Механічна обробка акрилового скла і полікарбонату

Для обробки акрилового скла і полікарбонату підходить звичайне обладнання для обробки дерева і металів. Все ж слід звернути увагу на те, що для отримання чистих поверхонь зрізу обладнання повинно бути високошвидкісним і безвібраційних. Всі машини, перш за все шліфувальні верстати і циркулярні пилки, повинні бути оснащені витяжною вентиляцією для відводу стружки і газу.
ПММА і ПК легко обробляються інструментами з високоякісної швидкорізальної сталі або армованими твердими сплавами, в особливих випадках можна використовувати алмазний інструмент. Робочі ріжучі поверхні інструментів повинні бути завжди гостро заточені. Вже трохи зношені інструменти призводять до нечистих поверхонь зрізу і можуть викликати пошкодження заготовки або самого інструменту внаслідок перегріву, обумовленого підвищеним тертям. Інструменти, які раніше вже застосовувалися для обробки дерева або металу, для органічних стекол можуть використовуватися тільки після спеціальної заточки.
Оскільки пластмаси в порівнянні з металами мають незначну теплопровідність і стійкість форми, застосування систем охолодження особливо важливо. При відсутності охолодження виникає небезпека перегріву, розм'якшення і деформації матеріалу у поверхні зрізу. Крім того, через недостатнє відведення тепла виникають напруги в крайових зонах, що при несприятливих умовах веде до пошкодження обробленої деталі.
Вода, масла, парафін і повітряний струмінь підходять в якості охолоджуючих засобів. Стандартні мастильні рідини для металів не повинні використовуватися, т. К. Вони найчастіше містять агресивні по відношенню до ПММА і ПК розчинники.

Поверхні листів зазвичай захищені поліетиленовою плівкою, яку необхідно зберігати до завершення механічної обробки і видаляти в найкоротші терміни після завершення монтажу готового виробу. Якщо з якої-небудь причини збереження плівки неможливо або вона відсутня, слід як допоміжний засіб використовувати тканину або фетрові прокладки щоб уникнути ненавмисного дряпання.

Розмітка отворів, кромки розрізу або контурів повинна по можливості здійснюватися на захисній плівці. Якщо плівка вже видалена, розмітка здійснюється спеціальним олівцем прямо на поверхні листа. Інші засоби розмітки можуть використовуватися тільки при впевненості, що наступна обробка видалить сліди цих інструментів. В іншому випадку листи зі збереженим надрізом під навантаженням зламаються.

Пиляння і надрізання

Акрилове скло і полікарбонат найчастіше пиляють циркулярної або стрічкової пилами. Застосування лобзиків і ручних пив також можливо.

Для різання ПММА і ПК підходять циркулярні пилки з дисками виключно з нерозведеними зубами. Застосування лез з твердого сплаву, з великим числом зубів дає значно вищий результат, ніж використання лез з високопродуктивної швидкорізальної сталі. З досвіду відомо, що обробка буде ще більш чистою, якщо використовувати прямозубих лезо з твердого сплаву, кути кожного або кожного другого зуба якого заточуються поперемінно. Поперемінна увігнута заточка зубів лез зі швидкорізальної сталі на ділі довела свої переваги.

Таблиця 1. Характеристики лез з твердого сплаву

Для подачі повинна застосовуватися середня установка. Це означає, що подача встановлюється так, щоб у країв розрізу не відбувалося відщеплення матеріалу. Занадто повільна подача може привести до значного тертя і зайвого нагрівання кромок розрізу.

Стрічкова пила забезпечена лезами зі злегка розведеними зубами. Це веде до нерівних крайок розрізу, що, як правило, вимагає подальшої додаткової обробки. Ширина стрічки леза може бути від 3 до 13 мм. Кількість зубів має бути 3 - 8 на кожен сантиметр довжини стрічки. Швидкість різання може варіюватися від 1000 до 3000 м / хв.

Таблиця 2. Характеристики лез з твердого сплаву

Кут нахилу потиличної поверхні α

30 ° - 40 °

Кут внутрішній виточки γ

1000 - 3000 м / хв.

Для додаткової обробки пластмас і вирізання виїмок і пазів добре себе зарекомендувала загострена пила. Краї розрізу виходять все ж щодо грубими і потребують додаткової обробки. Рекомендується висока швидкість різання і середня швидкість подачі.

Акрилове скло і полікарбонат можна також обробляти мелкозубой ручною пилкою - ножівкою і лучковою, а також лобзиком. При ретельної акуратною роботі можливо досягти хороших результатів.

На аркушах ПММА до 3 мм можна робити надрізи. Лист багаторазово надрізається подрезателем уздовж лінійки або криволінійного шаблону по не дуже малим радіусом, а потім ламається. Прямі відрізки можна легко зламати на краю стола. Злам повинен бути відповідним чином оброблений, наприклад циклею.

Для акрилового скла можна застосовувати спіральне свердло з подвійним кутом в плані (при вершині) 60 ° - 90 ° (на відміну від звичайного 120 °). Передній кут γ повинен заточуватися в межах від 4 ° до 90 °. Тільки в цьому випадку свердло дасть необхідний результат, і можна буде уникнути виламування близько отворів при виході свердла з листа. Задній кут α повинен бути величиною хв. 3 °.

0,1 - 0,5 мм / об.

Щоб отримати гладку поверхню краю отвору, необхідна оптимальна комбінація швидкості різання і подачі. В цьому випадку утворюється рівномірна суцільна стружка. При занадто високій швидкості обертання і / або занадто швидкої подачі утворюється нерегулярна стружка, і отвору не буде чистим. При низькій швидкості обертання і / або повільної подачі настає перегрів, що тягне за собою руйнування матеріалу і плавлення стружки.
Охолодження при свердлінні особливо важливо. При товщині матеріалу від 5 мм необхідно користуватися сверлильной або сумісної з ПММА мастильно-охолоджувальної емульсією. Для ПК (через можливе розтріскування) ніколи не можна використовувати свердлильні емульсії і масло для змащення й охолодження різального інструменту. В цьому випадку можна використовувати стиснене повітря. Якщо в товстостінній матеріалі свердляться глибокі отвори і подача регулюється вручну, рекомендується час від часу виймати свердло з отвору, щоб уникнути перегріву.

Якщо сверлится тонкий лист, необхідно підкласти тверду гладку прокладку, щоб уникнути виламування нижнього краю отвору. Свердло повинно вводиться повільно і обережно. Після входу в матеріал швидкість подачі може бути поступово збільшена і незадовго до пробиття нижнього краю знову зменшена.
Для роботи з робочою або вбудованими деталями за допомогою ручного дриля можна застосувати спеціальне свердло.

Спеціальні свердла і зенкерний інструмент

Це урізне свердло гарантує чисте і гладке циліндричний отвір. Кожної наступної сверлильной щаблем отвір розширюється.

Дає злегка конічні отвори, але виламування отвори біля виходу запобігає.

Особливо підходить для зачистки наявних отворів, забезпечуючи якісне відведення стружки за допомогою похилого отвору.

Їм можна отримати прості глибокі отвори.

Цей багатофункціональний зенкерний інструмент рекомендується для зачистки, розточування і зенковки.

При застосуванні будь-яких спеціальних свердел слід звертати увагу на бездоганну якість їх вістря. У всіх випадках (крім фрезерного свердла) використовуються більш низькі швидкості обертання, ніж при використанні спіральних свердел. У разі застосування фрезерного свердла, навпаки, швидкості обертання часто перевищують 10 000 об. / Хв.

Прорізання круглого отвору

Отвори великого діаметра в тонкому аркуші можна легко прорізати наступним інструментом:
- ексцентриковим різаком;
- круглою пилою.

Для прорізання круглого отвору можна використовувати інструменти в стандартному виконанні.
Передні кути ексцентрикового різака для ПММА повинні мати значення 0 °, для ПК - між 3 ° і 5 °. Для отримання чистих поверхонь зрізу корисно закріпити з нижньої сторони матеріалу тонку тверду пластину. Прорізати круглий отвір до 60 мм в діаметрі можна за допомогою спеціальної насадки, яка встановлюється в дриль. Центр круглого отвору попередньо свердлиться центровим свердлом для забезпечення стабільності прорізання отвору.

Для всіх видів пластиків при нарізанні різьби існує небезпека розлому внаслідок наявності надрізу. Тому цей спосіб закріплення повинен вибиратися тільки в разі, коли іншої альтернативи немає.
Для нарізки внутрішньої і зовнішньої різьби для всіх матеріалів підійдуть мітчик і плашка. Через чутливості матеріалів до надрізу, різьблення не повинні бути з гострими краями. При нарізуванні різьблення в полікарбонат для змащення й охолодження різального інструменту неприпустимо застосування мастильних і охолоджуючих масел. Для акрилового скла повинні застосовуватися сумісні з матеріалом емульсії і масло для змащення й охолодження різального інструменту. При подальшому привинчивания слід звертати увагу на те, щоб гвинти не мали масляної плівки.

Отвори повинні бути значно більше, ніж для сталі. У багатьох випадках корисно посилити внутрішню різьбу за допомогою різьбової вставки з металу.

За допомогою фрезерного обладнання можна обробити краї розпилу, зробити закруглення, створити криволінійні контури і зняти крайку з формованої деталі. Крім того, фрезеруванням можна видалити фланці. При фрезеруванні на противагу пиляння немає небезпеки виламування нижнього краю розрізу, що зменшує витрати на додаткову обробку.
Для ПММА і ПК можна застосовувати стандартні фрезерні верстати по можливості з найбільш високою швидкістю різання (таблиця 4). Як інструменти зазвичай застосовуються багатолезові циліндричні фрези і крупнозубие двухлезвійний або навіть врізні кінцеві фрези, якісно видаляють стружку.

Токарні різці з поверхнею з твердого сплаву добре підходять для грубої чорнової обробки, глибина різання не повинна перевищувати 6 мм. Для подальшої чистової обробки зазвичай використовуються інструменти з швидкорізальної сталі.
Різці повинні бути з радіусом вершини не менше 0,5 мм. При ще великих радіусах вершини, т. Е. При круглозаточенних резцах, одночасно з цим високій швидкості обробки, незначною подачі і мінімальній глибині різання оброблена начисто поверхню може без проміжного шліфування відразу піддаватися поліровці. Для охолодження в даному випадку також може застосовуватися сумісна з акриловим склом емульсія, а для полікарбонату - стиснене повітря.

За допомогою шліфування і наступного полірування можна з шорстких і матових крайок розрізу отримати Високоглянсові прозору поверхню. Шліфування може здійснюватися як вручну стандартної шліфувальної папером, так і машинним способом. Для машинного способу підходять обертається тарільчасте шліфувальний круг, що коливається шліфувальний або стрічково-шліфувальний верстати. Сильного і тривалого натискання при шліфуванні слід уникати, т. К. Виникає від тертя тепло викликає напруження і пошкодження поверхні. З цієї ж причини шліфувати має здійснюватися вологим способом.
Залежно від глибини слідів обробки або подряпин на поверхні деталі вибирається ступінь грануляції шліфувального засобу. Чим глибше слід обробки, тим грубіше грануляція. Шліфувати має здійснюватися в кілька етапів з усе більш тонкої грануляцією.

Рекомендується спосіб в три ступені:
• Грубо - грануляція 60
• Середньо - грануляція 220
• Тонко - грануляція 400 - 600

При цьому слід стежити за тим, щоб на кожній стадії були повністю видалені залишки попередньої. Коли на завершальному етапі будуть усунені всі сліди попередніх, можна приступати до полірування.
Для полікарбонату можна застосовувати м'які керамічні карборундові шліфувальні круги, пластинчасті кола, контактні абразивні стрічки і шліфувальний папір тонкої грануляції.

Полірування - остання стадія обробки для отримання високоглянцевий прозорій поверхні. Краї розрізу відполірувати легко, але полірування великих поверхонь слід уникати, т. К. Ідеально виконати цю операцію дуже важко, і частіше за все сліди остаточної обробки залишаються помітними. Зазвичай для полірування застосовуються мазі і пасти. Після обробки сліди полірувальних засобів необхідно ретельно видалити, споласківая водою.

Машинне полірування здійснюється трьома методами:
• за допомогою стрічки, тканинного кола або сукна
• полум'ям
• алмазосодержащих засобами

Оскільки повсть, тканинний коло і замша є дуже м'якими матеріалами, поліровані поверхні повинні бути заздалегідь оброблені начисто. В іншому випадку після полірування поверхню хоч і стане блискучою, все ж залишилися подряпини і зовнішні пошкодження залишаться помітними. При обробці країв підготовка до полірування проводиться циклею. Слід уникати обумовленого тертям перегріву поверхні, що провокує термічні ушкодження.
Краї і деталі малого розміру поліруються переважно за допомогою повстяних стрічок. Їх легко закріплювати і переміщати. Заготівля повинна бути в постійному обертанні, щоб нерівності повстяних стрічок або тканинного кола не приводили до шлюбу. Оптимальна швидкість руху повстяної стрічки - близько 20 м / сек.
Тканинні кола найкращим чином підходять для полірування великих криволінійних поверхонь. Подібні кола представляють собою пакети матеріалу (фланелі, наприклад), в яких шари тканини розташовані якомога менш щільно, щоб створити можливість відведення тепла тертя за допомогою вентиляції. Швидкість переміщення по зовнішньому діаметру полірувального кола повинна бути між 20 і 40 м / сек. Якщо досягнутий машинної обробкою глянець недостатній, можна додатково дополіровать поверхню вручну м'якою, яка не залишає ворсу тканиною або ватою із застосуванням полировальной емульсії.

При поліруванні акрилового скла полум'ям зварювального пальника, наприклад, незважаючи на те, що під чистове обробка не здійснюється, краю проте повинні бути звільнені від залишків попередніх обробок і прилип стружки. Оскільки сліди попередніх фрезерування або пиляння після вогневої обробки ще видно, цей економічно вигідний спосіб годиться тільки в тих випадках, коли до полірованої поверхні не пред'являються високі вимоги. Полірування полум'ям товстих деталей може викликати високі поверхневі напруги. Неакуратна робота може призвести до потрапляння полум'я на поверхню заготовки за кромкою розрізу і до пов'язаних з цим термічно обумовленим напруженням в матеріалі. При подальшій обробці або при подальшому застосуванні вони можуть викликати утворення тріщин, якщо матеріал виявиться в контакті з розчинниками або миючими засобами.

Алмазне полірування підходить для здійснення серійних робіт. При використанні цього методу немає необхідності в попередньої чистової обробки. Різання і полірування здійснюються в ході однієї операції. Для даного способу використовуються високоякісні прецизійні інструменти та обладнання. Це можуть бути фрезерні ножові головки з мінімум двома алмазами в ріжучому інструменті або оснащений алмазним ріжучим елементом різці. Слід звертати увагу на якісне видалення стружки. Обладнання повинно працювати без вібрацій, щоб уникнути появи дефектів на поверхні деталі. При поліруванні алмазом виникають гострі краї, які доцільно зняти циклею.

Таблиця 6. Результати окремих методів полірування

тканинний коло і фетровий стрічка