Содержание
Оргстекло. Виды и производство. Свойства и применение. Особенности
Оргстекло (органическое стекло) – виниловый полимер в виде термопластического материала, также известный как акрил, плексиглас и поликарбонат. Может быть прозрачным или иметь любую расцветку. В отличие от классического твердого стекла оно обладает упругостью, поэтому не разбивается на острые осколки при ударе. Органическое стекло применяется при изготовлении прозрачных комплектующих для автотранспорта, спецтехники, защитных экранов станков. Его используют при сборке мебели, наручных и настенных часов, оптики.
Свойства и характеристики органического стекла
Одним из главных достоинств материала является возможность придания ему практически любой формы без нарушения его оптических качеств. На линии изгиба исключается помутнение или существенное искажение обзора.
Материал обладает следующими техническими параметрами:
- Плотность до 1,2 г/см³.
- Коэффициент прозрачности до 93%.
- Средний уровень теплоустойчивости 150°С.
- Рекомендуемая температура эксплуатации от — 40 до + 90°C.
При прямом воздействии высокой температуры свыше +150-190°С оргстекло становится мягким, поэтому теряет заданную форму. При этом в зависимости от химического состава его температура воспламенения составляет минимум +460°С. Ограниченный температурный диапазон применения существенно сужает возможность использования стекла. Оно категорически не подходит для оснащения обзорной дверцы духовых шкафов, котлов и т.д.
Весьма положительным качествам органического стекла является простота его обработки. Его раскрой может осуществляться путем механического реза абразивным инструментом или прожигом раскаленной металлической струной. При этом классический раскрой путем слома по царапине после стеклореза не применяется. Оргстекло не только хорошо режется, но и поддается сверлению и сравнительно простой шлифовке. При необходимости придания сложной формы оно подогревается, после чего становится пластичным.
Материал не является хрупким. Изделия из него не разбиваются на осколки. При этом сильное механическое воздействие все же может сломать поверхность. Изделия из органического стекла достаточно легкие. Именно поэтому их используют для создания рекламной продукции, витрин для мебели, сантехники. Технология производства материала исключает присутствие в его полости пузырьков воздуха. Благодаря этому любое изделие имеет идеальную однородную прозрачность. Материал производится как в прозрачном, так и матовом исполнении.
Изделия из оргстекла имеют нейтральную химическую реакцию к большинству бытовой химии. Это не только достоинство, но в определенных случаях и недостаток. В частности существуют сложности с его приклеиванием. К материалу практически не прилипает классический суперклей, холодная сварка, термоклей. Большинство разновидностей оргстекла не рекомендовано протирать спиртом или ацетоном, поскольку данные вещества могут повлечь помутнение. Однако короткое воздействие даже 10% этилового спирта с органическим стеклом не вызывает потемнение последнего. В связи с этим абсолютно все моющие вещества для окон не опасны для оргстекла.
Популярность материала частично продиктована высокой степенью безопасности его использования. Оно не разбивается на осколки, не имеет острых режущих краев.
Важным качеством оргстекла выступает его достаточно высокий уровень температурного решения. Это нужно учитывать при его монтаже. При чрезмерно плотной установке во время изменения температуры материал способен расшириться искривиться по плоскости.
В открытом огне оргстекло возгорает. При этом оно не выделяет токсичные и прочие отравляющие вещества. Это качество делает его менее пожаробезопасным, чем силикатное стекло. С другой стороны нагреваясь, оно не растрескивается и не разлетается на осколки.
Технология производства
Оргстекло производится путем экструзии или литья. Его свойства меняются в зависимости от того как оно было сделано. Стекло разделяют на литое и экструзионное.
Технология изготовления экструзионного материала подразумевает выдавливание расплавленной массы под давлением. В результате она уплотняется и застывает. Для изготовления литого стекла масса заливается в форму. В качестве ее верхнего и нижнего заграждения служат 2 листа силикатного стекла. После затвердевания массы форма разбирается и образованный лист извлекается.
Применяемая технология производства напрямую влияет на качество получаемой продукции. К примеру, изделия сделанные путем пропускания через экструдер имеют разбежность всего до 5% по заданной толщине. В то же время, литое оргстекло может быть тоньше или толще на 30%. Материал, полученный путем экструзии, лучше склеивается. Уровень его усадки при нагреве доходит до 6%. Литое органическое стекло обладает большей химической устойчивостью и ударопрочностью. Температура его плавления как минимум на 20°С выше. Уровень усадки литого материала доходит до 2%.
Виды стекла по прозрачности и цвету
Производители выпускают несколько разновидностей оргстекла, которые отличаются между собой по различным характеристикам:
- Прозрачность.
- Тип поверхности.
- Цвет.
Стекла разделяются на прозрачные и матовые. Пропускная способность прозрачного оргстекла составляет до 93%. Оно гладкое и блестящее с обеих сторон. Его толщина за редким исключением не превышает 5 мм. Матовые стекла имеют уровень светопропускания от 20 до 70%. При этом матовость достигается снижением прозрачности внутри полости стекла, поэтому материал гладкий с обеих сторон. Это исключает вероятность соскребания матирующего слоя при очистке, как в некоторых разновидностях обычного стекла.
Также стекло бывает гладким и рифленым. Образцы с рифленой поверхностью с одной стороны гладкие, а с другой имеют характерные волнообразные или геометрические выступы. В большинстве случаев рифленые стекла матовые. Наличие рельефа искажает оптические качества материала, уменьшает его прозрачность.
Органическое стекло производится практически в любых расцветках. Оно может быть как прозрачным, так и желтым, зеленым, синим, голубым и т.д.
Где применяется оргстекло
Низкая температурная устойчивость материала, а также значительно меньшая механическая прочность, чем у силикатного стекла, создают определенные ограничения на его использования. В связи с этим наиболее часто его применяют в сферах:
- Машиностроения.
- Архитектуры.
- Производства мебели.
- Рекламе.
- Медицине.
Материал используется в авиастроении и автомобилестроении. Также изделия данного класса применяют для создания защитных экранов на станках. Из оргстекла сделаны приборные панели автомобилей. Именно им закрываются фары и прочая оптическая техника. Положительным качеством использования оргстекла выступает возможность его реставрации. При появлении царапин их можно отшлифовать и в дальнейшем отполировать до восстановления полной прозрачности. Реставрировать оргстекло в разы проще и быстрее, чем твердое стекло.
Из оргстекла делают заборы, навесы, интерьерные и офисные перегородки. Благодаря сравнительно небольшой массе, доставка таких элементов не требует использования дорогой упаковки. Также материал используется для изготовления мебели. Им закрывают светильники, из него делают цветные витражи, Вся прозрачная сантехника выливается из органического стекла.
Все выставочное оборудование, наружная и внутренняя реклама закрывается оргстеклом. Это продиктовано требованиями безопасности и долговечностью материала. Он не разбивается на режущие осколки. Все офисные таблички, указатели, стенды тоже прикрываются органическим стеклом.
Оргстекло получило широкое распространение в медицине, в частности для изготовления контактных линз. Также из него делают линзы для очков, но они считаются дешевой альтернативой обычному твердому стеклу.
Склейка оргстекла
Процесс склеивания элементов из органического стекла сопровождается рядом трудностей. Дело в том, что материал может иметь различный химический состав. Под тем, что обычно подразумевается под оргстеклом, может приниматься акрил, полипропилен, полистирол или поликарбонат. Это разные по химическому составу материалы, поэтому для одних определенный тип клея подходит, а для других является бесполезным.
Для склейки оргстекла могут применяться:
- Специализированные реакционные клеи.
- Растворители.
- Контактные клеи.
Реакционный клей является самым удобным при работе. Он позволяет создать прозрачный шов, эффективно скрепляющий элементы между собой. Уровень токсичности клея самый низкий в сравнении с растворителями или контактными составами.
Более дешевым решением является использования растворителей. Применение таких материалов позволяют получать качественное склеивание, но процесс затвердевания соединения происходит дольше. В небольшое количество растворителя добавляется стружка оргстекла, с которым приходится работать. В результате она растворяется, что позволяет получить клейкую массу. Раствор применяется для скрепления. Также можно просто наносить растворитель на детали, которые нужно соединить. Они сжимаются между собой, растворяются по краям и свариваются в монолитную конструкцию.
Самое слабое соединение дает контактный клей. Это могут быть «супер клеи», эпоксидная смола. Использование таких компонентов дает очень слабый результат. Детали распадаются даже при слабом механическом давлении.
Оргстекло
Оргстекло – это бытовое название листовых материалов, напоминающих по виду и некоторым свойствам оконное стекло, и состоящее из прозрачных полимеров: полиакрилатов, поликарбонатов, полистиролов, различных сополимеров. Чаще всего так называют полиметилметакрилат (ПММА), который представляет из себя полимер, элементарным звеном которого служит метилметакрилат. В дальнейшем мы будем рассматривать под названием «оргстекло» в основном именно ПММА. Ниже приведена химическая формула полиметилметакрилата:
Обычно ПММА – это прозрачный полимер, который довольно легко поддается переработке в изделия всеми основными промышленными методами. Из-за своей высокой прозрачности он и получил второе название «органическое стекло».
Производство ПММА
На современных нефтехимических предприятиях полиметилметакрилат синтезируют путем полимеризации по свободно-радикальному механизму. Реакцию проводят в блоке или суспензии, иногда в эмульсии или растворе. Выпускают оргстекло обычно в форме гранул для дальнейшей переработки или листов.
Рассмотрим подробнее технологический процесс получения ПММА. Химическая реакция проводится в формах, состоящих из стальных, алюминиевых листов или слоев силикатного стекла. Прокладки из эластичного материала, от расстояния между которыми зависит толщина будущего листа органического стекла, устанавливают в указанные формы. На этом подготовительные операции завершаются.
Первой технологической операцией в ходе синтеза является получение форполимера – сиропообразной жидкости с высокой степенью вязкости. После получения форполимер помещают в форму, которую располагают в камере с нагретой водой или оборотным теплым воздухом. Процесс ведется через форполимер для недопущения появления дефектов из-за высокой усадки при полимеризации метилметакрилата, которая достигает 23 процентов. Добавки, необходимые для придания материалу необходимых свойств, например красители, замутнители, пластификаторы, стабилизаторы и т.д. диспергируют в форполимере перед полимеризацией. После окончания процесса синтеза листы оргстекла вынимают из форм и проводят их финишную обработку, которая заключается в удалении облоя и при необходимости шлифовке и полировке.
Кроме описанного выше литьевого метода органическое стекло также изготавливают методом экструзии. Существует ряд отличий между получаемым экструзионным оргстеклом и литьевым. Экструзионный акрил характеризуется менее прочными молекулярными связями, тогда как в литом акриле они более прочные. Прочные связи между молекулами придают литьевому оргстеклу более высокие физико-механические, тепловые и химические характеристики. Также особенности производства материала влияют на дальнейшее его поведение при обработке и переработке в изделия.
Полиметилметакрилат производят в различных уголках мира под различными торговыми марками. В зависимости от фирмы и страны производителя ПММА пожет иметь следующие названия: плексиглас, люсайт, плексигум , диакон, ведрил, акрима, карбогласс, новаттро, плексима, лимакрил, плазкрил, акрилекс, акрилайт, акрипласт, акрил, метаплекс и др. Возвращаясь к методам получения оргстекла заметим, что экструзия – крупнотоннажный процесс, который потребляет большого объем полимерного сырья, и применяется только на больших производствах. С этим связан тот факт, что количество цветов и ассортимент свойств марок экструзионного материала обычно гораздо скромнее, чем предлагается на рынке литьевого акрила.
Органическое стекло любого типа можно вторично перерабатывать без особых ограничений, как любой стандартный термопластичный материал.
Основные свойства оргстекла
ПММА, как и любой полимер, обладает высокой молекулярной массой, она для этого полимера достигает 2 млн атомных единиц. Температура размягчения ПММА чуть выше 120 градусов Цельсия, а температура плавления порядка 160 градусов, что во многом обусловливает его хорошую перерабатываемость.
По физическим характеристикам оргстекло обладает очень хорошей прозрачностью, высокой проницаемостью не только для лучей видимой части спектра, но и для ультрафиолета. Органическое стекло имеет хорошие диэлектрические и физико-механические данные и обладает высокой атмосферостойкостью. Также этот материал достаточно химически стоек: устойчив к неконцентрированным кислотам и щелочам, спиртам и жирам, а также к гидролизу и минеральным маслам. Оргстекло, насколько это известно современной науке, безвредно для живых организмов и в то же время стойко к биологическому разрушению. Полиметилметакрилат перерабатывается экструзией с последующим термоформованием (вакуумным или пневмоформованием), штамповкой, литьем под давлением на термопластавтоматах. Также оргстекло легко обрабатывается механически, склеивается и сваривается.
Рассмотрим особенности материала более подробно.
Плотность ПММА для полимера достаточно высока и составляет 1190 кг/см3 , что намного ниже (почти в 2,5 раза) чем плотность силикатного стекла. Она примерно на 20% выше плотности ПЭНД и на 30% полипропилена, но, например, на 17% меньше плотности жесткого ПВХ. Низкая плотность приводит к тому, что при одинаковой толщине масса конструкции из органического стекла в 2,5 раза меньше, чем такая же из силикатного стекла. Зачастую такая конструкция требует гораздо меньше несущих элементов и опор, что придает ей гораздо лучших эстетических вид. Ударная прочность оргстекла примерно в 5 раз выше прочности силикатного стекла, что дает различные возможности его применения там, где высок риск для хрупкого обычного стекла.
Широко известно, что органическое стекло является легковоспламеняющимся, однако оно менее опасно, чем другие полимеры, подверженные открытому горению. В процессе горения ПММА выделяет минимум вредных продуктов окисления. Температура его воспламенения составляет 260°С.
Оргстекло, в отличие от некоторых полимеров имеет высокую морозостойкость. Диапазон рабочих температур ПММА довольно широк и находится в промежутке между минус 40°С и +80°С.
Оргстекло обладает малой теплопроводность, около 0,2—0,3 Вт/(м·К), что гораздо ниже теплопроводности обычного силикатного стекла от 0,7 до 13,5 Вт/(м·К), что дает органическому материалу большое преимущество при применении в энергоэффективных объектах.
Оргстекло обладает высокой стойкостью к старению. Т.к. светопропускание этого материала больше, чем у любого крупнотоннажного полимера и равно примерно 92% от проходящего через него видимого света. Органическое стекло не нуждается в дополнительной защите ультрафиолетового излучения. Физико-механические свойства ПММА, и его светопропускание очень медленно изменяется со временем, несмотря на действие УФ-лучей и воздействий атмосферных явлений. Однако для окрашенного оргстекла возможно изменение цвета материала в зависимости от его производителя и определенного цвета, но это, как правило, происходит по истечении большого срока и при эксплуатации вне помещений.
При этом оргстекло достаточно склонно к поверхностным повреждениям, оно довольно легко царапается. Это обусловливает применение специальных защитных пленок из полимеров на поверхности стекла.
Химические и экологические характеристики
Оргстекло является достаточно экологичным материалом. Оно не выделяет вредных химических соединений не только при горении, но и при обычном многолетнем применении и считается абсолютно безопасным материалом. Его использование разрешено как вне помещений, так и внутри них, в том числе в лечебных и детских заведениях. Как упоминалось ранее, отходы органического стекла не токсичны и могут полностью быть переработаны вторично.
ПММА известен своей высокой стойкостью к воде, а также к различным химическим соединениям, например к щелочам, растворам солей. Из распространенных химикатов на оргстекло существенно влияют концентрированные серная, хромовая и азотная кислота и некоторые растворы сильных кислот: цианистоводородные (синильная кислота) и фтористоводородные (плавиковая кислота).
Кроме того, органическое стекло можно растворить в некоторых сильных растворителях: дихлорэтане и других хлорированных углеводородах, сложных эфирах, альдегидах и кетонах. Также на него могут воздействовать низкомолекулярные спирты, в том числе этиловый спирт. Однако, реакция при этом медленная. Так при недолгом воздействии на оргстекло разбавленного до 10 процентов этилового спирта видимых изменений не происходит.
Применение оргстекла
Органическое стекло применяется достаточно широко. Высокая транспарентность в сочетании с хорошими механическими характеристиками открыла этому материалу дорогу к использованию в области транспорта: авиационной технике, автомобильной отрасли и т.п. Широко применяется ПММА в светотехнической индустрии, как листовой материал, прошедший полировку, так и гранулы для литья под давлением или экструзии рассеивателей светильников.
Рис.2. Фара мотоцикла
Кроме того, оргстекло используют в архитектуре и строительной индустрии, изготовлении товаров для дома, приборостроении и т.д. Широко применяется в сельском хозяйстве как материал для остекления оранжерей и теплиц. Оргстекло – хороший конструкционный материал для применения в строительстве, например для производства окон и дверей, веранд и для отделочных работ и некоторых изделий. В приборостроении оргстекло используют в качестве компонентов инструментов и приборов. В медицине оно применяется также в области инструментов, изготовлении контактных линз и в протезировании. В области оптики из этого чудесного материала выпускают линзы и призмы. Также из оргстекла можно делать компоненты микроэлектроники, игры и игрушки для детей, средства индивидуальной защиты (очки, маски), трубы и трубки для пищевой индустрии, разнообразные изделия для спортивного снаряжения и многое другое.
Незаменимо органическое стекло для уличного применения, им покрывают рекламные щиты, вывески, световые короба и прочие наружные носители информации и рекламы. Повсеместно мы видим этот материал при оформлении и наполнении витрин, в витражах, защитном остеклении, дизайнерских изделиях, сантехнике, музыкальных инструментах, торговых материалах, например ценникодержателях, POS-материалах, аквариумах, сувенирах и т.д.
Также в материалах последних поколений, особенно в авиа- и вертолетостроении, оргстекло активно применяется в составе многослойных композитных материалов, в том числе в комбинации с неорганическими стеклами.
История оргстекла
Этому материалу уже почти 100 лет. Оргстекло, которое в то время получило название «плексиглаз» (марка Plexiglas существует и сегодня) было получено в 1928 году немецким специалистом Отто Рёмом. Товарное производство материала началось в 1933 году там же в Германии, а первые известные продукты, для получения которых было применено оргстекло, датированы 1936 годом.
Рис.3. Кабина самолета середины 20 века
Такой материал, как прозрачный прочный полимер пришелся очень вовремя. В 20-30-е годы 20 века многие страны совершили скачок в развитии самолетостроения, особенно военного, в целом страны милитаризировались. В эти годы появились первые самолеты с закрытой кабиной, для изготовления которой отлично подошел новый полимер. Оргстекло было безопасным, то есть не разбивалось с образованием осколков, оптически прозрачным, химически стойким, в том числе к бензину, маслам и смазкам, водостойким. Всё это определило быстрый рост потребления материала.
40-е годы прошли под знаком развития применения оргстекла в авиастроении и не только. В годы ВОВ из него изготавливались кабины и другие части военных самолетов, детали подводных лодок и другие элементы, требующие прозрачности, легкости и прочности. С началом использования других, более продвинутых и менее горючих материалов, в том числе композитов, применение оргстекла в военной отрасли отошло на второй план.
В послевоенные годы органическое стекло получило широчайшее распространение во всех описанных выше областях. В настоящее время ПММА применяется гораздо скоромнее других крупнотоннажных полимеров, но в качестве прозрачного пластика он по-прежнему очень популярен. Однако во многом этот полимер потеснили другие транспарентные пластики, в том числе с лучшими свойствами или более дешевые, например поликарбонат, некоторые марки ПВХ и особенно полистирол и его сополимеры. Последние обладают огромным разнообразием характеристик при невысокой цене.
Оргстекло: виды, применение, свойства и характеристики
Органическое стекло является прочным. Этот искусственный материал отличается высокой прозрачностью. Стекло не бьется благодаря полимерам, находящимся в его составе. По химическому составу и многим характеристикам оргстекло полностью отличается от натурального стекла.
Данный материал еще называют полиметилметакрилат, акриловое стекло и плексиглас. В основном оргстекло применяют для изготовления аквариумов, полок, столешниц, фоторамок и других предметов. Кроме того, его используют в качестве межкомнатных дверей. Народные умельцы, которые знают, как сгибать оргстекло правильно, делают из него статуэтки, брелоки и разнообразные украшения. Чтобы придать органическому стеклу желаемую форму, необходимо соблюдать определенные правила.
Технические характеристики
Популярность и широкое распространение ПММА обеспечили его характеристики.
¾ воспламенения – от 460°C до 630°C;
¾ эксплуатации – от -40°C до +90°C
Важно: Коэффициент светопропускания прозрачных разновидностей может достигать 93%. У матовых показатель уменьшается до 75%.
Толщина
Отдельно следует сказать о толщине акрила. От этого параметра зависит выбор материала при изготовлении тех или иных конструкций. В продаже встречаются листы с толщиной:
- 1,5 мм. Вес изделия – 11,2 кг. Хорошо поддается любой обработке. Используется для создания рекламных подставок, визитниц, ценникодержателей.
- Оргстекло 2 мм. Вес – 13,4 кг. Из него изготавливаются смотровые окошки, защитные экраны для картин.
- Оргстекло 3 мм. Вес – 22,3 кг. Применяется как подсветка, для создания светящихся вывесок, лайт-боксов, боковых стекол в автомобиле и лобовых в мотоциклах.
- Оргстекло 4 мм. Вес — 29,8 кг. Из такого листового акрила делают указатели, подставки со стороной не более 8 см, перегородки.
- Оргстекло 5 мм. Вес – 37,2 кг. ПММА встречается в дизайнерских конструкциях, в качестве защитного экрана магазинных витрин.
- Оргстекло 6 мм. Вес – 44,6 кг. Им остекляют промышленные и производственные помещения, катера, самолеты, используют в приборостроение.
- Оргстекло 8 мм. Вес – 59,5 кг. Применяется для производства табличек с подсветкой и гравировкой (акриллайтов), букв, логотипов. Нашло свое место в остеклении вертолетов, самолетов, яхт.
- Оргстекло 10 мм. Вес – 74,4 кг. Из оргстекла таких размеров изготавливают награды, мебель, подставки на стол сложных форм, презентационные стенды, баскетбольные щиты.
- 12 мм. Вес – 89,3 кг. Оргстекло используется для прозрачных лестниц, ступеней, сцен, ограждений, перегородок.
- 20 мм. Вес – 148, 8 кг. Акрил получил распространение при производстве павильонов для бассейнов, навесов, элементов интерьера.
Для справки: Оргстекло выпускается в виде труб, листов, блоков, стержней. Листовые разновидности имеют стандартные размеры – 2050х3050.
Свойства и особенности оргстекла
Этот синтетический материал имеет ряд преимуществ, благодаря которым успешно используется в автомобильной промышленности. Из него делают рекламные щиты, парниковые сооружения и крыши. В отличие от натурального, органическое стекло не хрупкое, имеет небольшой вес и легко режется и деформируется под влиянием высоких температур. Именно эта особенность раскрывает, как согнуть оргстекло в домашних условиях.
Помимо этих особенностей, данный материал имеет и другие немаловажные преимущества, а именно:
- Обладает электроизоляционными свойствами.
- Хорошо пропускает свет.
- Не бьется, безопасен для окружающих.
- Влагоустойчив, не деформируется и не портится под влиянием внешних факторов, морозоустойчив.
- При нагревании не выделяет ядовитые газы, экологичный материал.
- Прекрасно гнется.
- Не подвержен воздействию ультрафиолетовых лучей.
- Стойкий к химическим средствам.
В продажу листы оргстекла попадают с нанесенной сверху пленкой, она защищает материал от трещин и царапин.
Преимущества
Достоинства легкого, прозрачного оргстекла не вызывают сомнений. К положительным моментам относят:
- Ударопрочность. В 10 раз прочнее силикатного аналога, при этом не разбивается на мелкие осколки. По этому критерию уступает ПЭТ и поликарбонату, но на рынке встречаются усиленные варианты, прочность которых может достигать 100 кДж/кв.м.
- Легкость обработки. С ним можно выполнять любые операции: резать, гнуть, пилить, гравировать.
- Долгий срок эксплуатации. Не желтеет от воздействия ультрафиолета, сохраняет свои характеристики до 10 лет.
- Экологичность. Материал можно утилизировать, он легко поддается вторичной переработке.
Во время любой обработки ПММА не теряет своих оптических свойств, не искажает изображение.
Правила сгибания органического стекла
Благодаря термопластичности, органическое стекло легко меняет форму. Перед тем как сгибать оргстекло, нужно ознакомиться со следующими правилами:
- Нагревать стекло необходимо только в местах сгиба.
- Для нагревания лучше использовать специальные линейные нагреватели.
Если линейный нагреватель отсутствует, вполне подойдут разнообразные подручные приспособления:
- паяльник;
- фен;
- электрическая плитка;
- газовая горелка;
- свеча;
- кипящая вода.
Прежде чем приступить к работе с органическим стеклом, лучше немного потренироваться, чтобы не испортить свою работу.
Способы обработки
С органическим стеклом очень легко работать. Менять его форму, вырезать простые и сложные элементы можно различными способами. Широко применяются несколько методов.
Сверление
С этой целью используются сверла из быстрорежущей стали для легких металлов. В процессе проведения работ нельзя забывать об охлаждении. Выполняет оно с помощью сжатого воздуха или смазочных жидкостей. Необходимо делать перерывы для своевременного удаления стружки.
Фрезерование
Используются фрезы небольшого диаметра. Также необходимы охлаждение и удаление стружки. После этой операции возможно выполнение и других: гравирования, полировки.
Резка
Бывает 2-х видов:
- Пилами. Применяются ленточные и дисковые инструменты. Недостаток – неаккуратный срез. Работа с дисковой пилой предпочтительней и дает более качественный результат, но она требует профессиональных навыков и строгого соблюдения техники безопасности.
- Лазером. Безотходный, современный метод, обеспечивающий точность среза до 0,005 мм. Лазерная резка осуществляется на больших скоростях. При этом режущий инструмент с оргстеклом не соприкасается.
Применение специального оборудования дает возможность изготавливать изделия любой сложности по стандартным или индивидуальным эскизам.
Формование
Определенная марка оргстекла требует специального диапазона температур. Предварительно рекомендуется материал просушить в сушильных камерах.
Склеивание
Перед этим требуется отжиг (температура – 65-80°С), после которого проводится естественное охлаждение. Это необходимо, чтобы снять внутренние напряжения. Для получения бесцветных швов часто используется клей СММ, в составе которого преобладает полиметилметакрилат.
Сварка
Применяется при изготовлении нестандартных изделий, моделей с утолщением, для крепления насадок. Для литьевого стекла нужны более высокие температуры. Сварку могут проводить различными способами: индукция, вибрация, ультразвуковая пайка, горячий газ. После выполнения операции требуется термическая обработка готовой детали.
Шлифование
Шероховатые поверхности или листы с дефектами шлифуются мелкокорундовой предварительно смоченной наждачной бумагой. После такой операции материал обрабатывается специальными средствами (например, полировочными пастами).
Холодное сгибание
Акрил легко меняет форму, если его нагреть. Но обработке поддается ПММА и в холодном виде. Важно следить за радиусом изгиба. Он должен превышать в 230 раз толщину листа.
Гравировка
Процедура проводится на пантографах при помощи рыхлителей и фрез небольшого диаметра (до 6 мм) или на лазерных станках.
Принципы осуществления сгиба органического стекла
Линейный источник тепла способен разогреть органическое стекло так, чтобы оно согнулось в определенном месте. Такой тип источника вполне можно сделать из обыкновенной нихромовой проволоки. Линейный источник тепла часто делают из обыкновенных свечей, просто выстраивают их в ряд.
Еще один вариант, как согнуть оргстекло, — с помощью цилиндрических предметов. Их используют в качестве шаблона, это помогает придать органичному стеклу необходимую форму. Чтобы во время нагревания стекла не обжечься, нужно использовать термоизолирующие перчатки или прихватки из силикона.
После того как работа завершена, получившиеся изделия нужно охлаждать постепенно, тем самым минимизировать напряжение внутри. Если полимер необходимо расплавить полностью и потом залить в формы, нужно следить, чтобы емкости для отлива были чистыми, иначе это отразится на внешнем виде изделия.
Область применения
Сегодня оргстекло можно встретить везде. Оно нашло свое место в различных отраслях:
- Архитектуре и строительстве: перегородки, стойки, навесы, различные конструктивные элементы снаружи и внутри.
- Машиностроении: в самолетах и автомобилях, для остекления судов, в производстве приборов.
- Рекламе: выставочное, торговое оборудование, указатели, наружная реклама, бирки, номерки.
- Мебель и интерьер: сантехника из акрила, создание витражей, светильники.
- Медицине: защитные очки, контактные линзы, оптоволокно для эндоскопии.
Области использования постоянно расширяются. По прогнозам, в будущем оргстекло не утратит своих позиций.
Подготовительные работы
Большой запас терпения и аккуратность сильно влияют на качество выполненной работы. Также необходимо знать, как ровно согнуть оргстекло, соответствуя всем технологиям. Все инструменты и материалы лучше приготовить заранее. Чтобы провести данную процедуру, необходимо взять:
- проволоку из нихрома;
- паяльную лампу;
- верстак;
- металлическую трубу;
- источник питания.
Несколько операций нужно провести и с органическим стеклом, это позволит качественней сделать сгиб:
- Поверхность должна быть чистая, если на поверхности есть пыль или другие загрязнения, их необходимо тщательно вытереть.
- Стекло нужно обязательно высушить, при этом соблюдая соответствующий температурный режим.
- Фиксировать материал лучше нихромовой проволокой.
- Когда чистое и сухое оргстекло зафиксировано, можно приступать к нагреванию и сгибанию материала.
- Сгибая стекло нужно учитывать определенный радиус.
Виды оргстекла
На сегодняшний день выпускается ПММА разных видов.
Вид | Описание |
Прозрачное | Основные признаки – гладкость и блеск. Толщина – 3 миллиметра. Светопропускание 93%. |
Прозрачное цветное | С равномерной окраской в любой тон. Наиболее распространена серо-голубая палитра оттенков. |
Матовое белое | Гладкая поверхность. Светопропускание 20%-70% |
Матовое цветное | Глянцевые разновидности с разным процентом светопропускания, окрашенные в любые оттенки. |
К сведению: На рынке имеется и рифленое оргстекло. Оно бывает прозрачным и матовым. Его отличие – объемный рисунок с одной стороны. При этом вторая остается гладкой.
Как согнуть оргстекло феном?
Поскольку органическое стекло является термопластичным материалом, ему легко придать необходимую форму и согнуть, воздействуя на материал высокими температурами. Очень просто и легко согнуть оргстекло феном, поэтому данный способ используют чаще всего.
Для начала нужно очистить стекло от пыли и грязи, а затем определиться с местом сгибания и процарапать его на листке. После того как материал нагреется до нужной температуры, царапины пропадут.
Тисками закрепляем стекло на краю стола, нагреваем и сгибаем его постепенно. Во время проведения работы не стоит выключать строительный фен, поскольку температуру необходимо постоянно удерживать.
Ознакомившись с тем, как согнуть оргстекло феном в домашних условиях правильно, вы сможете без проблем выполнить аккуратный сгиб.
Сгибание с помощью проволоки
Сгибание органического стекла с помощью проволоки предусматривает четыре основных этапа:
- Перед тем как сгибать оргстекло, его необходимо высушить, иначе структура материала изменится и это повлияет на внешний вид изделия. Сушку проводят при температуре 80 градусов, примерно полтора часа.
- Далее лист ставят на верстак, а проволоку из нихрома крепят по линии будущего изгиба.
- Чтобы проволока из нихрома нагрелась, ее необходимо подключить к регулированному источнику тепла.
- Под действием тепла через некоторое время лист начнет сгибаться под тяжестью своего веса.
Этот метод хорош, если в хозяйстве есть специальный станок, а обработать стекло необходимо в больших объемам и быстро, подготавливая к дальнейшему использованию или конструированию мебели.
Необходимое сырье для литьевой технологии производства оргстекла
Исходным сырьем служит метилметакрилат – мономер, в жидком состоянии, который также используется при экструзионной технологии производства. Ингредиенты, обеспечивающие дополнительные свойства стеклу, добавляются на этом этапе. Красители, отвердители, стабилизаторы, оказываются связанными во время реакции полимеризации. Ударопрочность, стойкость к химически агрессивным веществам обуславливаются не только более длинными молекулярными цепями, но и участием ингредиентов в химической реакции.
Подготовка материала
Исходный продукт – суспензионный полиметилметакрилат смешивается с красителями, наполнителями, пластификаторами и прочим и прогревается в автоклавах до образования форполимера – жидкости с высокой вязкостью.
Форполимер остается смесью, процесс полимеризации здесь еще не начался. Смесь перемешивается, вакуумируется и продавливается через фильтр.
Какое оборудование используется?
Для процесса литья необходимо специальное оборудование, в которое помещается нужное количество сырья и на выходе получается уже готовое изделие.
На фото изображена машина, в которой осуществляется процесс литья
Для производства литьевым методом нужны:
- эмалированные реакторы автоклавного типа – здесь смешивается исходное сырье и изготавливается фторполимер;
- герметизированные формы – производятся из силикатного стекла, алюминия или стали. Между листами формы помещаются эластичные прокладки, с помощью которых, регулируют толщину готового изделия;
- камеры с циркулирующим воздухом – форма (как правило, на 20 листов) помещается в камере для полимеризации и последующего равномерного охлаждения. Ту же роль выполняют и ванны с водой.
Готовые изделия могут быть обработаны любым механическим способом.
Другие способы сгибания органического стекла
Чтобы согнуть органическое стекло, его опускают в кипящую воду на 1 минуту. После чего достают материал и сразу же сгибают его, надев на руки силиконовые перчатки. Также существует множество других способов, как сгибать стекло в домашних условиях, подручными средствами:
- Газовая горелка. С помощью горелки сделать сгиб очень легко, достаточно просто нагреть органическое стекло в определенном месте. Чтобы тепло попадало исключительно на место изгиба, к газовой горелке следует приставить консервную банку, на дне которой вырезается похожее на щель отверстие.
- Паяльник. Используя паяльник для сгибания органического стекла, можно получить качественный и точный сгиб. Но прежде чем приступать к основной работе, необходимо потренироваться.
- Горячая труба. Прежде чем сгибать стекло горячей трубой, его нужно предварительно подготовить и протереть раствором соды.
Работая с оргстеклом, необходимо усвоить одно важное правило: чтобы согнуть данный материал, его нужно размягчить в определенном месте. Для этого можно использовать любой источник тепла. Так же просто изменяется и форма материала, нужно приложить немного усилий, и ни чем не примечательная полоска оргстекла превратится в настоящее произведение искусства, стоит всего лишь разогреть его до необходимой температуры.
Теперь вы знаете, как выглядит этот материал, что представляет собой и какими характеристиками отличается, а значит, сумеете справиться с задачей, разобравшись, как сгибать оргстекло.
Плюсы акриловых листов
Устойчивость к ультрафиолетовому излучению: благодаря гибкости и легкому формованию в любую форму акрил идеально подходит для создания различных продуктов со сложной геометрией. Органические листы являются идеальным продуктом для использования на открытом воздухе, поскольку они являются термостойкими до 160 градусов С.
Многоразовое применение:
Многие уличные кафе и рестораны предпочитают использовать акриловую посуду взамен стеклянной, поскольку она прочная, небьющаяся и легко чистящаяся.
Экологически дружелюбный материал: Акрил можно использовать повторно. Благодаря множеству способов превратить акриловые листы в другие предметы (тарелки, столешницы или полки) – делает их экологически чистым выбором.
Органический лист предлагает широкий ассортимент цветов: Акриловые листы доступны в широком ассортименте цветов и конструкций. В зависимости от того, для чего вы используете материал. Можете выбрать цветные листы или выбрать прозрачные акриловые листы. Листы доступны в различных стилях, в том числе матовом, флуоресцентном и зеркальном.
Пригоден для использования в посудомоечной машины: Посуда из акриловых листов Perspex были разработаны с высокой степенью защиты от тепла коммерческой посудомоечной машины.
Экономически эффективные: Синтетические, акриловые листы дешевые в производстве, их может себе позволить купить человек с небольшим достатком. Именно поэтому они являются отличной альтернативой стеклу, допустим в остеклении дачной теплицы.
Источник https://tehpribory.ru/glavnaia/materialy/orgsteklo.html
Источник https://e-plastic.ru/specialistam/polimernie-materiali/orgsteklo/
Источник https://dosaafvlg-kotovo.ru/stanki-i-instrumenty/kak-delayut-orgsteklo.html