ermöglichen gerade, präzise Schnitte mit einem klaren Schnitt (beim Schneiden von gegossenem Acryl wird eine Kreissäge mit hartmetallverstärkten Zähnen mit einer Drehzahl von 800-1200 m / min verwendet). Für kleine Arbeiten können Sägen mit einem Leichtmetallblatt verwendet werden.

Für technologischeres Schneiden ist es vorzuziehen, Hochgeschwindigkeitsgeräte zu verwenden. Bei einer hohen Schnittgeschwindigkeit und einer minimalen Vorschubgeschwindigkeit erhalten Sie eine hochwertige Kante (beim Schneiden von Extrusionsplexiglas mit Hochgeschwindigkeits-Kreissägen beträgt die empfohlene Scheibendrehzahl 4000 U / min). Für die Verarbeitung müssen Scheiben mit einem Durchmesser von 250 mm verwendet werden, die aus Schnellarbeitsstahl bestehen oder mit Hartmetall verstärkt sind. Um Verformungen zu vermeiden, dürfen die Sägezähne nicht auseinander gesetzt werden..

Das Laserschneiden hat eine Reihe von Vorteilen: außergewöhnliche Schnittgenauigkeit, geringer Abfall, hochwertige Schnitte, die nur wenig Schleifen erfordern. Dieses Verfahren trägt jedoch zum Auftreten einer hohen inneren Spannung des Materials bei, und eine weitere Verklebung solcher Oberflächen wird nicht empfohlen..

Gegossenes Plexiglas ist leicht zu bearbeiten, erwärmt sich jedoch aufgrund seiner geringen Wärmeleitfähigkeit schnell in der Schneidzone. Daher sollte die Verarbeitung in der kleinsten Tiefe der Schnittschicht, jedoch bei hohen Schnittgeschwindigkeiten durchgeführt werden.

Bohren von Plexiglas

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Das Bohren von extrudiertem Plexiglas erfolgt mit einer stationären oder mobilen Bohrmaschine unter Verwendung spezieller Bohrer für Leichtmetalle aus Schnellarbeitsstahl mit erhöhter Produktivität, die speziell zum Bohren von extrudiertem Plexiglas geschärft wurden. Es muss darauf geachtet werden, dass die Kanten des Bohrlochs glatt sind, um Risse zu vermeiden. Beim Tiefbohren wird empfohlen, den Bohrer häufig anzuheben, um die Späne zu extrahieren und die Erwärmung des Materials zu begrenzen..

Beim Bohren von geformtem Plexiglas werden alle Metall-Spiralbohrer verwendet. Korrekturfaktor für Bohrerdurchmesser +0,05 mm relativ zum Lochdurchmesser. Um innere Spannungen beim Bohren zu vermeiden, müssen das Schneidwerkzeug und das Material mit Kühlschmiermitteln oder Druckluft gekühlt werden.

Plexiglasgravur

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In den meisten Fällen erfolgt die Gravur mit Aufreißern, die auf Stromabnehmern montiert und mit Schneidern mit kleinem Durchmesser (2-6 mm) verschiedener Profile ausgestattet sind. Es können auch Laserschneidmaschinen verwendet werden, die eine Gravur ermöglichen, indem sie die Tiefenwirkung des Laserstrahls begrenzen..

Plexiglasschleifen

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Raue Oberflächen oder Oberflächen mit Defekten wie Kratzern werden mit feuchtem feinem Korundschleifpapier geschliffen. Nach dem Grobpolieren sollte die Oberfläche mit speziellen Mitteln behandelt werden (Polierpasten wie VIAM, Tripoli, Krokus, in Wachs dispergiert). Alle Arbeiten werden entweder manuell oder auf einer Poliermaschine ausgeführt.

Plexiglaspolieren

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Schnittkanten und eine matte Oberfläche können mit Diamantschneidern mit hoher Qualität mechanisch poliert werden. Ist dies jedoch beispielsweise bei einem gebogenen Schnitt nicht möglich, wird das Flammenpolieren empfohlen. Diese Methode besteht darin, die Gegenstände mit einer sauberen „harten“ Hochtemperaturflamme zu behandeln, es sollten jedoch einige Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden. Beispielsweise muss die zu schleifende Oberfläche absolut sauber sein, und außerdem trägt dieses Verfahren zum Auftreten erheblicher Spannungen bei, die durch Glühen vor dem Verkleben oder Auftragen von Farbe beseitigt werden müssen..

Plexiglasformteil

Diese Art der Verarbeitung ermöglicht es Ihnen, dem Material eine Vielzahl von Formen zu geben. Es besteht aus drei Stufen:

  • Hitze
  • Formen
  • Kühlung
  • 1. Hitze. Wenn das resultierende Teil nicht der gewünschten Form entspricht, kann es erneut erwärmt und dann korrigiert werden. Gegossenes Acryl hat ein Formgedächtnis und kann beim Wiedererhitzen leicht in seine ursprüngliche Position zurückkehren. Bei extrudiertem Plexiglas ist dies nur möglich, wenn das Material nicht gedehnt wurde. Vor dem Erhitzen muss der Schutzfilm vom geformten Kunststoff entfernt werden und kann auf dem extrudierten belassen werden.

    Vor dem Formen muss der extrudierte Kunststoff vorgetrocknet werden, um die Bildung von Blasen im fertigen Produkt an den Falten zu vermeiden. Der Trocknungsbedarf ergibt sich aus der Tatsache, dass während der Lagerung oder des Transports eine geringe Menge Feuchtigkeit in das Material eindringen kann. Die Trocknung erfolgt entweder in einer Konvektionstrocknungskammer mit Heißluftzirkulation (bei einer Temperatur von 75-80 ° C für 1-2 Stunden pro mm Dicke – in der Regel sind bei hohem Feuchtigkeitsgehalt 24 Stunden Trocknung ausreichend) oder unter Verwendung von Infrarotstrahlung bei einer Temperatur für jeden mm Dicke 1-2 Stunden bei 75 bis 80 ° C..

    Verwenden Sie zum Erhitzen des geformten Plexiglases vor dem Formen Geräte, die ein gleichmäßiges Temperaturfeld mit einem Unterschied in der Ebene und der Blechdicke von nicht mehr als ± 3 ° C erzeugen. Gussglas wird 3-4 min / mm dick auf eine Temperatur von 165-190 ° C erhitzt. Blockplexiglas erweicht beim Erhitzen schnell, seine Festigkeit nimmt jedoch im Vergleich zur Extrusion leicht ab. Gegossene und extrudierte Acrylkunststoffe reagieren unterschiedlich auf Hitze. Bei gegossenem Acrylkunststoff ist eine gleichmäßige Schrumpfung von maximal 2% möglich, die in alle Richtungen gleich ist (entsprechend nimmt die Blechdicke zu). Extrudierter Acrylkunststoff hat 3 bis 6% in Extrusionsrichtung und 1-2% in Querrichtung (für eine 2 mx 3 m große Folie ist die Extrusionsrichtung die 3 m-Seite). Gegossenes Acryl toleriert leicht eine Erwärmungsinhomogenität von 10-15 ° C (überhitztes gegossenes Acryl reißt im Gegensatz zur Extrusion nicht oder bricht nicht, wenn es verformt wird). Im Falle von extrudiertem kann der Unterschied in der Erwärmungstemperatur zu erheblichen Spannungen im Material führen.

    2. Formen. Das Verhalten dieser Materialien beim Warmumformen ist ebenfalls unterschiedlich. Um gegossenes Acryl zu verformen, muss ein erheblicher Druck ausgeübt werden. Extrudiertes Acryl lässt sich leicht und mühelos formen (empfohlener Temperaturbereich – 160-170 ° C; Aufheizzeit – 3 Minuten pro 1 mm Materialstärke)..

    Formen (Matrizen und Stempel) werden aus verschiedenen Materialien hergestellt: Holz, Gips, Aluminium, Stahl. Das Heißformen kann auf einfache Weise durchgeführt werden, indem beispielsweise der Kunststoff nach dem Erhitzen auf eine konvexe oder konkave Form gebracht wird, wo er unter seinem eigenen Gewicht seine Form annimmt. Das Kunststoffformen kann auch durch freies Zurückziehen in einer vakuumdichten Kammer und freies Blasen mit Druckluft sowohl mit Hilfe von Formen als auch ohne diese durchgeführt werden.

    Wenn es notwendig ist, ein flaches Blech in einer geraden Linie zu biegen, reicht es aus, eine lokale Erwärmung des Kunststoffs entlang der Biegeachse unter Verwendung eines oder mehrerer geradliniger Heizelemente, beispielsweise einer Nichromschnur, durchzuführen.

    3. Kühlung. Um innere Spannungen zu vermeiden, sollte die Kühlung so lang und gleichmäßig wie möglich sein. Um die gedruckte Form bestmöglich zu erhalten und Verformungen zu vermeiden, muss das Produkt auf der Matrix belassen werden, bis es auf eine Temperatur von 60-70 ° C abgekühlt ist. Geformte Produkte müssen vor dem Kontakt mit Lösungsmitteln, Farbe oder selbstklebendem Film thermisch konditioniert werden, um Spannungen abzubauen..

    Kaltbiegen

    Plexiglas, sowohl gegossen als auch extrudiert, lässt sich leicht kalt biegen, es muss jedoch ein Mindestbiegeradius eingehalten werden, um eine Belastung der Platten zu vermeiden. Der minimale Biegeradius sollte das 230-fache der Kunststoffdicke betragen.

    Schweißen

    Im Fall von spritzgegossenem Plexiglas wird empfohlen, (sowie für Extrusionsplexiglas) „verwandte“ Klebstoffe zu verwenden, um die dauerhafteste Verbindung und ihre Wetterbeständigkeit zu erzielen. Um transparente, farblose Nähte beim Kleben mit einer Überlappung oder einem Stumpf mit einer einseitigen Überlagerung zu erhalten, ist es bevorzugt, CMM-Kleber auf Basis von Polymethylmethacrylat zu verwenden.

    Vor dem Verkleben müssen Teile aus geformtem Plexiglas geglüht werden, um innere Spannungen abzubauen. Die empfohlene Glühtemperatur beträgt 65-80 ° C, abhängig von der Erweichungstemperatur des Glases (90-120 ° C). Danach wird eine natürliche Kühlung bevorzugt.

    Das Schweißen wird auch verwendet, um Rohlinge zum Formen von nicht standardmäßigen Produkten, zum Anbringen von Auskleidungen und zum Formen von Ausbuchtungen zu erhalten. Gussplexiglas wird bei höheren Temperaturen (bis zu 300 ° C) geschweißt. Das fertige Teil wird nach der mechanischen Behandlung der Naht einer Wärmebehandlung unterzogen, um innere Spannungen abzubauen.

    Schweißmethoden:

  • Induktion;
  • Strahlung;
  • Ultraschalllöten;
  • Vibration;
  • Heißes Gas.

Kleben

Extrudierte Plexiglasplatten können an sich selbst und an andere Materialien geklebt werden, wodurch eine hochfeste und dauerhafte Naht erhalten wird. Es ist ratsam, vor dem Kleben eine Wärmebehandlung durchzuführen.

Materialien zum Verkleben von Extrusionsplexiglas:

  • Filmkleber: Lösung von Polymethylmethacrylat in einem flüchtigen Lösungsmittel;
  • Polymerisierbarer Leimtyp: PMMA-Sirup mit Dimethylanilin (SMM), dem zum Zeitpunkt des Klebens ein Polymerisationsinitiator (Benzoylperoxid) zugesetzt wird;
  • Andere Arten von Klebstoff: Epoxid, Polyester, Polyurethan und andere Marken AK-90, MP-88 (81), BF-2 (4,6);
  • Lösungsmittel: Dichlorethan, Methylenchlorid.
  • Nach dem Trocknen und Verfestigen des Klebers bei Raumtemperatur wird empfohlen, 2-5 Stunden bei einer Temperatur von 60 ° C zu glühen.
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