В домашних условиях резка оргстекла требуется очень редко. Обычно такую работу выполняют специалисты в мастерских. Однако этот навык может пригодиться и в быту. Ведь иногда возникает желание сделать своими руками вазу, аквариум или небольшой декоративный столик. Итак, предмет нашего обзора - оргстекло. Чем резать такой материал?
Особенности материала
Далеко не все знают, что собой представляет оргстекло. Чем резать его в домашних условиях и какими особенностями оно обладает? В первую очередь, оргстекло обладает эксплуатационными характеристиками прочного пластика, а также внешне напоминает обычное стекло. Данный материал прозрачен. Однако, в отличие от стекла, он не бьется.
Благодаря таким свойствам стало популярно оргстекло. Чем резать его в быту? В данном случае не все так просто. Материал сам по себе достаточно прочный. Оргстекло получило широкое применение. Ведь в некоторых случаях использовать обычное стекло опасно и проблематично. Обрабатывать материал можно практически всеми доступными методами. Однако существуют некоторые нюансы, которые стоит учитывать при работе с оргстеклом.
Резка лазером оргстекла
Как изготавливаются изделия из оргстекла на производстве? Как правило, для резки данного материала используют лазер. Это самый удобный метод. Однако применить его в домашних условиях просто невозможно. Благодаря тонкому лазеру можно сделать точный надрез. Таким способом обычно вырезают даже мелкие детали будущих изделий. Однако данный метод резки обладает определенными ограничениями: лазерный луч создает высокое напряжение материала. В дальнейшем отдельные детали склеить просто невозможно.
Вырезать изделия из оргстекла можно только в промышленных условиях. При необходимости следует обратиться за помощью в соответствующую организацию. Главное - заранее сделать все чертежи. Также стоит подобрать опытного мастера.
Оргстекло: чем резать?
В некоторых случаях допускается применение пилы. Она может быть ленточной либо дисковой. Последняя разновидность пилы предназначена для прямолинейного разреза. При этом шов получается аккуратным и четким. Что касается то она подходит для изготовления заготовок. Вырезать таким инструментом четкие грани вряд ли получится. Чтобы поверхность была более гладкой, рекомендуют использовать фрезу.
Стоит отметить, что данный метод резки оргстекла можно применять не только на производстве, но и в домашних условиях.
Специальное оборудование
Изделия из оргстекла вырезают высокоскоростным инструментом. Это позволяет получить ровный и качественный шов. Скорость такого оборудования может составлять до 4 тысяч оборотов в минуту. После этого оргстекло проходит дополнительную механическую обработку.
Однако не стоит забывать, что данный материал обладает небольшой теплопроводностью. В результате резки на высокой скорости могут быстро нагреваться края. В некоторых инструментах предусмотрен режим «Оргстекло».
Выручит ножовка по металлу
Если нужно разрезать оргстекло в домашних условиях, можно использовать Это самый доступный инструмент. Однако данный метод имеет серьезный недостаток: место среза остается грубым и шероховатым. Чтобы устранить такой дефект, требуется дополнительная обработка. Для сглаживания места среза обычно используют наждачную бумагу либо напильник.
Режем оргстекло резаком
Способы резки оргстекла в домашних условиях могут быть совершенно разными. Кто-то использует ножовку по металлу, а кто-то резак. По сути, этот инструмент представляет собой пилу всего лишь с одним зубом. Чтобы разрезать оргстекло, потребуется металлическая линейка определенной длины. Этот инструмент необходимо разместить на листе материала в том месте, где нужно его разделить. После этого требуется провести резаком вдоль линейки.
Когда срез дойдет до ½ толщины листа, можно остановиться, а затем аккуратно доломать материал. Если появились дефекты, то их можно сгладить. Для этого необходимо обработать край оргстекла наждачной бумагой. При желании резак можно изготовить самостоятельно из наждачного полотна. Некоторые опытные мастера для резки оргстекла используют куски стекла. При таком способе требуется надежная защита для рук.
Применение простых инструментов
Если резка оргстекла лазером - для вас дорогое удовольствие, то разрезать материал можно подручными материалами. Очень часто для подобной работы используют нихромовую нить. Перед началом резки ее нужно нагреть. Для этого потребуется трансформатор, мощность которого составляет 24 Вт.
В результате несложных манипуляций можно аккуратно разрезать оргстекло. Нагретая просто плавит материал. Это позволяет не только разрезать оргстекло, но и вырезать фигурные детали.
Также некоторые мастера используют Этот вариант подойдет для резки оргстекла в домашних условиях. К материалу обычно прижимают отвертку торцом. При этом инструмент нужно удерживать за самый край ручки. После этого лезвие отвертки нагревают паяльником, мощность которого составляет 25 Вт.
Оргстекло должно начать плавится. Жалом отвертки просто проводят линию в том месте, где должен быть срез. После этого оргстекло легко ломается. Чтобы получить прямую линию, можно использовать линейку из металла либо полотно ножовки без зубьев.
Помимо вышеописанных методов, разрезать оргстекло можно фрезой либо циркулярной пилой. Толщина лезвия в данном случае должна составлять не более 1 мм. Стоит учесть, что в процессе резки может появиться дым. При этом края материала нередко вспениваются из-за повышения температуры в результате трения. Этого можно избежать. Необходимо охлаждать рабочую поверхность инструмента.
Ленточная пила подходит больше для вырезания заготовок перед формовкой, так как при такой порезке нет необходимости в получении четкого среза (для резки литьевого акрила используют ленточную пилу со скоростью вращения 700-800 м/мин.). Для получения чёткой и гладкой поверхности при вырезании сложных форм рекомендуется использовать фрезу. Дисковые пилы позволяют производить прямые точные разрезы с четким срезом (при резке литьевого акрила применяют дисковую пилу с армированными карбидом зубьями со скоростью вращения 800-1200 м/мин). При проведении мелких работ могут применяться пилы с лезвием для лёгких металлов.
Для более технологичной резки предпочтительно использовать высокоскоростное оборудование. При высокой скорости резания и минимальной скорости подачи можно получить качественную кромку (при резке экструзионного оргстекла с помощью высокоскоростных циркулярных пил рекомендуемая скорость вращения диска - 4000 об/мин. (Для обработки необходимо использовать диски диаметром 250 мм, изготовленные из быстрорежущей стали или армированные твёрдым сплавом. Во избежание деформации зубья пил должны быть неразведёнными). Резка лазерным лучом имеет ряд преимуществ: исключительная точность порезки, малое количество отходов, разрезы высокого качества, требующие незначительной шлифовки.
Однако данный способ способствует появлению высокого внутреннего напряжения материала, и дальнейшее склеивание таких поверхностей не рекомендуется. Литьевое оргстекло легко поддаётся механической обработке, но из-за малой теплопроводности быстро нагревается в зоне резания. Поэтому обработку следует вести при наименьшей глубине срезаемого слоя, но с большими скоростями резания.
Внимание! Во избежание появления царапин в процессе хранения или при механической обработке не удаляйте защитную плёнку или бумажное покрытие.
Сверление оргстекла
Сверление экструзионного оргстекла производится при помощи стационарного или мобильного сверлильного станка с использованием специальных свёрл для лёгких металлов из быстрорежущей стали повышенной производительности, специально заточенных для сверления экструзионного оргстекла. Необходимо следить за гладкостью краёв просверленного отверстия во избежание образования трещин. В случае глубокого сверления рекомендуется часто поднимать сверло с целью извлечения стружки и ограничения нагрева материала. При сверлении литьевого оргстекла используются любые металлические винтовые свёрла. Коэффициент поправки диаметра сверла +0,05 мм относительно диаметра отверстия. Во избежание внутренних напряжений при сверлении необходимо охлаждение режущего инструмента и материала охлаждающими смазочными жидкостями или сжатым воздухом.
Холодная гибка 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.
Гравировка оргстекла
В большинстве случаев производится при помощи рыхлителей, устанавливаемых на пантографы и оснащённых фрезами малого диаметра (2-6 мм) различного профиля. Также могут использоваться лазерные режущие станки, которые позволяют производить гравировку путем ограничения глубокого действия лазерного пучка.
Шлифование оргстекла
Грубые поверхности или поверхности с дефектами, такими как царапины, шлифуют мокрой наждачной бумагой из мелкого корунда. После грубого полирования поверхность следует обработать специальными средствами. (полировочные пасты типа ВИАМ, трепела, крокуса, диспергированные в воске). Проводятся все операции либо вручную, либо на полировальной машине.
Полирование оргстекла
Срезанные края и матовую поверхность возможно качественно отполировать механическим способом при помощи алмазных резцов. Однако если это невозможно, например, срез криволинейный, тогда рекомендуется полирование пламенем. Данный способ заключается в обработке изделий чистым "жёстким" пламенем высокой температуры, но следует соблюдать некоторые меры предосторожности. Так, например, шлифуемая поверхность должна быть абсолютно чистой, и кроме того, данный метод способствует возникновению значительных напряжений, которое перед склеиванием или нанесением краски нужно снять путем отжига.
Сварка и склеивание оргстекла
1. В случае с литым 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 литого 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 литого оргстекла производят при более высоких температурах (до 300 0 С). 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:
Плёночный тип клея: раствор полиметилметакрилата в летучем растворителе;
Полимеризуемый тип клея: сироп ПММА с диметиланилином (СММ), в который в момент склеивания добавляют инициатор полимеризации (перекись бензоила);
Другие типы клея: эпоксидные, полиэфирные, полиуретановые и др. марок АК-90, МП-88 (81), БФ-2 (4,6);
Растворители: дихлорэтан, хлористый метилен.
После сушки и застывания клея при комнатной температуре рекомендуется провести отжиг течение 2-5 часов при температуре 60С.
Сварка осуществляется несколькими методами:
Индукции;
Излучения;
Ультразвуковой пайки;
Вибрации;
Горячим газом.
Формовка оргстекла в горячем состоянии
Этот вид обработки позволяет придать материалу самые различные формы. 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 экструзионным 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 экструзионном. Перед формовкой необходимо провести предварительную горячую сушку акрила, чтобы избежать образования пузырьков в готовом изделии.
Необходимость в сушке возникает из-за того, что во время хранения или транспортировки в материал может проникать незначительное количество влаги. Проводят сушку либо в конвекционной сушильной камере с циркуляцией горячего воздуха (при температуре 75-80 С в течение 1-2 часов на каждый мм толщины. Как правило, при большом содержании влаги достаточно 24 часов сушки), либо при помощи инфракрасного излучения при температуре от 75 до 80° С в течение 1-2 часов на каждый мм толщины. Для нагрева литого оргстекла перед формованием используют оборудование, создающее равномерное температурное поле с перепадом по плоскости и толщине листа не более - + 3 С. Литое стекло нагревают 3-4 мин/мм толщины до температуры 165-190°С.
Литое оргстекло при нагревании быстро размягчается, но прочность его снижается незначительно в сравнении с экструзионным. Литой и экструзионный акрил по-разному реагируют на нагревание. У литого возможна равномерная усадка максимум 2%, одинаковая по всем направлениям (соответственно увеличивается толщина листа). У экструзионного - от 3 до 6% в направлении экструзии и 1-2% в поперечном направлении (для листа 2мхЗм направлением экструзии является сторона 3 м). Литой акрил легко переносит неоднородность нагрева в 10-15°С (перегретое литое оргстекло, в отличие от экструзионного, не растрескивается и не разрывается при деформации), в случае с экструзионным, разница в температуре нагрева может привести к возникновению значительных напряжений в материале.
2. Поведение этих материалов при горячей формовке также разное. Для деформации литого акрила нужно прилагать значительное давление, экструзионный же формуется легко и без особых усилий (рекомендуемый температурный интервал - 160-170°С; время нагрева - 3 минуты на 1 мм толщины материала). 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.
3. 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 60-70°С. Отформованные изделия перед их взаимодействием с растворителями, краской или самоклеющейся плёнкой должны подвергнуться термическому кондиционированию с целью снижения напряжений.
Стекло, а не бьется... Потому что оно не обычное, а органическое, или, как его еще называют, плексиглас. Это прекрасный материал. Он легко обрабатывается. Его можно пилить, строгать, точить обычным резцом на токарном станке, выдавливать, выдувать... Детали из этого материала легко и прочно склеиваются. Да так, что даже линии склейки получаются прозрачными, почти незаметными.
Однако есть у этого материала свои особенности, которые весьма полезно знать при его обработке. Расскажем о них.
Резание плексигласа.
Листовой материал, конечно, можно пилить ножовкой по металлу, но это слишком хлопотно. Да и шов получается низкого качества. Чтобы поправить дело, пользуются специальными самодельными крупнозубыми ножовочными полотнами. Но лучше всего применять резаки. Резак - это, по существу, пила, имеющая только один зуб (рис. 1). Затачивают его на наждаке из куска ножовки (сталь Р9, Р18) и забирают в ручку по руке.
На лист оргстекла кладут стальную линейку и проводят резаком несколько раз, пока материал не будет прорезан наполовину. Дальше его просто ломают (рис. 2, 3), а край излома зачищают обычным столярным фуганком. Очень удобен для этой цели самодельный фуганок, состоящий из рашпиля с двумя ручками (рис. 4). А можно и просто - циклей, сделанной из куска старой фрезы с ровной прямоугольной гранью. В руке держать ее следует так, как показано на рисунке 5.
Есть еще один прием циклевки - при помощи осколка обычного стекла. Как показано на рисунке 6, плоскость стекла почти касается обрабатываемой кромки - в этом случае поверхность получается совсем прозрачной.
Оргстекло можно резать и на циркульной пиле обычными фрезами для металла толщиной 0,5-1 мм. Правда, во время работы они быстро нагреваются, материал начинает дымиться, а обработанная поверхность получается шершавой, вспененной. По этой причине получить прямолинейный срез очень трудно. Но если фрезу охлаждать, такого не произойдет. Приспособьте для этого обычную бутылку, расположив ее по одну из сторон фрезы и наполнив водой. Воду подавайте по пластиковому шлангу диаметром 2-3 мм. 0,5 л хватит на час работы. В перерывах шланг можно зажимать бельевой прищепкой. Водяное охлаждение повышает производительность в 2-3 раза. Но самое главное, получается очень ровная полупрозрачная поверхность. Если же фрезу отполировать, а зубья заточить с применением оселка, то можно получить и совсем прозрачную.
Полировка оргстекла.
Полностью обойтись без этой операции порой невозможно. Но прежде чем к ней приступить, поверхность хорошо подготавливают - сошлифовывают мелкой наждачной бумагой все неровности. Делать это лучше с водой.
Ручная полировка производится куском фланели или старого шерстяного одеяла, предварительно смазанных полировочной пастой. Заканчивают полировку куском той же ткани, но совершенно чистой или смазанной маслом.
Работа пойдет быстрее, если использовать полировочный круг, закрепленный на валу обычного наждачного точила. В простейшем случае это может быть пакет кружков из байки, фетра или сукна, зажатых между двумя шайбами.
Для полировки изделий, близких по форме к сферическим, пользоваться надо мягким кругом, для более плоских - жестким. И лучше иметь их по два. Одним, смазанным полировальной пастой, вести полировку, другим, чистым - наводить окончательный глянец. Если линейная скорость полировочного круга слишком высока - около 10 м/с, то возможен местный перегрев поверхности изделия. Материал будет пузыриться, а это трудноисправимый дефект. Проследите, чтобы этого не произошло.
Формование оргстекла.
При температуре 110-135°С оргстекло становится пластичным и гнется под собственным весом. Но если температура чуть ниже - материал хрупок, чуть выше - появляются пузырьки, ухудшающие качество. Потому, разогревая оргстекло на противне в духовке газовой плиты, руководствуйтесь показаниями термометра. Точность его порой невелика. Проверьте на пробном куске материала, на какой отметке появятся первые пузырьки.
Для формовки достаточно иметь деревянный пуансон и фанерную (10 мм) матрицу (рис. 8). Отверстие матрицы должно повторять контур изделия в плане с припуском на толщину обрабатываемого материала. Чтобы на изделии не оставалось следов от текстуры дерева, смажьте пуансон и края матрицы казеиновым клеем. Когда клей высохнет, всю поверхность зачистите шкуркой.
Формовку лучше всего выполнять вдвоем на полу, подстелив кусок фанеры, чтобы не испортить линолеум или паркет. Работающий с разогретым оргстеклом должен надеть на руки теплые шерстяные или хлопчатобумажные перчатки, а сверху брезентовые рукавицы. Напоминаем: никакие синтетические изделия здесь неприменимы - они легко плавятся и могут стать причиной тяжелых ожогов.
Когда кусок оргстекла разогреется, его быстро вынимают из духовки и кладут на матрицу. Ваш помощник, не мешкая, берет пуансон, слегка нажимает на него, фиксируя в нужном положении, а затем встает на него ногами. Примерно через 5-10 минут готовую деталь можно вынуть, удалить излишки материала и приступить к дальнейшей обработке.
В тех случаях, когда необходимо изготовить деталь в виде полушария, вместо пуансона можно применить сжатый воздух (рис. 9). Штамп в этом случае представляет собой матрицу 1 и основание 2 со штуцером 3. Между ними прокладывается заготовка. Пластина оргстекла 4 устанавливается между матрицей и основанием и стягивается винтами 5. Штамп нагревают в духовом шкафу до размягчения оргстекла. Затем его быстро вынимают, надевают на штуцер шланг и подают воздух под давлением. Для этого вполне пригоден автомобильный насос.
Цилиндр из плоского листа проще всего получить, используя в качестве формообразующего элемента отрезок трубы (рис. 10). Взяв за проволочное кольцо разогретую заготовку (форма ее показана на рисунке 11), втягиваем ее в отверстие трубы и оставляем там до полного остывания.
Как склеить оргстекло.
Оргстекло чаще всего клеят дихлорэтаном - либо чистым, либо с растворенной в нем стружкой. Но дихлорэтан - яд. Поэтому работать с ним можно только в помещении с хорошей вентиляцией. И уж, конечно, чтобы поблизости не находились пищевые продукты. Склеиваемые поверхности смазывают дихлорэтаном и сжимают так, чтобы выдавились пузырьки воздуха. Место склейки схватывается в течение нескольких минут.
Окрашивание оргстекла.
Чтобы изделие окрасилось равномерно, его предварительно полируют (если это требуется), удаляют царапины и сколы. Затем приготавливают красящий раствор:
на каждые 100 весовых частей спирта (денатурированный спирт или спиртовой растворитель) берется 0,08 - 0,15 весовых частей красителя.
Можно использовать и спиртовые морилки для дерева. Они содержат спирт и краситель. Их цвет изменяют, добавляя другие, растворимые в спирте, сухие красители.
Вот некоторые красители, растворяющиеся в спирте: судановый красный, судановый оранжевый, нигрозин спирторастворимый (черный цвет), смесь хризоидина и родамина (ярко-красный цвет), родамин (малиновый цвет) и другие подобного типа. Подходящий краситель - паста для шариковых ручек. Она содержит от 5 до 25 процентов чистого высококачественного стойкого красителя.
Подготовленное изделие, очищенное от загрязнений и жировых пятен, погружают на 5-20 минут в раствор красителя. Краситель, в свою очередь, ставят в кастрюлю с горячей водой, нагретую заранее. Нагревать непосредственно на огне раствор красителя нельзя: он огнеопасен. Интенсивность окраски оргстекла, глубина проникновения в него красителя во многом зависят от того, сколько времени выдерживается изделие в растворе, и от количества красителя.
Подержав изделие в горячем растворе, его переносят в сосуд с холодной водой. После охлаждения насухо вытирают фильтровальной или промокательной бумагой, мягкой тряпочкой, а затем, чтобы придать блеск, слегка полируют замшей, мягким фетром или суконкой. Еще лучше полировать специальными полировочными пастами, продающимися в магазинах, например, пастой № 5 ГОИ, тонкой. Особенно хороша для полировки оргстекла и других пластмасс паста ЛИК.
Пасту для полировки можно приготовить самому . В расплавленный парафин (температура плавления 52 градуса) вводят, тщательно перемешивая, растертую и просеянную через мелкое сито окись хрома (соотношение весовых частей парафина и окиси хрома 1:1). Окись хрома равномерно распределяют в парафине. Когда парафин застынет, образуется твердая, жирная на ощупь паста, равномерно окрашенная в зеленый цвет.
Основные приемы работы с органическим стеклом
Обработка органического стекла по сравнению с обычным более проста и легка. Оргстекло имеет следующие рабочие характеристики.
1. При воздействии относительно небольшой температуры оно плавится, что позволяет придавать изделиям из него различные формы.
2. С ним несложно работать не только с помощью станков, но и вручную. При этом не требуется специальный инструмент.
3. Оно (как и обычная пластмасса) режется, сверлится, обтачивается, приклеивается и т. д.
Эти качества оргстекла широко используют при различных работах в домашних условиях как при изготовлении необходимых в быту изделий и деталей, так и для художественно‑прикладного творчества, в том числе и витражей .
Таким образом, органическое стекло обладает некоторыми преимуществами перед обычным. Однако оно не может полностью его заменить. Каждое из них имеет свою область применения. При этом, разумеется, не стоит вместо разбитого оконного стекла вставлять такой же по размеру лист оргстекла.
Подготовка поверхности органического стекла к обработке
Перед работой органическое стекло необходимо прежде всего очистить.
В том случае, если поверхность стекла просто загрязнена, ее нужно протереть мягкой натуральной тканью или ватным тампоном, смоченным в теплой воде.
Если кусок оргстекла небольшого размера сильно загрязнен, то подготовку его к работе можно провести так. Нужно аккуратно положить его в ванну и тщательно вымыть с помощью тряпки под струей теплой воды. Затем нужно протереть поверхность стекла насухо. Так следует сделать не только потому, что необходимо немедленно приступить к работе над стеклом. Если просто оставить его для просушки, то после высыхания поверхность стекла будет в разводах.
При подготовке оргстекла к работе нужно учитывать, что при трении ткани о сухое стекло первое вследствие этого заряжается статическим электричеством. На наэлектризованную поверхность сразу же налипают частички пыли, и они также наносят микроцарапины и придают стеклу матовость. Поэтому данную операцию лучше всего проводить, предварительно слегка увлажнив протирочный материал либо используя для этого специальную полировочную пасту, с помощью которой к тому же можно убрать мелкие царапины. Для этого на стекло тонким слоем наносят жидкую пасту, после чего его шлифуют тканью круговыми движениями.
При наличии на поверхности жирных и масляных пятен недостаточно будет просто вымыть стекло, даже теплой водой с мылом. Его требуется обезжирить бензином или керосином. Применение агрессивных жидкостей (ацетон , растворитель и др.) недопустимо. В противном случае из‑за воздействия на органическое стекло они приведут его в негодность.
Итак, стекло готово для обработки.
Не всегда под рукой имеется кусок оргстекла необходимого размера. Часто возникает ситуация, когда большой лист нужно разрезать. Поэтому прежде всего требуется освоить метод резки оргстекла.
Способы резания органического стекла
Отрезать оргстекло по прямой линии (как и многие другие материалы) можно ножовочным полотном, вставленным в лобзик. Но проще воспользоваться следующим часто применяемым методом.
Для этой цели служит особый нож‑резак. Основным его отличием от обычного является совсем небольшое лезвие и обязательно заостренный конец. Обычно острие изготавливают в виде угла, но бывает и другая форма лезвия.
Нож‑резак для резки органического стекла: 1 – провод; 2 – пластмасса; 3 – ножовочное полотно
Такой нож достаточно просто сделать кустарным способом. Материалом для него будет все то же ножовочное полотно. Требуется небольшая часть ножовки подходящего размера (приблизительно 12–15 см) и формы, чтобы ее удобно было держать в руке.
При выполнении работ необходимо соблюдать технику безопасности . Для этого рекомендуется хорошо обмотать полотно тканью и аккуратно согнуть его с двух сторон, держа выгибаемой стороной от себя. Для того чтобы предотвратить повреждение руки, а также для удобства удержания на нож накладывают обмотку.
Как правило, такую своеобразную ручку делают из подходящего провода. Каждый виток провода должен плотно прилегать к другому, а также к поверхности ножа. Лучше всего предварительно обтянуть нож в месте расположения ручки изоляционной лентой.
Затем на наждачном камне вытачивают режущую кромку – и нож готов к резке.
Режут оргстекло следующим образом.
Лист кладут на ровную горизонтальную поверхность без каких‑либо выступающих деталей, которые могут его поцарапать. На линию отреза накладывают линейку. Во избежание возможного сдвига ее следует плотно прижимать к стеклу, которое также во время проведения работ не должно съезжать. Для этого можно воспользоваться верстаком‑струбциной, предварительно подложив какой‑нибудь материал (фанеру и т. д.) для предохранения стекла от деформации.
После этого с силой проводят острием ножа по всей длине отреза. Нож надо держать в руке крепко и под правильным углом. Особенно тщательно проводят первую линию. При этом нужно следить за тем, чтобы нож не соскользнул от линейки и не испортил лист. Потом процарапывают еще столько раз, сколько это необходимо для отрезания.
В отличие от резки стекла с помощью лобзика края куска оргстекла, отрезанного ножом, не требуется обтачивать.
Но таким способом невозможно вырезать, к примеру, округлый фрагмент оргстекла или сложные фигурные детали. Здесь применяется другая технология, более удобная в этом случае.
Основана она, как уже упоминалось, на способности органического стекла достаточно легко плавиться. Суть метода заключается в прорезании (или скорее проплавлении) стекла раскаленной проволокой.
Резка органического стекла: 1 – нагретая нихромовая проволока; 2 – оргстекло; 3 – груз; 4 – провода к трансформатору
Для этого могут применяться дополнительные приспособления. Можно в лобзике вместо ножовочного полотна натянуть тонкую нихромовую проволоку, имеющую большое электрическое сопротивление. К ней через трансформатор подается постоянный или переменный ток напряжением 3–4 В. Большее напряжение недопустимо, потому что оргстекло может загореться. Естественно, и все остальное нужно делать также с соблюдением норм техники безопасности, то есть ручка такого резака должна быть заизолированной.
Можно резать оргстекло и непосредственно проволокой. В таком случае край листа зажимают в горизонтальном положении тисками. Через стекло в любом направлении легко проходит натянутая грузом проволока.
Сверление органического стекла
Сверление оргстекла имеет свои особенности. Связано это с некоторой вязкостью материала. Данную операцию достаточно легко выполнить с помощью обычной дрели или вертикально‑сверлильного станка, установленного в мастерской. При этом необходимо соблюдать следующие условия.
Особое внимание следует уделить закреплению листа и небольших деталей, вырезанных из большого листа оргстекла. Это можно сделать с помощью тисков или зажимов. Из‑за указанной выше специфики материала сверло при работе может заедать.
Нередко бывает так, что в спешке деталь прижимают рукой или ногой. Такое закрепление стекла нередко приводит к травме.
Для сверления отверстий диаметром до 5 мм можно использовать стандартные сверла и обычную дрель. Для получения отверстий больших диаметров применяют специальные сверла: угол их заострения составляет 70°, угол подъема канавки 17°, а угол задней заточки сверла равен 4–8°.
Для сверления тонкого оргстекла требуется угол заострения сверла 60°, в противном случае сверло может отламывать фрагменты стекла у края отверстия. Соответственно, толстый лист обычно сверлят под углом острия в 90°.
Чтобы не перегреть края отверстия толстого листа, сверлить нужно с перерывами, периодически удаляя накопившуюся стружку.
Для большей точности лучше всего производить сверление через отверстия кондуктора.
Склеивание органического стекла
Склеивание деталей из оргстекла – достаточно частая операция при работе с ним. При этом необходимо предварительно приготовить специальный клей. Для него понадобятся следующие ингредиенты:
– дихлорэтан – 100 г;
– стружка оргстекла – 3 г.
В том случае, если не осталось стружки от предыдущей операции сверления или ее слишком мало, то ее несложно сделать из ненужного обрезка оргстекла.
Заготовленную стружку насыпают в емкость с дихлорэтаном из обыкновенного стекла. При осторожном, но довольно частом непрерывном помешивании в течение получаса стружка должна раствориться. Затем клей оставляют не менее чем на 2 сут. При настаивании клеящую массу необходимо периодически помешивать.
Склеиваемые детали соединяют обычно внахлестку, встык, на шпунт или с накладкой. При этом соединяемые участки должны быть хорошо обработаны и очень точно подогнаны друг к другу.
Клей тщательно наносят на обе склеиваемые поверхности с помощью кисти. Причем водить ею нужно в одном направлении. В результате на склеиваемой поверхности не должно быть пузырьков воздуха и случайно попавших посторонних мелких предметов или соринок.
При склеивании внахлестку промазываемая площадь должна быть не меньше 4‑кратной толщины этого листа. Только в таком случае соединение будет крепким.
Окраска органического стекла
Окрасить поверхность оргстекла можно несколькими перечисленными ниже способами.
Первый способ
Для окраски применяют цапонлак. Прежде всего необходимо приготовить подходящую по размеру стеклянную или эмалированную емкость для погружения деталей. Время выдержки в красителе зависит от того, какой степени насыщенности цвет необходимо получить. Оно может составлять от нескольких секунд до 15 мин. Если нет уверенности в силе тона, необходимо провести пробную окраску небольшого кусочка оргстекла. Также можно докрасить стекло, предварительно высушив его и затем вновь погрузив в лак.
Второй способ
Лак изготавливают в домашних условиях. Для этого понадобятся опилки органического стекла. Когда нет опилок, оставшихся от резки, то их можно сделать с помощью напильника.
Опилки нужно растворить в уксусной эссенции в соотношении 1: 6, то есть одна часть опилок на 6 частей эссенции. При этом необходимо соблюдать меры предосторожности, полученный раствор не должен попасть на кожу. Если это все‑таки произошло, то следует немедленно хорошо промыть пораженное место водой.
Также нельзя допускать попадания уксусной эссенции на одежду и другие вещи – она может их испортить.
После этого в полученном растворе разводят краситель, в качестве которого могут служить чернила, взятые из стержней шариковых авторучек.
Правда, данный метод окраски имеет один недостаток: выбор цветов ограничен четырьмя: синим, зеленым, красным и черным.
Кроме того, по понятной причине этот способ не совсем подходит для интенсивного окрашивания больших поверхностей. Лучше всего его применять для придания цвета деталям из оргстекла и небольшим изделиям из него. При окраске они не погружаются в лак, потому что он обладает способностью растворять оргстекло. В связи с этим поверхность окрашивают тщательным нанесением лака.
Третий способ
В метиловом спирте растворяют 0,5 г анилинового красителя. Полученный раствор требуется затем нагреть, для чего эмалированную емкость с помещенным в него красителем помещают в другую посуду с водой и ставят на огонь. Через некоторое время после закипания воды краситель также закипит.
Окрашиваемую деталь нужно подготовить в то время, пока варится краска. Ее также нужно нагреть, опустив ненадолго в кипящую воду. Затем стекло вынимают и перекладывают в емкость с кипящим красителем.
Этот способ удобен тем, что краска не просто образует поверхностный слой, а частицы ее проникают в оргстекло.
Четвертый способ
Перед окраской поверхность оргстекла следует особо тщательно подготовить. Для этого ее протирают бензином и оставляют на некоторое время для просушки. Затем лист опускают в раствор моющего средства со средней температурой около 50 °С.
Насыщеный раствор приготавливают из расчета 1 кг стирального порошка на 1 л воды. Стекло выдерживают 10–15 мин, после чего его обмывают холодной водой и затем немедленно приступают к окрашиванию.
Краска должна быть предварительно составлена путем добавления в бензиловый спирт специального красителя для ацетатного шелка. Для его приготовления на 20 г спирта берут 5 г красителя. В спиртовой раствор также засыпают 2–3 г обычного стирального порошка.
После этого краситель разводят горячей водой до нужной консистенции.
К указанному объему добавляют 1 л воды. В полученную краску с температурой примерно 80 °С погружают подготовленное стекло. Пока окрашенное оргстекло не будет вынуто, краситель необходимо помешивать. Время выдержки приблизительно 15 мин.
Если необходимо окрасить небольшой кусок оргстекла, сделав его пятни‑стым от разноцветных разводов краски, можно применить следующий метод.
Нужно взять нитрокраску нескольких цветов. На лист ватмана налить 2–3 ст. ложки той краски, цвет которой будет фоном. На растекшуюся основу произвольно накапать другие краски (примерно по 5 капель двух‑трех разных цветов).
После этого лист бумаги нужно согнуть дугообразно и вылить состав на стекло. Краска должна покрыть всю поверхность. Кисть здесь не применяется. Если есть большие потеки, то стекло следует расположить под углом, чтобы убрать излишек краски. Естественно, рекомендуется заранее выбрать место для работы и подстелить что‑нибудь под окрашиваемое оргстекло.
Если полученный при достаточно быстром высыхании результат неудовлетворителен, нужно удалить краску с помощью тампона, смоченного в растворителе, и заново перекрасить стекло.
Изделиям из органического стекла можно придать белый цвет, протравив их серной кислотой. При воздействии кислоты в течение 1–3 мин оргстекло приобретет молочно‑белый цвет. Если подвергнуть стекло более длительной обработке (максимум до 10 мин), то оно потеряет блеск и станет матовым.
После травления оргстекла, для чего оно погружается в концентрированный раствор кислоты, его необходимо тщательно промыть в проточной воде. Доставать окрашенное таким образом изделие нужно аккуратно в связи с тем, что под влиянием серной кислоты поверхность размягчается. Если в это время вынутым оргстеклом неосторожно задеть что‑нибудь (например, емкость, в которой находилась кислота), то на нем может остаться борозда. Работая с раствором концентрированной серной кислоты, надо соблюдать правила техники безопасности.
Возможно также нанесение на стекло различных надписей и рисунков.
Нанесение надписей и рисунков на органическое стекло методом травления
Вначале выполняют эскиз надписи или рисунка и переводят его на поверхность оргстекла. Делается это так.
На разогретый до температуры 60–70 °С лист стекла наносят ровный слой парафина. Далее на него через копировальную бумагу переносят контуры рисунка или надписи.
Затем оргстекло осторожно и тщательно очищают от парафина в тех местах, где должен быть протравлен рисунок или надпись. Острием иглы по линии разметки в парафине прочерчивают борозду (вплоть до поверхности оргстекла), а ненужный парафин соскабливают острием ножа.
По краям листа из парафина дополнительно выполняют герметичные стенки высотой около 7 мм. Теперь можно приступать к процессу травления, для чего в приготовленную форму на 5–10 мин заливают концентрированную серную кислоту.
После завершения травления серную кислоту сливают, а обработанную поверхность неоднократно промывают холодной водой.
Затем оргстекло сушат, удаляют с него парафин, в результате на поверхности остается нужная надпись или рисунок молочного цвета.
Нанесение надписей и рисунков на органическое стекло методом гравировки
Гравировку поверхности оргстекла осуществляют фрезами или борами.
Фреза должна быть быстрорежущей. Скорость вращения фрезы с 10–36 зубцами составляет 2200 оборотов в минуту.
Гравировку также обычно наносят борами, установленными на конце гибкого вала, соединенного с мотором небольшой мощности, либо для этого используют небольшую старую зубоврачебную бормашину, имеющую 6–8 сверл. Кроме того, можно применять и резцы.
Вести бор нужно плавно, не прилагая больших усилий. Нельзя допускать при сверлении рывков. Мешающую гравировке стружку следует периодически убирать. При необходимости образовавшиеся канавки прочищают с помощью иглы. Борозда, оставляемая бором, должна быть ровной и не слишком глубокой.
Прежде чем приступать к выполнению работ, рекомендуется потренироваться сначала на обрезках оргстекла и приноровиться к работе бора или фрезы. Также заранее следует нарисовать мягким карандашом на оргстекле эскиз гравировки.
Очень красива часто применяемая гравировка фрезами с обратной стороны оргстекла. Это позволяет получить эффект как бы объемного рельефного рисунка. Поверхность изделия с такой гравировкой остается гладкой, а изображение с внутренней стороны завораживает преломляющимся в его гранях светом. Для большей выразительности фрезерные прорезы окрашивают изнутри в различные цвета.
Штамповка органического стекла
Благодаря относительной легкости этот процесс вполне выполним без каких‑либо особо сложных специальных приспособлений.
Матрицу (форму) и пуансон (пресс) для штамповки можно сделать из твердых пород дерева.
Подходящий по размеру лист оргстекла разогревают уже известным способом – помещают в емкость с водой, которую доводят до кипения. Иногда вместо воды заливают машинное масло. Стекло доводят до состояния полного размягчения.
Матрицу и пуансон перед использованием также лучше нагреть до температуры приблизительно 60–80 °С. После этого разогретый лист устанавливают на матрицу, сверху накладывают пуансон. Для вдавливания стекла матрицу и пуансон зажимают в тиски. Эти операции нужно выполнять очень осторожно и быстро – пока оргстекло еще горячее.
Когда отштампованная деталь остынет, тиски развинчивают, вынимают пуансон и само изделие. Последнее отмывают от машинного масла (при его применении) в теплой воде с мылом. Излишки нужно срезать. По необходимости производят обработку мелкой наждачной шкуркой.
Готовое изделие можно отполировать и покрасить.
Примерно тем же способом возможно изготовить из оргстекла фигурные штамповки, например буквы, различные знаки или символы.
В этом случае матрицу выполняют из алюминиевого листа толщиной 6–8 мм. На нем с помощью фрезы прорезают нужную форму. Пуансон тоже лучше сделать из этого же материала.
Для прессования стекло разогревают до нужного пластичного состояния. Иногда приготавливают специальную массу для штамповки. Для этого берут следующие ингредиенты:
– порошок цинковых белил – 35 г;
– акрилатный порошок – 80 г;
– дибутилфталат – 30 г;
– стеарин – 30 г;
– мономер – 250 г.
В емкость из нейтрального материала (стекла или фарфора) засыпают цинковые белила. Их тщательно перемешивают с дибутилфталатом, который служит пластификатором, а затем с мономером. После этого при постоянном помешивании массы вводят растопленный стеарин. После получения однородной массы часть ее (50 г) откладывают в другую посуду. В нее добавляют акрилатный порошок и также перемешивают с массой.
Нагревают заложенную в пресс‑форму массу с помощью кипящей воды. Для штамповки также может применяться специальный пресс с электриче‑ским подогревом пресс‑формы.
Отштампованную фигуру (или обычно сразу несколько) вынимают из матрицы. Если извлечь материал из пресс‑формы не удалось, то необходимо ею слегка постучать о стол. Излишки штамповки в виде перегородок срезают и срезы обрабатывают. Они обычно есть всегда, так как масса закладывается в матрицу с небольшим запасом для того, чтобы избежать образования пустот.
По такому же принципу – разогрев оргстекло и придав ему усилием требуемую форму – можно сделать выгнутые детали различных форм и размеров.
Способ гибки органического стекла с помощью паяльника
Таким способом выгибают небольшие детали из оргстекла. Для этого используют разогретый электропаяльник с прямым жалом.
Сначала следует приложить жало к подготовленной полосе оргстекла в месте нужного изгиба. Затем материал нагревают до появления своеобразного треска – это предельная точка плавления, после чего медленно проводят жалом немного дальше и убирают его.
Далее быстро сгибают оргстекло под нужным углом, для чего вполне достаточно усилия рук. Иногда применяют заранее изготовленную металлическую форму, куда закладывают деталь. Также можно прижать полоску оргстекла в месте изгиба к шаблону прямого угла, сделанного, например, из деревянного бруска, и зафиксировать ее в таком положении. После этого нужно дождаться полного остывания материала, и только затем отделить готовую деталь.
Перед выгибанием стекла следует обратить особое внимание на то, нет ли на жале паяльника старого оловянного припоя. Если есть загрязнения, то их нужно удалить, потому что олово может пристать к оргстеклу.
Данная методика имеет единственный недостаток, заключающийся в ограниченности размера обрабатываемой детали.
Если требуется придать большому листу оргстекла округлую форму или даже свернуть его в трубу, то это можно сделать следующим способом.
Необходимо найти подходящий обрезок металлической трубы. Ее диаметр должен соответствовать крутизне желаемого изгиба оргстекла. Таким образом, труба послужит для нагревания и формования листа стекла, который будет оборачиваться вокруг нее. Поэтому (если важно качество выгибаемого изделия) не годится окрашенная или сильно ржавая труба, загрязняющая стекло.
В качестве нагревателя используется паяльная лампа. Труба будет раскаляться ее пламенем изнутри. В связи с этим важно выбрать трубу нужной длины. Слишком большая будет недостаточно хорошо раскаляться и не разогреет накладываемый на нее лист оргстекла. Необходимая для дальнейшей работы температура трубы должна составлять 90–100 °С.
Трубу закрепляют за края на подставке. Устройство этого своеобразного станка дополняют зажимы для удержания стекла.
Нужный по размеру лист стекла подготавливают, предварительно промыв его раствором соды. Потом закрепляют на трубе заготовку зажимами и нагревают трубу с постепенным выгибанием изделия.
Если нужно полностью свернуть оргстекло в трубу, то следует заранее рассчитать длину листа. Для этого нужно измерить окружность металличе‑ской трубы с помощью сантиметра и отрезать стеклянную заготовку такой же длины.
Оргстекло достаточно легко обрабатывается. Его можно резать, сверлить, фрезеровать, полировать, шлифовать, гравировать, сгибать, нагревать, формовать и сваривать.
Перед формовкой необходимо провести предварительную горячую сушку, чтобы избежать образования пузырьков в готовом изделии на местах сгиба. Литьевое стекло нагревают 3-4 мин./мм толщины до температуры 165-190°С.
При горячей формовке для деформации литого оргстекла нужно прилагать значительное давление, экструдированное формуется легко и без особых усилий (рекомендуемый температурный интервал — 160-170°С, время нагрева — 3 минуты на 1 мм толщины материала).
Формы состоят из матриц и пуансонов. Изготавливают их 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.
Для наилучшего сохранения отпечатавшейся формы и во избежание деформации изделие необходимо оставить на матрице до его охлаждения до температуры 60-70°С. Отформованные изделия перед их взаимодействием с растворителями, краской или самоклеющейся пленкой должны подвергнуться термическому кондиционированию с целью снижения напряжений.
