Температура плавления стекла: максимальные и минимальные показатели

Инструкция по работе

Использование подходящего инструмента не является гарантией того, что отверстие получится ровным и гладким. Необходимо также соблюдать элементарные правила сверления, чтобы не оплавить края, не получить глубокие заусенцы, от которых впоследствии и появляются трещины.

Методики сверления

Условно можно разделить две методики сверления:

• для отверстий диаметром менее 5 мм;
• для отверстий диаметром более 5 мм.

Маленькие отверстия высверливаются на минимальных оборотах, постепенно их увеличивая вплоть до 1000. Оптимальный вариант – корректировать скорость вращения от 500 до 1000 с помощью реверса (соответственно, лучше использовать дрели с поддержкой такой функции). При этом не следует сверлить более 10–15 секунд за один подход, делая последующий перерыв хотя бы на 10–20 секунд. Это предотвратит оплавление краев отверстия из-за перегрева. Стоит учесть, что повышение температуры свыше 120–150 °C также приведет к потемнению листового материала.

Следует постепенно повышать радиус дырки в оргстекле, иначе оно может треснуть

Для сверления отверстий диаметром более 5 мм рекомендуется начинать со сверл малого диаметра, постепенно их увеличивая с шагом в 2–3 мм. Это предотвратит перегрев, а также позволит сверлить без давления на само оргстекло. В дополнение можно использовать водяное охлаждение, то есть подавать на сверлильную головку воду через капельницу или шприц (во многих станках такая система охлаждения предусмотрена изначально).

Важно также сверление выполнять на абсолютно ровной и гладкой поверхности. Идеально для этого подходит дерево – оно по твердости уступает оргстеклу, поэтому не сможет его поцарапать

Лучше брать фанеру или несколько слоев ДВП, ДСП.

Пошаговая инструкция

В большинстве случаев процесс сверления выполняется по следующей схеме:

1. Подготовить поверхность, на которой будет расположен лист оргстекла. Оптимально использовать для этого фанеру, деревянный щит, поддон.
2. Расположить лист оргстекла. Рекомендуется то место, где не выполняется сверление, закрыть геотекстилем или любой другой тканью, что защитит материал от попадания опилок полимера и металла, которые теоретически могут его поцарапать.
3. Установить совместимое сверло в дрель, выбрать низкие обороты, режим сверления (без удара).
4. Начинать сверлить на низких оборотах. После появления минимального углубления, поднимать обороты до средних и в таком режиме сверлить до ⅔ толщины материала. Далее поднимать обороты до максимальных, периодически их снижая до минимума, чтобы избежать перегрева.

В том случае, если края отверстия оплавились, рекомендуется воспользоваться сверлом чуть большего диаметра, но уже предотвращая перегрев оргстекла. При появлении заусенцев избавиться от них можно при помощи минерального каменного сверла (используется преимущественно в бормашинах для высверливания). Естественно, обороты при этом выдерживаются минимальные.

Дрели-шуруповерты не подходят для сверления оргстекла из-за низкого числа оборотов

Итого, в большинстве случаев просверлить оргстекло можно с помощью обычной бытовой дрели. Шуруповерты-дрели не подойдут из-за низкого количества оборотов (если их использовать, образовываются заусенцы, а также приходится прикладывать немалое давление).

Главное – подобрать правильное сверло, учитывая толщину материала и диаметр необходимого отверстия, а также не допускать его перегрева в процессе высверливания оргстекла. Для получения больших отверстий (свыше 10 мм с толщиной более 7 мм) рекомендуется использовать именно стационарные станки с системой водяного охлаждения сверла.

Свойства

• Формула: n
• Температура плавления: 160 °C
• Плотность: 1,19 г/см³
• Название ИЮПАК: Poly(methyl 2-methylpropenoate)
• Температура кипения: 200 °C

Эти органические материалы только формально именуются стеклом и относятся к совершенно иному классу веществ, о чём говорит само их название и чем в основном определяются ограничения свойств и, как следствие, возможностей применения, несопоставимых со стеклом по многим параметрам. Органические стёкла способны приблизиться по свойствам к большинству видов неорганических стёкол только в композитных материалах, однако огнеупорными они быть не могут. Стойкость к агрессивным средам органических стёкол также определяется значительно более узким диапазоном.

Тем не менее, этот материал, когда его свойства дают очевидные преимущества (исключая специальные виды стёкол), используется как альтернатива силикатному стеклу. Различия в свойствах этих двух материалов следующие:

• ПММА легче: его плотность (1190 кг/м³) приблизительно в два раза меньше плотности обычного стекла;
• ПММА более мягок чем обычное стекло и чувствителен к царапинам (этот недостаток исправляется нанесением стойких к царапинам покрытий);
• ПММА может быть легко деформирован при температурах выше +100 °C; при охлаждении приданная форма сохраняется;
• ПММА легко поддаётся механической обработке обычным металлорежущим инструментом;
• ПММА лучше, чем неспециальные, разработанные с этой целью виды стёкол, пропускает ультрафиолетовое и рентгеновское излучения, отражая при этом инфракрасное; светопропускание оргстекла несколько ниже (92—93 % против 99 % у лучших сортов силикатного);
• ПММА неустойчив к действию спиртов, ацетона и бензола.

Преимущества и недостатки

Основные преимущества

• малая теплопроводность (0,2—0,3 Вт/(м·К)) по сравнению с неорганическими стеклами (0,7—13,5 Вт/(м·К));
• высокая светопропускаемость — 92 %, которая не изменяется с течением времени, сохраняя свой оригинальный цвет;
• сопротивляемость удару в 5 раз больше, чем у стекла;
• при одинаковой толщине оргстекло весит почти в 2,5 раза меньше, чем стекло, поэтому конструкция не требует дополнительных опор, что создаёт иллюзию открытого пространства;
• устойчиво к действию влаги, бактерий и микроорганизмов, поэтому может использоваться для остекления яхт, производства аквариумов;
• экологически чистое, при горении не выделяет никаких ядовитых газов;
• возможность придавать разнообразные формы при помощи термоформования, без нарушения оптических свойств, с прекрасной деталировкой;
• механическая обработка осуществляется почти с такой же лёгкостью, как и обработка дерева;
• устойчивость во внешней среде, морозостойкость;
• пропускает 73 % ультрафиолетовых лучей, при этом УФ-лучи не вызывают пожелтения и деградации акрилового стекла;
• устойчивость в химических средах;
• электроизоляционные свойства;
• подлежит утилизации.

Недостатки

• при пиролизе выделяет вредный мономер — метилметакрилат;
• склонность к поверхностным повреждениям (твёрдость 180—190 Н/мм²);
• технологические трудности при термо- и вакуумформовании изделий — появление внутренних напряжений в местах сгиба при формовке, что ведёт к последующему появлению микротрещин;
• легковоспламеняющийся материал (температура воспламенения +260 °C).

Особенности экструзионного оргстекла по сравнению с литым оргстеклом

• ряд возможных толщин листов меньше, что определяется возможностью экструдера,
• возможная длина листов больше,
• разнотолщинность листов в партии меньше (допуск по толщине 5 % вместо 30 % у литого акрила),
• меньшая ударостойкость,
• меньшая химическая стойкость,
• большая чувствительность к концентрации напряжений,
• лучшая способность к склеиванию,
• меньший и более низкий диапазон температур при термоформовке (примерно от +150 до +170 °C вместо от +150 до +190 °C),
• меньшее усилие при формовке,
• большая усадка при нагреве (6 % вместо 2 % у литого акрила).

Стойкость к химическим воздействиям

На оргстекло воздействуют разбавленные фтористоводородные и цианистоводородные кислоты, а также концентрированные серная, азотная и хромовая кислоты. Растворителями оргстекла являются хлорированные углеводороды (дихлорэтан, хлороформ, метилен хлористый), альдегиды, кетоны и сложные эфиры. На оргстекло также воздействуют спирты: метиловый, бутиловый, этиловый, пропиловый. При непродолжительном воздействии 10 % этилового спирта взаимодействие с оргстеклом отсутствует.

История

Материал под маркой Plexiglas создан в 1928 году, запатентован в 1933 году Отто Рёмом (нем. Otto Röhm). С 1933 года началось его промышленное производство фирмой Röhm and Haas (Дармштадт), первые продажи готовых изделий относятся к 1936 году.

Появление органического стекла (в то время — «плексигласа») в период между двумя мировыми войнами было востребовано бурным развитием авиации, непрерывным ростом скоростей полёта всех типов самолётов и появлением машин с закрытой кабиной пилота (экипажа). Необходимым элементом таких конструкций является фонарь кабины пилота. Для применения в авиации того времени органическое стекло обладало удачным сочетанием необходимых свойств: оптическая прозрачность, безосколочность, то есть безопасность для лётчика, водостойкость, нечувствительность к действию авиабензина и смазочных масел.

В годы Второй мировой войны органическое стекло широко применялось в конструкциях фонаря кабины, турелей оборонительного вооружения тяжёлых самолётов, элементов остекления перископов подводных лодок. Однако, ввиду очень легкой возгораемости, при первой же возможности в авиации перешли к другим прозрачным материалам.

Тем не менее полимеры только частично способны заменять термостойкие стёкла повышенной прочности — в современной авиации во многих случаях они применимы только в виде композитов. Развитие современной авиации подразумевает полёты в верхних слоях атмосферы и гиперзвуковые скорости, высокие температуры и давление, где органическое стекло неприменимо вовсе. Примерами могут служить летательные аппараты, сочетающие в себе качества космических кораблей и самолётов: «Спейс Шаттл» и «Буран».

Существуют органические альтернативы акриловому стеклу — прозрачные поликарбонат, поливинилхлорид и полистирол.

История в СССР

В СССР отечественный плексиглас — оргстекло был синтезирован в 1936 году в НИИ пластмасс (Москва). В наши дни теплостойкие фторакрилатные органические стёкла используются в качестве лёгких и надёжных деталей остекления военных и гражданских самолётов, — работоспособны при температурах эксплуатации от −60 до +250 °C.

Состав и свойства

В состав оргстекла входит термопластичная акриловая смола с различными добавками, поэтому этот материал еще называют акриловым стеклом. За счет добавок можно добиться того или иного цвета конечного продукта, а также других особенностей, таких как повышенная прочность, шумопоглощаемость и термостойкость.

Цветовая гамма органического стекла довольно широкая, начиная со светлых бежевых оттенков и заканчивая темно-бордовыми и черными цветами. Популярными считаются оттенки дымчатый и бронзовый. Оргстекло ярких цветов, таких как голубой, красный, желтый, является весьма востребованным материалом в среде дизайнеров и строителей. Они предпочитают органическое стекло обычному по причине того, что работать с ним гораздо удобнее.

В отличие от обычного стекла, оргстекло легко подвергается обработке. Его можно сверлить, резать, фрезеровать и шлифовать. Материал подходит для нарезания резьбы и соединения на резьбе с другими элементами. При нагревании пластические свойства оргстекла увеличиваются, и в таком состоянии оно поддается сгибанию и формовке.

Из органического стекла путем обработки получают различные изделия. Для этого используют процессы вакуумного воздействия, штамповки, горячего и холодного формования. Например, известный шотландский скульптор Роб Малхолланд изготавливает из акрилового стекла совершенно удивительные произведения искусства.

В сравнении с обычным стеклом можно выделить такие особенности стекла органического:

• устойчивость к воздействиям окружающей среды (влага, температура) у органического стекла выше;
• органическое стекло лучше противостоит воздействию агрессивных сред;
• оргстекло имеет гораздо меньший вес;
• оргстекло мягче, чем стекло обычное, незначительные воздействия могут оставлять царапины;
• легко режется и обрабатывается механическим инструментом или лазером;
• показатели светопропускной способности оргстекла сопоставимы с аналогичными показателями обычного стекла или превосходят их;
• не образует осколков при повреждении;
• обладает хорошей термической пластичностью, может принимать сложные формы;
• не тускнеет и не выцветает с течением времени;
• сохраняет свои оптические свойства продолжительный срок.

К недостаткам оргстекла можно отнести его горючесть.

Однако, в сравнении с другими видами полимеров, органическое стекло при горении не выделяет токсичных веществ, а применение специальных добавок и покрытий может существенно повысить пожаробезопасные свойства материала.

В ценовом диапазоне органическое стекло находится между обычным стеклом и другими видами синтетических полимеров. На цветное оргстекло цена ниже, чем на поликарбонат и полиэтилен.

Резка оргстекла

Резка пластика требует определенных навыков, так как повредить оргстекло довольно просто. При работе с большими объемами применяют промышленные способы резки на специализированном оборудовании. Используют:

• резку пилами (дисковой или ленточной);
• резку лазером;
• фрезерную резку.

Фрезерная

Операция фрезерной резки выполняется на фрезерных станках, где скорость вращения вала более 4000 об/мин. Такой способ применим в случаях, когда недопустимо быстрое нагревание материала на срезе. После фрезерной резки выполняют дополнительные операции, в том числе полировки, гравировки. Недостатком данного метода является образование внутренних напряжений. Склеивать детали, полученные методом резки фрезами, не рекомендуется.

Для резки в промышленных объемах используют станки с вертикальным размещением фрезы. С помощью программного обеспечения задают параметры скорости, частоты вращения фрезы, контура реза. Лист крепится на специальный стол, по которому движется фреза, вырезая заданную деталь. Если фрезу заменить инструментом для гравировки, появляется возможность выполнить гравирование на том же оборудовании. С помощью такого универсального метода, реально получить деталь нужного контура с рисунком внутри.

Лазерная

Этот метод наиболее прогрессивный, практически безотходный. Его основное преимущество – точность. Используя лазерный рез (луч) шириной около 0,1 миллиметра, можно достичь точности резки до 0,005 мм. Края среза гладкие, не меняют цвет (остаются прозрачными).

Лазерная резка органического стекла проводится на поточных линиях. При малых объемах либо для индивидуальных заказов применяют станки с ПУ, которые можно быстро  перепрограммировать для следующей партии изделий.

Лазерная резка оргстекла выполняется квалифицированными специалистами. Основная проблема при выполнении данной операции ― возможность возгорания стеклянного листа. Резка лазером осуществляется на больших скоростях. Пример: стекло толщиной 3 мм режут со скоростью 25 мм/с. Специалист-резчик должен обеспечить правильную настройку режущего оборудования с целью получения качественного среза. Помутнение прозрачного термопласта в месте реза считается недостатком.

К преимуществам резки лазером стоит отнести:

• высокую точность раскроя (до 0,01 мм);
• отсутствие соприкосновения стекла и режущего инструмента. Бесконтактная резка начинается с толщины от 0,1 мм;
• возможность выполнять заказы по индивидуальным эскизам любой сложности;
• малое количество отходов при работе.

Цена работ по лазерной резке рассчитывается за 1 м.п. и составляет от 10 до 200 руб.

Дисковая или ленточная

Использования ленточных пил для выкраивания деталей из органического стекла встречается довольно часто. Недостаток этого способа –  непрямой срез. Более качественный рез получается при работе с дисковой пилой, но этот метод требует соблюдения правил безопасности и наличия определенного профессионального навыка.

Полуфабрикат, разрезаемый пилой, быстро нагревается, оплавляется. Он может даже задымиться. Поэтому оргстекло при резке надо постоянно охлаждать. Сделать это можно сильным воздушным потоком или водой. Воду заливают в специальную закрепленную емкость. Расход воды небольшой. За один час работы расходуется примерно литр воды.  Охлажденный срез более ровный, прямой, без оплавленных участков.

Существует много предприятий, цехов, которые специализируется на резке оргстекла. Они оснащены специальным оборудованием, в том числе для лазерной резки. Работающие там профессионалы быстро и качественно выполнят ваши заказы.

Изделия из стекла оптом под заказ в СПб

Изделия из стекла оптом в Санкт-Петербурге можно заказать в разных компаниях, производящих или реализующих большие партии продукции.

Стекло78 – крупный производитель изделий и конструкций из стекла и зеркал на заказ. Профильная стекольная фабрика предоставляет услуги по резке готового стекла и монтажу различных конструкций (витрин, стоек).

Акма – стекольная компания полного цикла, предоставляющая клиентам возможность изготовления современных изделий из стекла.

Технологичное оборудование позволяет изготавливать пуленепробиваемые, ударопрочные, светоотражающие и многослойные конструкции.

Плексиглас: что это такое?

Plexiglas – торговая марка термопластичного пластика на основе метилметакрилата. зарегистрирована в 1933 г компанией Degussa. По химическому составу и методу изготовления он не отличается от других вариантов: оргстекла, плекса, новаттро и так далее. А вот состав дополнительных компонентов, придающих пластику разные свойства, является разработкой самой компании.

Выпускаете несколько видов плексигласа.

• Plexiglas GS – получают методом литья в виде монолитных листов и блоков с толщиной в 2–160 мм, а также труб диаметром до 650 мм и прутков сечением до 100 мм. Литьевой блок отличается меньшей усадкой – не более 2%, ударопрочен, устойчив к щелочам, но менее гибок, чем экструзионный пластик.
• Plexiglas XT – это изделие получают методом продавливания расплавленного метилметакрилата через экструзионную головку. Таким способ изготавливают монолитные панели с толщиной до 25 мм и структурированные, а также зеркальные и волнистые листы, трубы и прутки. Экструзионный пластик менее прочен, дает больше усадку при термообработке – до 6%, но отличается большей гибкостью и легче переносит формовку.

Виды оргстекла

Экструзия (выдавливание) и литье – способы изготовления органического стекла. По способу изготовления конечный продукт называют литым либо экструзионным. Метод производства влияет на особенности пластика, вводит ряд ограничений по его использованию.

По внешнему виду оргстекло классифицируют на:

• прозрачное;
• матовое;
• цветное.

Купить оргстекло можно в виде готового изделия, либо полуфабриката. На рынке представлены:

• листы;
• стержни;
• трубы;
• блоки;
• другие изделия.

Для определения способа изготовления следует ознакомиться с маркировкой готового материала:

• ХТ – экструзионное;
• GS – литьевое.

Экструзионное

Экструзионное оргстекло из полиметилметакрилата (ПММА) отличают слабые межмолекулярные связи (низкомолекулярное). Из-за этого его используют для изделий с простыми формами. Экструзионное оргстекло изготавливают методом непрерывного выдавливания расплавленной массы, состоящее из гранул ПММА, сквозь щелевую формообразующую «головку» экструдера. Затем охлаждают, режут на части, согласно заданным размерам. Изготовление экструзионного оргстекла осуществляют на экструдерных линиях. Процесс изготовления – непрерывный.

Экструзионное оргстекло отечественного производства маркируется: СЭП, ACRYMA.

Литьевое

Блочный или литой прозрачный термопласт характерен более прочными межмолекулярными связями (высокомолекулярное). Это позволяет получать продукцию с улучшенными, в сравнении с экструзионным, показателями. Литое оргстекло имеет гладкую поверхность, высокую прозрачность, стойкость к удару, устойчивость к возникновению трещин. Его можно полировать, формовать. Литое органическое стекло термоустойчиво. Допускается возможность вторичной переформовки изделий. Также литое оргстекло характеризуется более высокой химической устойчивостью, высокой стабильностью толщины.

Метод изготовления литого оргстекла – заливка жидкого мономера ММА между 2-мя плоскостями из стекла с последующей полимеризацией, затвердением. При производстве блочного оргстекла разнотолщинность достигает 30%, а усадка в процессе нагрева ― 2%.  

Литьевое оргстекло отечественного производства маркируется: ТОСП, ТОСП-Н, ТОСП-У, ТОСН.

Листовое

Производится листовое органическое стекло в соответствии с требованиями ГОСТ 10667-90.

Листовое светотехническое стекло производится по ГОСТ 9784-75. Для придания требуемых технических характеристик при производстве в состав вводят поливинилхлорид или полистирол (для придания светорассеяния различной степени).

Размеры листов: толщина 0,8-30 мм, длина – 100-1600 мм, ширина 100-1400 мм. Можно купить и другие размеры.

Встречается  на рынке полимеров матовое  оргстекло, или двойной сатин. Посредством дополнительной механической обработки материал приобретает шероховатую, матовую поверхность. Также данный эффект можно получить благодаря введению в состав специальных добавок. Светопропускная способность матового листа – от 20 до 70 %, тогда как обычного листового – до 92%.

Область применения листового органического стекла очень обширна: рекламные вывески, перегородки, декоративные элементы и многое другое.

Стержни из оргстекла (прутки)

Полимерный круглый либо квадратный пруток, изготовленный по ГОСТ 17622-72 и другим тех. условиям. Поставляется пластик: матовым, прозрачным, окрашенным.

Технические характеристики данной продукции соответствуют марке плексигласа, из которого изделие произведено.

Для квадратных стержней диаметр описанной окружности от 10 до 40 мм. Круглые стержни поставляются с диаметром от 2 до 100 мм. Стандартная длина прутка – 2 метра. По согласованию с заказчиком, размеры могут меняться.

Применяются стержни из оргстекла в разных областях: реализация дизайнерских решений, предметы декора, мебельная промышленность, изготовление некоторого оборудования и т.п.

Хранение и транспортировка

• Органическое стекло транспортируют автомобильным и железнодорожным транспортом в крытых транспортных средствах в соответствии с Правилами перевозки грузов, действующими на данном виде транспорта.
• Допускается транспортировать оргстекло в открытых транспортных средствах, покрытым водонепроницаемым материалом.
• Органическое стекло должно храниться в закрытых складах при температуре от +5 до +35 °C при относительной влажности воздуха не выше 65 %.
• Не допускается транспортирование и хранение стекла органического экструзионного с химическими продуктами.
• При хранении и транспортировке сложенные вместе листы оргстекла лучше переложить листами бумаги, чтобы не допустить механических повреждений.