ОТЖИГ

Отжиг обозначает процесс, когда части пластика сначала нагреваются, а затем медленно охлаждаются.

Пластики выдерживают значительные напряжения на растяжение, если они одновременно не подвержены действию агрессивных сред.
Следующие факторы приводят к возникновению растягивающего напряжения:
• операции подобные распилке, фрезеровке, токарной обработке и шлифовке
• термоформование
• неравномерный нагрев
• усадка клея
• деформация при соединении (зажимы, сверление, винтовые соединения)
• усадка после локального перегрева из-за неправильно заточенного инструмента или полировки
• сопротивление  термическому расширению
• внутреннее напряжение в оргстекле, особенно в трубах, в связи с особенностями технологии производства
• внешние нагрузки.

Если также присутствуют агрессивные вещества, такие как растворители и разбавители при клейке, печати или покраске, мономерные испарения во время резки лазером или огневой полировки, пластификаторы ПВХ изоляционных материалов, герметики, агрессивные чистящие средства, то может произойти образование волосных трещин, даже если та же самая среда не вызывает повреждений частей, свободных от напряжения. Поэтому необходимо предотвратить одновременное присутствие растягивающего напряжения и агрессивной среды.

Поскольку заранее невозможно исключить, что в будущем материал не будет подвергнут воздействию распространенных вредных веществ, то любое растягивающее напряжение должно быть устранено путём «отжига, снимающего напряжение». С этой целью детали оргстекло нагреваются в соответствующих печах до температуры ниже точки размягчения на определенный период времени, который зависит от толщины детали. Затем они медленно охлаждаются. Слишком быстрое охлаждение приводит к появлению холодного жесткого слоя на поверхности материала, что вызывает ещё большее растягивающее напряжение, поскольку материал продолжает сжиматься внутри во время охлаждения.


Отжиг проводится при следующих условиях:

Температура
• оргстекло литое: 80°C   (детали, не подвергнутые термоформовке, до 100°С)
• оргстекло экструзионное: от 70 до 80°C  (детали, не подвергнутые термоформовке, до 85°С)

Время отжига

• время, выраженное в часах, равно толщине материала в мм, разделённой на 3, но не менее 2 часов.
Охлаждение

• Время охлаждения в печи, выраженное в часах, равно толщине материала в мм, разделённой на 4.
Обязательное ограничение скорости охлаждения – не более 15° в час.
• Температура оргстекла во время изъятия из печи не должна превышать 60°C.

НАГРЕВАНИЕ
Сушильная печь с циркуляцией горячего воздуха является единственным способом нагревания при обработке деталей с повышенными оптическими характеристиками, т.к. она обеспечивает возможность регулировки нагрева и поддержания необходимой температуры нагрева. Для экструзионного стекла время нагревания меньше, кроме того экструзионное оргстекло и охлаждается быстрее, чем литьевое оргстекло.
Нагревание с помощью инфракрасного излучения быстрее в проведении и высокопроизводительно при использовании аппарата для горячей штамповки. Однако, при проведении простой горячей сушки затруднен контроль температуры, и при обработке материала толщиной более 5мм нагрев производится в два этапа.
Продолжительность нагревания зависит от типа оргстекла и способа нагревания. 

 Оргстекло

Литьевое 

Экструзионное

                                                    Температура     нагревания

Минимальная температура, оС 

130

140

Максимальная температура, оС

200

180  

Рекомендуемый диапазон, оС 

165-190

160-175

                                                            Время  нагревания

Сушильная печь, мин/мм 

3-4

2,5-3

Панели с инфракрасными лучами

 

 

1 панель мощностью 2,2Ватт/см2(сек/мин)    

42-52  

38-45

1 панели мощностью 3,5Ватт/см2 (сек/мин)

22-32

22-27


Важно отметить разную реакцию литьевого и экструзионного стекла на нагревание. При первом нагревании материал подвергается усадке. Для литьевого оргстекла она составляет 2% и распространяется одинаково во все стороны. В случае с экструзионным стеклом усадка колеблется от 3 до 6% в направлении прессования и от 1 до 2% в поперечном направлении.
Также важно, что литьевое стекло способно перенести неоднородность нагревания в 10-15 оС без влияния на окончательное качество. С экструзионным стеклом дело обстоит иначе. Его нагревание должно производиться равномерно, т.к. разница в температуре, превышающая 5 оС может привести к возникновению значительных напряжений.

ГОРЯЧАЯ ШТАМПОВКА (ФОРМОВАНИЕ)
                             

Горячее формование является важнейшим видом переработки листового полиметилметакрилата, исходным материалом при этом служат главным образом листовые заготовки. Основное преимущество этого способа - возможность получения крупногабаритных изделий сложных конфигураций с применением простых и дешевых форм.
Операция горячей штамповки состоит из трех этапов: нагрев, формовка и охлаждение.

При нагреве до соответствующей температуры оргстекло размягчается до пластичного состояния, при этом можно придать стеклу самые различные формы при помощи специальных инструментов. После охлаждения оргстекло вновь приобретает первоначальную жесткость, сохраняя приданную ему форму. При несоответствии детали желаемой форме стекло можно вновь нагреть с целью корректировки только в том случае, если его не подвергали растяжению. Для нагрева органического стекла перед формованием используют термошкафы, инфракрасные нагреватели, создающие равномерное температурное поле с перепадом по плоскости и толщине листа не более +-3 0С.

Оргстекло перед формованием нагревают 3-4 мин на мм толщины до температуры 140-190
°С.
В зависимости от конфигурации и назначения деталей остекления их можно формовать контактным методом, предусматривающим соприкосновение рабочей (оптической) поверхности разогретого стекла с формообразующей поверхностью, и бесконтактным, предусматривающим соприкосновение поверхностей лишь в зоне технологических припусков.
 Бесконтактным методом формования можно получить детали с более высокими оптическими характеристиками, но очень ограниченной конфигурации.

Примечание:

Во избежание получения изделия, размеры которого меньше желаемых, необходимо принять во внимание предполагаемую усадку (литье: 2% в длину и ширину; экструзия: соответственно от 3 до 6% или от 1 до 2% в зависимости от направления экструзии).

Защитная пленка должна быть обязательно удалена с литьевого стекла перед нагревом и горячей штамповкой,  т.к. нагрев усиливает прилипание клея и затрудняет процесс удаления пленки. Данный эффект не представляет никакой опасности в случае с экструзионным стеклом.
Оставлять пленку во время нагревания и горячей штамповки рекомендуется только в случае, если на ней нет никаких повреждений (проколов, царапин, пузырьков), которые могут оставить след на изделии.

Для поглощения влаги необходимо произвести горячую сушку в сушильной печи при температуре от 75 до 80 °С в течение 1-2 часов на каждый мм толщины.
Важно отметить, что даже при максимальной температуре для деформации литьевого стекла необходимо применить значительное давление, а для деформации экструзионного требуется незначительное усилие
.


ОГНЕВАЯ ПОЛИРОВКА

Огневая полировка
– один со способов окончательной обработки торцов оргстекла. Несмотря на то, что при данном способе нет необходимости в тонкой обработке, как дополнительном рабочем этапе, торцы должны быть свободны от пыли, остатков наподобие налипающего шлифовального шлама или пота с рук. Обычно после огневого полирования остаются видимыми следы от предыдущего пиления или фрезерования. Поэтому этот более экономичный метод полирования (по сравнению с применением матерчатого полировального круга) должен применяться в тех случаях, когда установленные требования не очень высоки, например, при работе с самыми распространенными прозрачными тонкими листами. Более толстые листы обычно не поддаются огневой полировке из-за накопления избыточного поверхностного напряжение во время обработки. То же самое касается цветных материалов, где красители или пигменты снижают блеск еще сильней. Если пламя соприкасается с поверхностью заготовки за пределами кромки, на поверхности может происходить накопление термального напряжения. Это напряжение может повлечь образование волосных трещин при дальнейшей обработке или использовании материала, например, при контакте с клеем, разбавителями для краски или чистящими средствами. Во избежание возможных проблем, в некоторых случаях требуется отжиг (см. «Отжиг»). Существуют огневые полировщики на смеси ацетилена и кислорода. Получаемые этим методом результаты лучше, чем при работе со смесью ацетилена и сжатого воздуха. Для изогнутой кромки или внутренней поверхности просверленных отверстий используются настольные огневые устройства со смесью водорода и кислорода.


ЛАЗЕРНАЯ ОБРАБОТКА
в основном применяется для резки листов из оргстекла с помощью лазеров СО2 с мощностью от 250 и 1000 ватт. В зависимости от его мощности, скорость подачи должна настраиваться для достижения желаемого глянца кромки реза: чем тоньше лист, тем выше скорость подачи. Края плиты большой толщины всегда будут слегка скошены. Лазерный луч должен быть сфокусирован по центру толщины листа. Если фокусировка происходит выше или ниже этой точки, то будет получена V-образная форма или, для особенно толстых листов, вогнутая форма поверхности края. Рекомендуется настраивать следующие фокусные расстояния:

Для толщины листа до 6 мм: линзы 2,5”
Для толщины листа от 6 до 15 мм: линзы 5”
Для толщины листа свыше 15 мм: линзы 10”

Лазерный луч с контролем скорости и мощности может улучшать результаты порезки. Лазерное оборудование, совмещенное с компьютером, может осуществлять резку даже самых сложных контуров, трехмерных деталей.
Напряжение, образующееся возле кромки, может быть снято последующим отжигом во избежание появления волосных трещин (см.  «Отжиг»).

 
СКЛЕИВАНИЕ

Склеивание акриловых листов
Листы из экструзионного оргстекла можно склеивать между собой и с другими материалами, получая при этом высокопрочный и долговечный шов. Перед склеиванием желательно провести термообработку (выпаривание влаги и снятие напряжения материала).

Этапы склеивания:

предварительная обработка (придание шероховатости, очистка, отжиг)
подготовка клея
нанесение клея
стыковка и фиксирование деталей
отверждение и охлаждение
удаление фиксации
окончательная обработка - отжиг.

Материалы и клея для склеивания оргстекла:
клей специальный для оргстекла COSMOFEN-PMMA 
клей  цианакрилатный  моментальный  универсальный Ko-Kleber  3 и 12 секундный
клей нитриловый универсальный  KORALIT F 140
клеящие ленты, двухсторонний скотч
раствор полиметилметакрилата в летучем растворителе
полимеризуемый тип клея (отличается высоким пределои прочности и атмосферостойкостью): на базе ПММА, содержит диметиланилин, в момент склеивания добавляют инициатор полимеризации - перекись бензола
другие типы клея: эпоксидные, полиэфирные, полиуретановые и др. марок АК-90, МП-88;81;БФ-2(4,6)
растворители: дихлорэтан, хлористый метилен
клеящие лаки и растворители (ALTUGLAS SPC)
на основе растворителей (ALTUGLAS S2003)
на основе полимера (ALTUGLAS Р-10)
После сушки и застывания клея при комнатной температуре рекомендуется провести отжиг в течение 2-5 часов при температуре 60 °С .

 ЧИСТКА И УХОД

Для чистки и ухода за оргстеклом необходима лишь чистая вода. Если загрязнение достаточно заметно, то вода должна быть тёплой и содержать мягкое домашнее моющее средство. В любом случае нужно избегать сухого трения. Перед вытиранием материала насухо, например, при помощи губки, замши или специальной чистящей салфетки, необходимо убедиться, что с поверхности удалены все частицы грязи.
После интенсивного натирания пластики особенно становятся статически заряженными и, как следствие, притягивают пыль. Поэтому они должны быть обработаны антистатическим чистящим средством от BURNUS, которое распыляется прямо на чистый или слегка грязный материал (или после тщательной очистки) и распространяется мягкой тканью. Материал насухо не вытирается. Эффект отталкивающий пыль сохраняется долго.
Другим способом снятия статического заряда с листов пластика является обдувка поверхности ионизированным воздухом с помощью специального устройства (
ионизирующий пневматический пистолет).
Окна и другие элементы остекления могут быть очищены с помощью распылителей под высоким давлением, с добавлением при необходимости средства для мытья посуды.