Какую температуру выдерживает оргстекло?
Оргстекло это, несомненно, уникальный материал, который был разработан в далеких тридцатых годах двадцатого столетия, неким доктором Отто Ромом. Именно своим уникальным характеристикам, этот материал обязан такой популярностью, он практически полностью перевернул сферу строительства, машиностроения и приборостроения, а также было положено начало совершенно новым сферам производства.
При работе с оргстеклом необходимо учитывать, что это термопластичной материал, и вполне обосновано может возникнуть вопрос: Какую температуру выдерживает оргстекло? Здесь стоит разобраться. Оргстекло можно производить двумя способами, это экструзионный метод и литьевой. Так температура размягчения и плавления у разных видов оргстекла может быть различной.
Максимальная температура, при которой можно эксплуатировать оргстекло находиться в пределах 80-100°С, а его температура плавления в зависимости от производителя составляет 95-105°С. Также не стоит забывать, то этот материал еще и морозостойкий, и он свободно выдержит даже 40-ка градусные морозы.
Рассмотрим температурные диапазоны для литьевого и экструзионного оргстекла в таблице.
| Температура нагрев | Литьевое | Экструзионное |
| Наименьшая | 130 °С | 140 °С |
| Наибольшая | 200 °С | 180 °С |
| Рекомендуемый диапазон | 165-190 °С | 160-175 °С |
Температура воспламенения оргстекла колеблется в диапазоне от 460-620°С и выше, но при этом в окружающую среду не выделяются вредные вещества.
Область применения оргстекла невероятно широка, а в последние годы оно стало невероятно популярным. Это обосновано развитием новых направлений в архитектуре и в дизайне, а также необходимостью производства различных конструкций рекламного характера. С каждым днем оргстекло только набирает популярность среди потребителей, ним помимо всего прочего, остекляют здания и транспорт, исключением не стает ни водный, ни воздушный транспорт.
Рекомендации по термоформованию акрилового стекла
Рекомендации по термоформованию акрилового стекла
Процесс термоформования осуществляется в три этапа: нагрев, формование, охлаждение. При нагреве до определенной температуры (130 – 160° С) материал размягчается и становится резиноподобным. Температура необходимого нагрева зависит от типа акрилового стекла. Затем с помощью соответствующих приспособлений листовому материалу может быть придана различная форма, а после охлаждения он снова приобретает первоначальную жесткость, сохранив при этом заданную при обработке новую форму. Если форма изготовленной и литого акрилового стекла детали не отвечает требованиям и отличается от желаемой, деталь можно снова нагреть для коррекции формы или для повторного формования, т. к. путем простого нагрева материалу может быть возвращена исходная форма. Однако такая процедура невозможна, если в качестве заготовки используется лист экструзионного акрилового стекла.
Защитную полиэтиленовую пленку перед нагревом и термоформованием необходимо удалить, в противном случае ее удаление после нагрева/формования будет существенно затруднено. Еще одной опасностью является то, что разрывы и отслоение защитной пленки могут быть воспроизведены на поверхности сформованной детали.
Предварительная горячая сушка экструзионного (EX) ПММА
Акриловое стекло EX во всех случаях без исключения необходимо подвергать горячей сушке для удаления влаги. Это обусловлено свойством материала впитывать влагу из окружающей среды. Сушка осуществляется в конвекционной камере (с принудительной циркуляцией воздуха) при температуре 75 – 80 °С. Продолжительность процесса составляет 1 – 2 часа на миллиметр толщины листа.
Нагрев в конвекционной камере
Это единственно приемлемый способ нагрева деталей, которые должны обладать высочайшими оптическими качествами или имеют толщину более 5 мм. Этот способ позволяет регулировать температуру нагрева и дает возможность поддерживать листы из литого (GS) акрилового стекла при нужной температуре до процесса формования. В отличие от этого при работе с листами ПММА EX следует избегать их длительной выдержки при высокой температуре.
Нагрев с помощью инфракрасного излучения
Такой способ нагрева имеет следующие преимущества:
• низкое термическое сопротивление и, благодаря этому, быстрое достижение рабочих параметров;
• высокая производительность при нагреве (в среднем 1 мин. на 1 мм толщины) листов толщиной до 5 мм;
• программируемое управление процессом с помощью подвижной пластины;
• умеренные затраты на монтаж нагревательных установок для небольших и средних по размеру поверхностей.
• трудно контролировать температуру;
• нагрев только одного листа (в случае простого, не секционного оборудования);
• листы толщиной 5 мм и более необходимо нагревать в два этапа с переворачиванием листа (или использовать нагрев одновременно с двух сторон)
Инфракрасная нагревательная печь
Керамический излучатель Инфракрасный излучатель
Ориентировочные условия нагрева листов
| GS | EX | |
| Температура нагрева | ||
| Минимальная температура (°С) | 130 | 140 |
| Максимальная температура (°С) | 200 | 190 |
| Рекомендуемая температура (°С) | 165-190 | 160-175 |
| Продолжительность нагрева | ||
| Конвекционная печь (мин./мм) | 3-4 | 2,5-3 |
| Одностороннее инфракрасное облучение (сек./мм) при интенсивности 2,2 Вт/см² | 42-52 | 38-45 |
| Двустороннее инфракрасное облучение (сек./мм) при интенсивности 3,5 Вт/см² | 24-32 | 22-27 |
Различия в поведении при нагреве
Зоны формования стекла GS толщиной 3 мм
Зоны формования стекла EX толщиной 3 мм
Различия в поведении при формовании
Простое формование поверхностей растяжения
Термоформование поверхностей без растяжения
Схематическое изображение свободного втягивания
Свободное втягивание в емкость с выдавливанием снизу
Устройство с диффузором для свободного раздувания
Определение толщины в зонах растяжения
Уменьшение толщины купола в его вершине после свободного раздувания
Формование под давлением в полую форму
Формование листов в полой форме
Формование элементов с использованием монолитной формы
Формование с использованием механических приспособлений
Формование листовых материалов фасонным пуансоном
Формование методом простой глубокой вытяжки
Формование методом глубокой вытяжки с использованием комбинации верхнего и нижнего пуансонов
Формование методом глубокой вытяжки с помощью каркасного пуансона
Формование с использованием полой и монолитной форм
Комбинированные методы формования
Втягивание и вакуумное формование с использованием фасонного пуансона
Вакуумное формование с предварительной вытяжкой пуансоном
Рекомендации по обработке Экструзионного оргстекла.
Формовка в горячем состоянии
Этот вид обработки позволяет придать материалу самые различные формы.
Он состоит из трех этапов:
1. Нагрев
2. Формовка
3. Охлаждение
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 это возможно исключительно в том случае, если материал не подвергался растягиванию. Защитную плёнку перед нагреванием следует обязательно удалить с литого пластика и можно оставить на экструдированном.
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.
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 можно проводить также свободным втягиванием в вакуумплотной 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.
Внимание! При горячей переработке и/или формовании защитное покрытие необходимо снять и тщательно очистить, так как остатки клея или защитной плёнки при размягчении листа могут повредить его поверхность.
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 60-70С. Отформованные изделия перед их взаимодействием с растворителями, краской или самоклеющейся плёнкой должны подвергнуться термическому кондиционированию с целью снижения напряжений.
Холодное сгибание оргстекла
Оргстекло, как литое, так и экструдированное легко поддаётся 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 и склеивание оргстекла
1. 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 внахлёст 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 65-80С в зависимости от температуры размягчения стекла (90-120С), 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 300С). Готовую деталь после механической обработки шва подвергают термической обработке для снятия внутренних напряжений.
2. 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
a. Плёночный тип клея: раствор полиметилметакрилата в летучем растворителе;
b. Полимеризуемый тип клея : сироп ПММА с диметиланилином (СММ), в который в момент склеивания добавляют инициатор полимеризации (перекись бензоила);
c. Другие типы клея : эпоксидные, полиэфирные, полиуретановые и др. марок АК-90, МП-88 (81), БФ-2 (4,6);
d. Растворители : дихлорэтан, хлористый метилен.
После сушки и застывания клея при комнатной температуре рекомендуется провести отжиг течение 2-5 часов при температуре 60С.
Сварка оргстекла осуществляется несколькими методами:
a. Индукции;
b. Излучения;
c. Ультразвуковой пайки;
d. Вибрации;
e. Горячим газом.
| Продукция | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
| Дополнительно | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Москва, Большой
Волоколамский проезд,
владение 6а. Склад №9A
Телефоны:
(495) 768 99 43
(495) 720 89 53
Формовка оргстекла: подробное описание процесса
Что собой представляет оргстекло?
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.
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:
В продажу листы оргстекла попадают с нанесенной сверху пленкой, она защищает материал от трещин и царапин.
Описание процесса формовки
Для начала подготавливают матрицу – ту форму, в которую будет заливаться масса.
Для изготовления матрицы, применяются следующие материалы:
Затем, проходит непосредственно формовка материала. В специальную камеру помещается материал для последующего размягчения. Оргстекло находится в камере до тех пор, пока он не будет свободно помещаться в подготовленной матрице. Следующий шаг – заливка растопленного оргстекла в матрицу, в которой происходит откачка всего воздуха.
За счет того, что при этой процедуре создается своеобразный вакуум, ее называют вакуумной формовкой. После этого пластик вынимается из формы и остатки либо выпиливаются, либо вывариваются. Конец работы – это зачистка краев готового изделия.
Этот принцип работы показал себя, как наиболее рентабельный и экономически выгодный.
Правила сгибания органического стекла
Благодаря термопластичности, органическое стекло легко меняет форму. Перед тем как сгибать оргстекло, нужно ознакомиться со следующими правилами:
Если линейный нагреватель отсутствует, вполне подойдут разнообразные подручные приспособления:
Прежде чем приступить к работе с органическим стеклом, лучше немного потренироваться, чтобы не испортить свою работу.
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.
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:
Несколько операций нужно провести и с органическим стеклом, это позволит качественней сделать сгиб:
Материалы, применяемые для формовки
По сути, формовка представляет собой процесс нагревания и расплавления пластика, доведения его до жидкого состояния и выливания необходимой формы. Для данного процесса могут использоваться следующие материалы:
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.
С применением металлической трубы
Такой метод применяется в том случае, если необходимо придать заготовке не просто изгиб, а определённый радиус закругления, а также применим в домашних условиях. В этом случае, в качестве заготовки требуемого радиуса используется металлическая труба. Для проведения операции нагревают либо саму трубу, либо место изгиба с помощью мощного паяльника с широким жалом или паяльной лампой.
Сгиб с применением металлической трубы
Последовательность реализации технологического процесса выглядит следующим образом:
Если используется другой вариант, то сначала нагревают трубу, и затем прикладывают лист оргстекла. Вокруг нагретой трубы осуществляют загиб.
Использование любого из перечисленных методов предполагает проведение работ с такими опасными факторами как:
Чертеж гибочного станка для оргстекла
Поэтому, чтобы обезопасить себя во время проведения этих работ, необходимо соблюдать правила техники безопасности.
Сгибание с помощью проволоки
Сгибание органического стекла с помощью проволоки предусматривает четыре основных этапа:
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.
Основные технические характеристики
Основные технические характеристики оргстекла, полученного экструзией или литьем, практически не отличаются. Однако, использование дополнительных компонентов в составе сырья позволяет регулировать некоторые свойства готовой продукции. Например, стекло, полученное способом литья, имеет повышенную прочность и прекрасно формуется.
Технические характеристики оргстекла при 20°С
| Характеристика | Значение |
| Плотность оргстекла, кг/м3 | 1100…1200 |
| Температура эксплуатации, °С | -60…100 |
| Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К) | 0,19…0,3 |
| Коэффициент линейного расширения, К-1 | 7·10-5…9·10-5 |
| Удельная теплота сгорания, МДж/кг | 27,7 |
| Температура размягчения по Вика, °С | 90…133 |
| Теплостойкость по Мартенсу, °С | 88…95 |
| Морозостойкость, °С | -50 |
| Линейная усадка, % | 3,5…5 |
| Ударная вязкость, кДж/м2 | 7,8…13 |
| Прочность на разрыв, МПа | 61,7…70 |
| Прочность на растяжение, МПа | 40 |
| Прочность на сжатие, МПа | 70 |
| Прочность на изгиб, МПа | 140 |
| Модуль упругости при растяжении, МПа | 2870 |
| Твердость по Бринеллю, МПа | 170…180 |
| Коэффициент светопропускания, % | более 88 |
| Удельное электрическое сопротивление, Ом·см | 1015 |
| Электрическая прочность, МВ·м | 27 |
Органическое стекло, в зависимости от марки, имеет диапазон плотности от 1100 до 1200 кг/м3 и рабочую температуру от минус 60 до 100 градусов Цельсия. Этот материал, как и другие полимеры, не проводит электрический ток, обладает низкой теплопроводностью и может быть отнесен к теплоизоляции.
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:
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.
Способы сгибания в домашних условиях
Необходимые материалы
Для того чтобы придать орсгстеклу нужную конфигурацию, можно использовать один из нескольких популярных способов:
В зависимости от способа сгибания оргстекла вам понадобится нагревательный элемент (строительный фен, нихромовая проволока или кастрюлька с кипящей водой). Помимо этого, подготовьте:
Подготовительные работы
Если ваше будущее изделие требует использования небольшого фрагмента оргстекла, то сначала необходимо отрезать его от общего полотна. Для этого надёжно зафиксируйте оргстекло в тисках и ножовкой по металлу отрежьте нужный кусок. В местах фиксации не забудьте проложить мягкий материал, который предотвратит порчу оргстекла.
Для резки оргстекла можно использовать как ручную ножовку, так и электролобзик
Важно: используйте только острую ножовку. В противном случае материал может быть повреждён и деформирован. В процессе резки оргстекла охлаждайте линию распила водой
Это позволит избежать перегрева оргстекла и его возможного плавления
В процессе резки оргстекла охлаждайте линию распила водой. Это позволит избежать перегрева оргстекла и его возможного плавления.
Сгибание методом кипячения
Это наиболее простой способ сгибания оргстекла, практически не требующий дополнительных инструментов.
5. Сформированную из оргстекла деталь оставьте до полного остывания.
При помощи строительного фена
Если вам предстоит согнуть достаточно большой кусок оргстекла, то для этих целей используйте строительный фен. Его мощность позволит обработать большую площадь органического полимерного материала за предельно короткое время.
При помощи нихромовой проволоки
При помощи тщательно натянутой под оргстеклом нихромовой проволоки можно добиться сгибания материала по прямой линии без усилий. Для этого необходимо выполнить следующие действия:
Видео: гнём оргстекло нихромовой проволокой
Предлагаем вашему вниманию небольшое видео, которое наглядно продемонстрирует, как гнуть оргстекло с помощью нихромовой проволоки.
Как видите, процесс сгибания органического стекла не так сложен, как может показаться на первый взгляд. Изучив приёмы работы и пройдя небольшую «производственную практику», вы наверняка в самом скором времени сможете вполне профессионально изготовить необходимые вам детали и изделия. Кроме этого, работа с таким полимерным материалом открывает большой простор для создания неповторимых шедевров дизайнерского искусства. Особенно если применять в работе стекло цветных сортов. Так что грамотно подобранный оттенок материала и некоторые усилия в тандеме с фантазией способны полностью преобразить обстановку вашего дома. Дерзайте, пробуйте и оставайтесь довольными результатами своих стараний!
