Workshop Handbook Manuel d'atelier Verarbeitungshinweise

Transkrypt

1 Workshop Handbook Manuel d'atelier Verarbeitungshinweise

2 Spis treści Numer strony Wprowadzenie 3 Właściwości płyt PERSPEX 3 Dane inżynieryjne dotyczące projektowania 3 Palność 4 Folia Ochronna 4 Magazynowanie 4 Przygotowanie do obróbki 5 Czyszczenie 5 Obróbka mechaniczna 5 Narzędzia do cięcia 6 Piłowanie 6 Łamanie wzdłuż odrysu 8 Cięcie laserowe 9 Wiercenie 10 Wkręcanie i gwintowanie 11 Toczenie 11 Formowanie wrzecionowe 12 Grawerowanie 12 Trasowanie 12 Wykończenie 16 Szlifowanie 16 Polerowanie 16 Termoformowanie 17 Uwagi ogólne 17 Metody termoformowania 23 Termoformowanie wzdłuż podwójnej krzywizny 29 Formowanie próżniowe 33 Klejenie 35 Nadruki, malowanie i zdobienie powierzchni 36 Naprężenia płyt akrylowych 37 Odprężanie 37 Normalizacja 38 Bezpieczeństwo 39 Odporność chemiczna 40 Załącznik 45

3 Wprowadzenie Płyty akrylowe PERSPEX zaliczane są do najwydajniejszych materiałów warsztatowych, ponieważ mają zastosowanie w produkcji elementów inżynierii precyzyjnej zarówno do sprzętów domowych, jak i urządzeń przemysłowych. Do najczęstszych zastosowań można zaliczyć między innymi znaki, szyby, ekrany ochronne, okna dachowe, meble, materiały oświetleniowe i cały szereg innych produktów przemysłowych wykorzystywanych w branży medycznej i chemicznej. Płyty PERSPEX produkowane są w dwóch rodzajach: jako płyty wylewane i wytłaczane. Płyty wylewane PERSPEX CS dostępne są w szerokim zakresie grubości i barw, obejmującym różne wzorce bloków, kolorów i powierzchni. Płyta wytłaczana PERSPEX XT dostępna jest jako bezbarwna płyta oraz w różnych odcieniach kolorów w wersji mlecznej i przyciemnionej (dymionej) oraz o różnych stopniach odporności na nacisk. Właściwości płyt wylewanych i wytłaczanych PERSPEX różnią się ze względu na ich budowę cząsteczkową, co może mieć wpływ na zachowanie płyt podczas produkcji. Różnice te odpowiednio opisano w niniejszym podręczniku. W pozostałych przypadkach można założyć, że oba rodzaje płyt zachowują się podobnie podczas produkcji. Właściwości płyt PERSPEX Wyjątkowo jasna transmisja, dosłownie bez różnic w natężeniu kolorów, nawet w grubych blokach. Świetna odporność na warunki pogodowe. Dobra odporność na nacisk. Twarda powierzchnia o wysokim połysku. Twardość i sztywność o dużej rozciągliwości. Łatwość termoformowania przy zastosowaniu nieskomplikowanych narzędzi warsztatowych. Łatwość czyszczenia. Zdolność do całkowitego recyklingu. Dane inżynieryjne dotyczące projektowania Długoterminowa wydajność płyt PERSPEX zależy od temperatury i występujących naprężeń. Podczas projektowania elementów inżynieryjnych należy wziąć pod uwagę powyższe czynniki. W tabeli 1 podano szczegóły dotyczące zakresów maksymalnych naprężeń długoterminowych i krótkoterminowych, oparte na badaniu mechaniki pęknięć, które można z powodzeniem stosować w elementach inżynieryjnych wykonanych z płyt wylewanych PERSPEX. 3

4 Tabela 1. Dane projektowe dla wylewanych płyt akrylowych PERSPEX w temp. 20ºC Właściwość Jednostki Krótkoterminowe/chwilowe (6 godzin) Odporność kgf/cm na MPa 17 rozciąganie lbf/in (bez nacisku) Odporność na rozciąganie (z naciskiem) kgf/cm 2 MPa lbf/in 2 Moduł kgf/cm 2 GPa lbf/in 2 Współczynnik Poissona ,5 x ,5 3,6 x 10 5 Długoterminowe/ciągłe (10 lat) 88 8, ,39 0,40 1,3 x ,2 1,8 x 10 5 Palność PERSPEX to materiał palny, który po zapaleniu nie gaśnie samoczynnie. Wylewana płyta akrylowa PERSPEX płonie w tempie podobnym do tempa spalania twardego drewna, lecz w odróżnieniu od wielu innych materiałów z tworzyw sztucznych paląca się płyta PERSPEX wydziela znikome ilości dymu, co jest dużym atutem w zakresie bezpieczeństwa przeciwpożarowego. Wytłaczana płyta PERSPEX XT płonie w tempie podobnym do tempa spalania płyty wylewanej, ale podczas spalania wytwarzają się krople stopionego tworzywa, które nie przestają płonąć. Wszelkie szczegóły dotyczące zachowania różnych gatunków płyt PERSPEX w międzynarodowych testach przeciwpożarowych można znaleźć w dokumencie PXTD 236, PERSPEX for Glazing ( Płyty PERSPEX stosowane do przeszkleń ). Folia ochronna Powierzchnie płyt PERSPEX pokrywane są folią ochronną, która zabezpiecza je podczas transportu, magazynowania i produkcji. Wylewane płyty akrylowe PERSPEX zabezpieczane są naklejanymi dwustronnie, samoprzylepnymi, odciskowymi foliami polietylenowymi. Magazynowanie Płyty PERSPEX najlepiej magazynować opierając je na jednej z krawędzi, możliwie najdłużej pozostawiając na nich folie ochronne. Najdogodniejszą metodą magazynowania jest stosowanie stojaków pionowych o szerokości do 30 cm, gwarantujących właściwe podparcie i odpowiednią stabilność. Płyty można zdejmować z takich stojaków z minimalnym ryzykiem uszkodzenia. Nie zaleca się 4

5 stosowania stojaków poziomych do przechowywania płyt PERSPEX, ponieważ może dojść do uszkodzenia powierzchni przez pył uwięziony między płytami podczas wyciągania poszczególnych arkuszy. Aby zapobiec obniżeniu jakości folii ochronnej, wszystkie płyty PERSPEX należy przechowywać pod zadaszeniem, najlepiej w chłodnych, dobrze napowietrzonych i suchych pomieszczeniach, w których utrzymywana jest możliwie stała temperatura. Przygotowanie do obróbki Folię ochronną można pozostawić na płytach podczas prac produkcyjnych, a wszelkie oznaczenia można nanosić na folię. Folię należy usunąć przed termoformowaniem, choć w przypadku wytłaczanych płyt akrylowych PERSPEX XT, w wielu przypadkach można je zostawić, pod warunkiem, że przeprowadza się nieznaczne formowanie płyt, a folia jest w dobrym stanie. Zadrapania, nacięcia i inne uszkodzenia folii zostawiają ślady na termoformowanych materiałach, zatem klient decyduje na własną odpowiedzialność o tym, czy folię można zostawić na płycie podczas termoformowania, czy też należy ją zdjąć. Czyszczenie Powierzchnie elementów wykonanych z płyt PERSPEX do czasu zakończenia produkcji i przygotowań do pakowania zwykle nie wymagają czyszczenia. Mimo to, jeśli planowane jest przeprowadzenie procesu ozdabiania, takiego, jak metalizacja próżniowa, bądź sitodruk, zaleca się przemycie powierzchni płyt przeznaczonych do zdobienia kawałkiem giemzy bądź miękką szmatką nasączoną czystą, słodką wodą. Zaletą takiego czyszczenia jest usunięcie wszelkich śladów naładowania statycznego płyty powstałego po zdjęciu folii, które mogłoby przyciągać brud. W przypadku ogólnych działań czyszczących, do przemywania płyt PERSPEX wystarczy użyć czystą, zimną wodę z dodatkiem niewielkiej ilości środka czyszczącego. Stosowanie rozpuszczalników, takich, jak spirytus metylowany, terpentyna, benzyna lakowa, bądź firmowe środki do czyszczenia szyb, nie jest ani wymagane, ani zalecane. Obróbka mechaniczna Właściwości płyt PERSPEX podczas obróbki mechanicznej podobne są do właściwości miękkiego mosiądzu, bądź twardego aluminium, lecz z dwoma znaczącymi różnicami: 1) Płyta PERSPEX mięknie po ogrzaniu do temperatury powyżej 80ºC. Podczas obróbki mechanicznej może dojść do znacznego ogrzania płyty, powodując naprężenia, bardzo ważne jest więc zminimalizowanie wzrostu temperatury. Zaleca się stosowanie chłodziwa podczas obróbki mechanicznej jako środka towarzyszącego smarowaniu i służącego do usuwania wiórów oraz utrzymywanie niskiej temperatury obróbki, w której nie powstają naprężenia. 2) Płyta PERSPEX to materiał łamliwy. Ważne jest zatem, by przeprowadzać jedynie lekkie cięcia i wolno podawać materiał do obróbki. Można stosować 5

6 różnego typu chłodziwa, w tym wodę, mgławice wodno-powietrzne, oleje rozpuszczalne i sprężone powietrze. Oleje rozpuszczalne muszą być emulsjami oleju w wodzie i nie mogą zawierać rozpuszczalników, które powodują pęknięcia płyt pod naciskiem. Podczas obróbki, wiercenia lub cięcia płyt PERSPEX wzrost temperatury może powodować naprężenia w końcowym elemencie, które z kolei mogą prowadzić do pękania pod wpływem naprężeń - zjawiska, które jest powszechne w wielu materiałach plastikowych poddanych działaniu naprężeń. Ryzyko spękań można obniżyć bądź wyeliminować poprzez wprowadzenie nieskomplikowanego procesu odprężania. Zaleca się, by wszystkie elementy z płyt PERSPEX poddawane obróbce przechodziły odprężanie. Na stronie 30. można znaleźć szczegółowy opis procesu odprężania. Narzędzia do cięcia Aby uzyskać właściwe wykończenie elementów z płyt PERSPEX, wszystkie narzędzia służące do cięcia muszą być ostre. Do cięcia płyt PERSPEX można stosować większość ręcznych narzędzi przeznaczonych do cięcia drewna i miękkich metali, z wyjątkiem noży do laminatów, gilotyn i stemplowników. Narzędzia te można w razie konieczności stosować do cięcia płyt PERSPEX, lecz pod warunkiem, że płyta będzie rozgrzana co najmniej do temperatury 50ºC. Można stosować większość narzędzi elektrycznych, a wiertła narzędzi HSS nadają się do uzyskania dobrego wykończenia cięcia. Aby zapewnić żywotność długich cięć, zaleca się stosowanie ostrzy i wierteł o końcówkach wolframowo-karbidowych. W przypadku precyzyjnych prac, zwłaszcza takich, w których wymagana jest wysoka jakość wykończenia, najodpowiedniejsze do obróbki płyt PERSPEX są narzędzia o końcówkach diamentowych. Piłowanie Przy pracach o małym zakresie płyty PERSPEX można ciąć przy pomocy gęstych pił ręcznych, takich jak wyrzynarki bądź piły do metalu. Cięcie należy przeprowadzić po bezpiecznym unieruchomieniu płyty, a podczas piłowania stosować wyłącznie lekki nacisk. Piły mechaniczne z zębami fazowanymi naprzemiennie, jak te stosowane do cięcia aluminium, są szczególnie zalecane do piłowania płyt PERSPEX, podobnie, jak piły taśmowe, laubzegi i wyrzynarki. Zalecane warunki piłowania płyt PERSPEX określono w tabeli 2. 6

7 Tabela 2. Warunki piłowania płyt PERSPEX Typ piły Optymalna Optymalny zasięg piły prędkość ostrza (w przybliżeniu) Grubość płyty Zęby w cm Piła taśmowa m/min do 3 mm mm 4-5 ponad 13 mm 1,5-2 Piła tarczowa (z końcówką karbidową) Laubzega, wyrzynarka m/min dla wszystkich grubości Zalecenia Prowadnice piły utrzymywać możliwie najbliżej, aby zapobiec skręcaniu ostrza. 0,8-1,6 Patrz rys. 1 nie krytyczna do 6 mm 5-6 Poczekać do zatrzymania ostrza przed wysunięciem z rzazu. Na rys. 1 pokazano szczegóły dotyczące ostrza piły tarczowej z końcówką wolframowo-karbidową właściwej do cięcia płyt PERSPEX. Rys. 1. Ostrze piły z końcówką wolframowo-karbidową właściwe do cięcia płyt PERSPEX. Rys. 1a Typowa średnica: mm Szerokość: 2-3 mm 7

8 Rys. 1b Kąt prześwitu 15º Kąt nachylenia 0-5º Rys. 1c Ząb fazowany Łamanie wzdłuż odrysu Płyty PERSPEX o grubości do 4 mm można łatwo ciąć wzdłuż linii prostych wykonując kilkakrotnie głęboki odrys po jednej stronie płyty przy pomocy ostrego noża, dociskając płytę z odrysem od góry i zdecydowanym ruchem naciskając fragment wystający poza krawędź stołu. Technika ta, której nie stosuje się do płyt PERSPEX XT IM, wymaga doświadczenia, a najbardziej nadaje się do odcinania niewielkich fragmentów cienkiej płyty wytłaczanej. Odpowiednim narzędziem odrysowującym jest ostrze do cięcia laminatów firmy Stanley numer Szczegóły łamania wzdłuż odrysu pokazano na rys. 2 i 2a. 8

9 Rys. 2 Łamanie płyty PERSPEX wzdłuż odrysu Rys. 2a Łamanie wzdłuż linii odrysu Cięcie laserowe Płyty PERSPEX można ciąć laserowo (patrz rys. 3), a przy wykorzystaniu lasera możliwe jest wycinanie bardzo skomplikowanych i misternych kształtów. Laserowo można ciąć płyty o grubości do 25 mm, choć konieczne będzie przetestowanie w celu osiągnięcia optymalnej jakości wykończenia krawędzi przy cięciu płyt grubszych, niż 12 mm. Wzdłuż krawędzi płyty PERSPEX ciętej laserowo mogą występować naprężenia. Ważne jest właściwe nakierowanie wiązki lasera. W przypadku klejenia bądź zdobienia powierzchni przy krawędzi cięcia laserowego konieczne może być przeprowadzenie krótkiego cyklu odprężania (patrz poniżej) w celu zmniejszenia ryzyka występowania mikropęknięć wzdłuż tej krawędzi. Pożądane może okazać się zdjęcie górnej folii ochronnej w celu uzyskania lepszego szlifu laserowego. 9

10 UWAGA: W przypadku laserowego cięcia płyt PERSPEX, jak i innych materiałów, bardzo ważne jest zapewnienie właściwej wentylacji głowicy tnącej w celu usunięcia wszelkich śladów nieprzyjemnych, a nawet toksycznych oparów spalin. W razie wątpliwości należy zasięgnąć specjalistycznej wiedzy producentów urządzenia. Przed laserowym cięciem płyt PERSPEX proszę zapoznać się z uwagami na temat bezpieczeństwa w przypadku stosowania produktów łatwopalnych i działających w oparciu o spalanie, podanymi na stronie 33. Rys. 3 Wycinarka laserowa Wiercenie Do wszelkich zwykłych wierceń w płytach PERSPEX można stosować standardowe wiertła kręte do wiercenia w drewnie. Zaleca się ostrzenie wierteł krętych, aby uzyskać zerowe nachylenie. Na rys. 4 pokazano zalecane kąty wiercenia. Rys. 4 Standardowe wiertło (130º) z krawędziami tnącymi naostrzonymi odpowiednio do stosowania w wierceniu płyt PERSPEX 10

11 Wolne spiralnie wygładzone płaszczyzny Prześwit kątowy krawędzi 12º-15º Zerowe nachylenie Naostrzona krawędź tnąca z zerowym nachyleniem (tj. dolna krawędź jest prostopadła do powierzchni płyty PERSPEX) W miarę możliwości pod wiercony materiał należy podłożyć niepotrzebny kawałek płyty PERSPEX lub twardego drewna, aby uniknąć skruszenia krawędzi otworu wyjściowego. W żadnym wypadku przed wierceniem otworu w płycie PERSPEX nie należy używać punktaka. Należy wywiercić mały otwór naprowadzający, w który wprowadza się wiertło. Zaleca się stosowanie chłodziw do każdego głębokiego wiercenia w płytach PERSPEX. Należy w regularnych odstępach czasowych usuwać wióry z wiertła. Do wiercenia otworów o średnicy większej, niż 12 mm można stosować wiertła ze specjalnymi nakładkami piłowymi, lecz do wiercenia dużych otworów w cienkich płytach wytłaczanych, zwłaszcza, jeśli nie ma możliwości podparcia materiału, wyjątkowo dobrze nadają się wiertła stożkowe. Wkręcanie i gwintowanie Standardowe gwintowniki mogą być używane do wycinania gwintów w płytach PERSPEX, lecz w miarę możliwości zalecane są grube gwinty, które są mniej podatne na uszkodzenia. Konieczne jest użycie środków nawilżających, najlepiej wody lub rozpuszczalnego oleju. Gwintów nie należy przeciążać, nie zaleca się również gwintowania płyt PERSPEX, jeśli planuje się częsty demontaż. W takich warunkach lepiej stosować gwintowane wkładki metalowe. Toczenie Płyty PERSPEX można toczyć na zwykłych tokarkach do metalu, lecz ważne jest chłodzenie materiału przy pomocy chłodziw i wolne podawanie materiału do maszyny. Przegrzanie materiału może prowadzić do miejscowych odkształceń i utraty wytrzymałości. Po jakimś czasie może również wystąpić spękanie. 11

12 Konieczne jest prawidłowe wyszlifowanie tokarki. Zalecane są wiertła HSS, z górnym nachyleniem zerowym, a przednim nachyleniem rzędu 15-20º. Drobnoziarnista tekstura tych narzędzi gwarantuje lepsze wykończenie, niż przy zastosowaniu narzędzi z końcówkami wolframowo-karbidowymi, lecz wszystkie powierzchnie tnące muszą być bardzo ostre. Do toczenia płyt PERSPEX zwykle stosuje się prędkości cięcia w zakresie m/min, lecz dla uzyskania najlepszej jakości wykończenia zaleca się prędkości w zakresie m/min. Dla uzyskania dobrze oszlifowanego wykończenia po toczeniu zaleca się docinanie końcówką diamentową. Formowanie wrzecionowe Formiarka wrzecionowa to przydatne urządzenie do szybkiej obróbki płyt PERSPEX. Można stosować noże do drewna, najlepiej z dwoma ostrzami. Formowanie wrzecionowe wykonuje się na sucho, ponieważ wtedy łatwo usuwać wióry. Grawerowanie Płyty PERSPEX łatwo graweruje się wykorzystując pantografy lub grawerki CNC. W płytach PERSPEX można również stosować grawerowanie laserowe dla uzyskania detali o doskonałej jakości. Zwykle nie ma potrzeby stosowania chłodziw podczas grawerowania mechanicznego, prócz skierowania strumienia sprężonego powietrza na głowicę tnącą w celu usuwania wiórów i chłodzenia noża. Do wypełniania najlepiej używać standardowych wosków tężejących. Można też stosować farby, lecz najważniejsze jest, by używać te farby, które przeznaczone są do stosowania na płytach akrylowych i które są z nimi kompatybilne. Jeśli zamierza się grawerować płytę PERSPEX z wypełnianiem farbą, zwłaszcza do zastosowań zewnętrznych, zaleca się odprężanie grawerowanych fragmentów przed wypełnianiem w celu uniknięcia późniejszego spękania. Trasowanie Trasowanie to dzisiaj zapewne najważniejszy sposób obróbki płyt PERSPEX. Do obróbki płyt PERSPEX można używać urządzenia trasujące z nieruchomą głowicą, z ruchomą głowicą, bądź standardowe - przenośne urządzenia trasujące do obróbki drewna, stosując takie same prędkości noża, jak dla drewna: Preferowane są noże dwustronne, szlifowane i naostrzone, z tylnym kątem prześwitu ok. 12º, lub większym. Noże średnica 6-12 mm, lub mniejsza >12 mm Prędkość wrzeciona ok obrotów/min. ok obrotów/min. 12

13 Trasowanie zwykle wykonuje się na sucho, lecz należy oczyszczać stół warsztatowy z wiórów i chłodzić nóż. Zwykle do tego celu wystarczy strumień sprężonego powietrza skierowany na trasowany materiał. Noże HSS są skuteczniejsze, niż noże wolframowo-karbidowe, choć ich żywotność jest krótsza. Konieczne jest zatem ich regularne ostrzenie. 13

14 Rys. 5 Urządzenie trasujące firmy Pacer Systems Limited Rys. 6 Urządzenie trasujące Gerber firmy Spanex plc 14

15 Rys. 7 Urządzenie do polerowania diamentem firmy C. R. Clarke Ltd 15

16 Wykończenie Powierzchnie płyt PERSPEX poddane obróbce zwykle są matowe, o ile nie zastosuje się urządzeń tnących z diamentem. Ślady po obróbce najlepiej zeskrobać ostrzem ustawionym pod kątem 90º, lub oszlifować papierem ściernym, a następnie przywrócić połysk polerując powierzchnię. Szlifowanie Do usuwania śladów po obróbce lub cięciu piły z krawędzi płyt PERSPEX można stosować szlifierki mocowane do stołu albo przenośne, jak i szlifierki taśmowe. Szlifowanie należy wykonywać na sucho, stosując bardzo słaby nacisk, aby uniknąć zmiękczenia bądź stopienia powierzchni. Po szlifowaniu konieczne jest odprężenie materiału, jeśli zamierza się zastosować spajanie bądź zdobić powierzchnię. Polerowanie Polerowanie elektryczne obrotowymi szmatkami z kretonu to tradycyjna technika polerowania płyt PERSPEX. Krawędzie należy wcześniej oskrobać bądź oszlifować, aby usunąć wszelkie ślady po obróbce, po czym można zastosować łagodne mydło ścierne. Wymagana jest średnia prędkość polerowania i bardzo słaby nacisk. W innym przypadku dojdzie do przegrzania. Polerowanie diamentem można stosować do prostych krawędzi, aby uzyskać doskonałe efekty bez zaokrąglonych krawędzi, jakie często powstają podczas polerowania. Patrz rys. 7. Polerowanie diamentem powoduje bardzo słaby nacisk na polerowaną powierzchnię. Polerowanie ogniowe jest idealne do polerowania cienkich krawędzi płyt PERSPEX, zwłaszcza przezroczystych płyt wytłaczanych używanych w elementach punktów sprzedaży, ponieważ jest to technika szybka i skuteczna. Do polerowania ogniowego konieczna jest dobrze trasowana bądź starta krawędź. Można wykorzystać sprzęt specjalistyczny, albo użyć płomienia z małej gazowo-powietrznej lampy lutowniczej. Ta technika wymaga ćwiczeń, aby osiągnąć wymagany poziom umiejętności. Podczas szybkiego przesuwania strumienia wzdłuż materiału wymagane jest delikatne traktowanie powierzchni niewielkim fragmentem najgorętszej części płomienia. Należy zachować dużą ostrożność, aby nie zapalić powierzchni. Należy pamiętać, że polerowanie ogniowe może prowadzić do powstania mocno naprężonych krawędzi. Odprężanie materiału jest konieczne w przypadku późniejszego spajania bądź zdobienia wypolerowanych krawędzi. Polerowanie ogniowe może być trudne do wykonania w przypadku niektórych kolorów o dużym nasyceniu, prowadząc do matowego wykończenia bądź odbarwienia. Uwaga: Przed polerowaniem ogniowym proszę zapoznać się z uwagami dotyczącymi bezpieczeństwa przeciwpożarowego podanymi na stronie

17 Polerowanie ręczne jest techniką odpowiednią do przywracania początkowego połysku po drobnym zarysowaniu powierzchni. Głębokie rysy należy wcześniej usunąć wodoodpornym papierem ściernym o ziarnistości 600, stosowanym na mokro, wykonując łagodne, okrężne ruchy. Aby uniknąć zniekształceń optycznych, ścierany obszar powinien być znacznie większy, niż uszkodzona powierzchnia, by wygładzić krawędzie. Ostateczne polerowanie zmatowionej powierzchni ścierania można wykonać stosując firmowe środki do polerowania powierzchni akrylowych dostępne u dystrybutora płyt PERSPEX. Można stosować dobrej jakości środki do polerowania metali przeznaczone do polerowania srebra pod warunkiem, że dany środek został przebadany i stwierdzono jego zgodność z płytą PERSPEX. Termoformowanie Uwagi ogólne Aby prawidłowo termoformować płytę PERSPEX, należy ją równomiernie ogrzać. Płyty wylewane wymagają nieco więcej ogrzewania, niż płyty wytłaczane. Optymalny czas i temperatura ogrzewania zależne są od grubości płyty, rodzaju stosowanej formy i wymaganego stopnia rozciągania. Między termoformowaniem płyt wylewanych i wytłaczanych istnieją podstawowe różnice. Podstawowe znaczenie dla uzyskania najlepszych wyników ma zrozumienie tych różnic przed rozpoczęciem prac. Przykładowo, płyta wytłaczana PERSPEX XT ma mniejszą wytrzymałość topnienia, niż płyta wylewana, łatwiej mięknie i poddaje się rozciąganiu przy zastosowaniu bardzo małej siły. Z tego powodu płyta wytłaczana lepiej nadaje się do formowania próżniowego, niż płyta wylewana, która wymaga większej siły i jest mniej elastyczna. Płyta wytłaczana w przypadku przegrzania zacznie rozszerzać się poniżej swojej wagi, jeśli będzie podwieszona w pionowym piecu. Jeśli stosowane jest ogrzewanie piecowe, bardzo ważna jest kontrola długości i temperatury ogrzewania. Ogrzewanie płyty wytłaczanej na półce w piecu poziomym nie jest zalecane, ponieważ na gorącej powierzchni płyty łatwo zostają ślady i taka płyta może szybko przykleić się do półki. Próżniowe urządzenia formujące podgrzewane podczerwienią mogą pomóc w pokonaniu takich problemów i są zalecaną opcją w przypadku termoformowania płyt wytłaczanych PERSPEX. Płyty wylewane PERSPEX bardziej nadają się do termoformowania poprzez mechaniczne tłoczenie, podczas którego można zastosować większą moc, przeprowadzając dociskanie i wytłaczanie. Ogrzewanie Płyta wylewana PERSPEX ogrzana do temperatury ºC staje się elastyczna i gumowata, i można ją formować w złożone kształty stosując siłę ciśnienia powietrza lub dociskania prasą mechaniczną. Płyta odpowiednio ukształtowana i w takiej formie schłodzona do temperatury poniżej 90ºC zachowa nadany jej kształt, a po ponownym podgrzaniu powróci do początkowej, płaskiej formy. 17

18 Płyta wytłaczana PERSPEX XT podgrzana do temperatury z powyższego zakresu zachowuje się podobnie do płyty wylewanej, z tym jednak wyjątkiem, że łatwiej ją deformować, ponieważ wymaga to mniej siły, a płyta przy tym będzie raczej się lała, niż rozciągała. W związku z tym formy wykonane z płyty wytłaczanej po ponownym ogrzaniu nie zmienią się na powrót w płaskie arkusze. Na rys. 8 pokazano wpływ ogrzewania na płytę wytłaczaną i wylewaną. Powszechną zasadą jest stosowanie temperatury 170ºC do termoformowania płyty wylewanej i 155ºC do termoformowania płyty wytłaczanej. Podczas ogrzewania typów płyt PERSPEX o ulepszonej odporności na nacisk zauważalne będzie gęstnienie płyty w temperaturze formowania. To zupełnie normalne zjawisko, a przezroczystość powróci po schłodzeniu form do temperatury pokojowej. Rys. 8 Ogrzewanie płyt PERSPEX etapy przejściowe Płyta wylewana Płyta tłoczona Tłumaczenie terminów do rys. 8: Rigid Sztywna (płyta) Maximum Service Temperature Maksymalna temperatura obsługi Maximum Elongation Maksymalne wydłużenie Optimum Oven Temperature Optymalna temperatura pieca Degradation Point Punkt degradacji Thermoforming Range Zakres termoformowania Thermoplastic Range Zakres termoplastyczny Oven Heating Ogrzewanie piecowe 18

19 Thermoplastic V/F Machines Urządzenia do termoplastycznego formowania próżniowego Moisture Blisters Can Occur Mogą pojawić się pęcherzyki wilgoci Melt Point Punkt topnienia Oprócz przypadków miejscowego wyginania, cały obszar płyty należy równomiernie ogrzać. W przypadku płyty wylewanej najlepszym sprzętem do osiągnięcia takiego rezultatu jest piec z obiegiem powietrza i dokładną kontrolą temperatury. Na czystych, poziomych półkach tego pieca można kłaść zarówno płyty bezbarwne jak i kolorowe, lecz jeśli najważniejszą cechą ma być jakość optyczna, płyty należy wieszać pionowo dla uniknięcia uszkodzenia bądź zanieczyszczenia powierzchni podczas ogrzewania. Można zaprojektować odpowiednie uchwyty do zawieszania płyt wzdłuż najdłuższych krawędzi. Podwieszanie pionowe jest również zalecaną metodą ogrzewania płyt wytłaczanych w piecu z obiegiem powietrza. Na rys. 9 pokazano wytyczne dotyczące zależności między temperaturą, siłą i rozszerzeniem podczas termoformowania. Rys. 9 Wykres temperatury względem nacisku i rozszerzenia podczas ogrzewania w sterowanym piecu Tłumaczenie terminów do rys. 9: Extension Rozszerzenie Pressure Nacisk 19

20 Extruded Płyta wytłaczana Cast Płyta wylewana Vacuum Próżnia Maximum Extension for Cast Sheet Maksymalne rozszerzenie płyty wylewanej Recommended Oven Temperature for Cast Sheet Zalecana temperatura pieca dla płyty wylewanej Cast Sheet Degrades Degradacja płyty wylewanej Melting Point of Extruded Sheet Punkt topnienia płyty wytłaczanej Na rys. 10 pokazano schematyczny opis typowego pieca z obiegiem powietrza odpowiedniego do ogrzewania płyt PERSPEX Rys. 10 Piec z obiegiem powietrza Tłumaczenie terminów do rys. 10: Heat exchanger Wymiennik ciepła Thermostat Termostat Matt metal shelves Matowe półki metalowe PERSPEX Płyty PERSPEX Insulation Izolacja 20

21 Jako alternatywę dla pieca z obiegiem powietrza do ogrzewania płyt PERSPEX można stosować określone ogrzewacze na podczerwień, na przykład elementy kwarcowe i ceramiczne, lecz ponieważ mogą one bardzo szybko rozgrzać płytę PERSPEX, ogrzewacze i ogrzewane płyty dociskowe należy zaprojektować tak, by zapewniały równomierne ogrzewanie płyty w dokładnie kontrolowanych warunkach, aby uniknąć przegrzania i degradacji płyty. Na rys. 11 podano szczegóły dotyczące ogrzewania płyty PERSPEX za pomocą typowych ogrzewaczy na podczerwień Rys. 11 Ogrzewanie podczerwienią płyt PERSPEX Tłumaczenie terminów do rys. 11: Ceramic or Quartz Elements Elementy ceramiczne lub kwarcowe Operating Temperature Temperatura eksploatacyjna Single Side Heating Ogrzewanie jednostronne Double Sided Heating Ogrzewanie dwustronne Podczas stosowania ogrzewaczy na podczerwień płytę należy podgrzewać z obu stron równocześnie, tj. stosując dwustronne płyty dociskowe ogrzewacza. 21

22 Uwaga Ogrzewacze na podczerwień stosowane w urządzeniach do formowania próżniowego mogą podnieść temperaturę płyty w bardzo krótkim czasie, przez co może dojść do przegrzania. Jeśli temperatura powierzchni płyty PERSPEX przekroczy 200ºC, nastąpi degradacja prowadząca do rozpadu i powstania palnych gazów rozpadowych. Początkowymi wskaźnikami takiej sytuacji w przypadku płyty wylewanej są pęcherze pojawiające się na powierzchni płyty, po czym słychać trzaski, kiedy płyta zaczyna się rozpadać. Jeśli pęcherzyki lub bąble pojawią się na płycie wytłaczanej bez oznak rozpadu, bardziej prawdopodobne jest to, że powstają one w wyniku zebrania się wilgoci, co wymaga przeprowadzenia całonocnego cyklu suszenia w temperaturze 90-95ºC. Kurczenie Procesy produkcyjne płyt wylewanych i wytłaczanych różnią się znacznie. Obydwa materiały wykazują kurczliwość po ogrzaniu do temperatury termoformowania. Przykładowo, ogrzana płyta wylewana kurczy się do takiego stopnia, że po ponownym schłodzeniu jej długość i szerokość są mniejsze o ok. 2% przy dostrzegalnym zwiększeniu grubości. Po ponownym ogrzaniu płyta nie będzie bardziej się kurczyć, ale takie początkowe kurczenie należy uwzględnić podczas cięcia płyty na arkusze przed termoformowaniem. Płyta wytłaczana podczas ogrzewania wykazuje większą kurczliwość w kierunku tłoczenia, a niewielką w kierunku prostopadłym do kierunku tłoczenia. Trudno podać dokładne wartości kurczenia płyty wytłaczanej, ponieważ zależne są one od grubości płyty i długości ogrzewania. Ogólną zasadą jest to, że płyta o grubości 2 mm kurczy się nieznacznie bardziej podczas ogrzewania, niż płyta o grubości 5 mm, lecz zwykle nie więcej, niż o 5%. Jeśli zaciska się zimne płyty w ramie przed ogrzewaniem, kurczenie jest powstrzymywane i zwykle nie ma wówczas potrzeby brania poprawki na wartość kurczenia. Chłodzenie Po termoformowaniu płyty wylewane należy pozostawić w formie do czasu, aż temperatura spadnie do ok. 60ºC. Ważna jest równomierność chłodzenia, aby zapobiec odkształceniom i naprężeniom, lecz formowanych płyt nie należy zostawić w formach zbyt długo, ponieważ mogą ściśle związać się z nimi i ulec uszkodzeniu podczas wyciągania. Płytę PERSPEX XT można zdjąć z formy w nieco wyższej temperaturze, na przykład ok ºC. Aby zapobiec odkształcaniu długich i płytkich elementów, termoformowane produkty można umieścić w zaciskach chłodzących na stole warsztatowym, odgiętych w razie potrzeby, aż do osiągnięcia przez nie temperatury pokojowej. 22

23 Termoformowanie płyt kolorowych Określone barwy płyt PERSPEX mogą ulec niewielkim zmianom podczas procesu ogrzewania, zwłaszcza, jeśli płyta ulegnie przegrzaniu. Zawsze ważne jest zapewnienie, by pierwsza powierzchnia była powierzchnią czołową, ponieważ druga powierzchnia może być lekko zmatowiona po ogrzaniu. Należy też pamiętać, że w miarę rozciągania barwnej płyty podczas termoformowania dojdzie do nieuniknionego zmniejszenia grubości tej płyty w termoformowanych miejscach, co może prowadzić do zmniejszenia gęstości. W przypadku płyt wylewanych PERSPEX powierzchnią czołową zawsze jest powierzchnia pokryta drukowaną folią zabezpieczającą. Metody termoformowania Płyty PERSPEX można termoformować z zastosowaniem kilku prostych technik. Wybór najodpowiedniejszej z nich będzie zależny od zakresu rozciągania wymaganego do osiągnięcia pożądanego efektu. Do wydmuchiwania kopuł i podobnych kształtów potrzebny będzie stół do wydmuchiwania z zaciskami kolankowymi, na którym gorąca płyta jest dociskana przy pomocy stalowych pierścieni. Na rys. 12 i 13 pokazano typowe podstawowe projekty. Rys. 12 Typowy stół do wydmuchiwania Tłumaczenie terminów do rys. 12: Pressure Ciśnienie Line Ciśnienie liniowe Working Ciśnienie robocze Slots for clamps Nacięcia na zaciski Needle control valve Igłowy zawór kontrolny 23