Акриловый лист- также продается под такими торговыми марками, как Plexiglas, Lucite, Acrylite и Perspex. - – это термопластичный полимер, полученный из полиметилметакрилата (ПММА), который в значительной степени вытеснил стекло в тех случаях, когда требуется оптическая прозрачность без соответствующего веса и риска разрушения. Материал пропускает около 92% видимого света, в семнадцать раз превышает ударопрочность стекла и весит примерно вдвое меньше при эквивалентной толщине. Эти свойства привели к широкому распространению в вывесках, архитектурном остеклении, витринах для розничной торговли, строительстве аквариумов и бесчисленных применениях в стиле «сделай сам», где важны как долговечность, так и работоспособность.
Дорогостоящий урок, о котором вас никто не предупреждает
Я испортил три листа, прежде чем кто-нибудь рассказал мне о литых и экструдированных листах. Три.
Вот что произошло: купил связку прозрачного акрила толщиной 1/8 дюйма в большом магазине коробок, потому что цена показалась подходящей. Фигурный акрил был акрилом. Бросил его на лазерный резак, ожидая получения чистых краев, и получил расплавленную липкую массу, которая снова слилась воедино за балкой. Потратил час, соскребая карбонизированный пластик с сотового слоя.
Оказывается, я взял экструдированные листы. В процессе экструзии создается материал с более низкой молекулярной массой и температурой плавления где-то около 195 градусов по Фаренгейту -, что существенно ниже порога литого акрила. Идеально подходит для термоформования или обычных вывесок, где вы режете пилой. Полная катастрофа для лазерной работы.
Литой акрил стоит дороже, поскольку его производство включает заливку жидкого мономера между стеклянными пластинами и его медленное отверждение в автоклаве. Трудоёмкий. Но вы получаете превосходную оптическую прозрачность, лучшую химическую стойкость, а края, которые прекрасно -полируются, а не превращаются в липкие катастрофы.
Кикер? Большинство хозяйственных магазинов не указывают, какой тип они продают. Вы должны спросить. Или научитесь на собственном горьком опыте.
Толщина действительно имеет значение
Каждый хочет знать, какую толщину купить. Ответ полностью зависит от того, что вы создаете, и не существует универсальной диаграммы, которая охватывала бы каждый сценарий -, хотя я дам вам приблизительную разбивку, которую я разработал за годы работы над проектами.
Для поделок и небольших рам подойдет 1/16 дюйма. Едва ли. Он сгибается как сумасшедший и трескается, если вы неправильно посмотрите на него во время резки, но он дешев и функционален для всего, что меньше 8 x 10 дюймов, что не требует структурной целостности.
Золотая точка размером 1/8 дюйма подходит для большинства применений, сделанных своими руками: рамок для фотографий, небольших витрин, светодиодных рассеивателей, защитных крышек для электроники. Лазерным резакам она очень нравится. Методы надреза-и-защелкивания действительно надежно работают при такой толщине.
Четверть-дюйма становится серьезным. Стеллажи, большие вывески, защита от чихания, детали мебели. Здесь вам понадобятся электроинструменты - лобзик с подходящим лезвием или, в идеале, настольная пила с тонким -акриловым- лезвием с мелкими зубьями. Подсчет очков больше не поможет. Буквально.
Еще полдюйма — и вы попадаете на территорию аквариума, защитное остекление, тяжелые строительные работы. Материал перестает ощущаться как пластик и начинает вести себя как жесткий строительный материал. Цены масштабируются соответственно.
О чем никто не упоминает: литой акрил имеет допуск по толщине примерно ±10%. Этот лист размером в четверть- дюйма на самом деле может иметь размеры от 0,225 до 0,275 дюйма. Подходит для большинства приложений. Проблематично, если вы обрабатываете детали, которые должны точно подходить друг другу.
Кстати о обрезке
Акрил хочет треснуть. По сути, это ожидание оправдания.
Материал хрупкий под нагрузкой, несмотря на свою ударопрочность. Звучит противоречиво -, это не так. Ударопрочность означает, что он выдерживает внезапные удары, не разбиваясь, как стекло. Хрупкость означает, что локализованные концентрации напряжений (например, слишком быстрое движение пильного полотна или неподдерживаемая кромка во время резки) вызывают трещины, которые распространяются наружу от точки возникновения.
Жара все усугубляет. Электроинструменты создают трение. Трение создает тепло. Тепло смягчает акрил. Размягченный акрил либо плавится и -сваривается за лезвием (экструдируется), либо создает внутренние напряжения, которые проявляются в виде трещин через несколько дней или недель (оба типа).
Только лезвия с мелкими-зубьями. Твердосплавный-наконечник. Что-то в диапазоне 10-14 TPI для лобзиков или трех-профилей заточки стружки для настольных пил. Полотна для резки древесины с агрессивным передним углом гарантированно захватывают и измельчают материал.
Поддерживайте обе стороны линии разреза. Вибрация акрила во время резки приводит как минимум к сколам, а в худшем — к растрескиванию. Зажимы здесь не являются обязательными.
Идите медленно. Я знаю. Вы хотите, чтобы это было сделано. Но при резких надрезах по акрилу края получаются так, будто их сжевала собака, и никто не собирается их отполировать, не начав заново.
Малярная лента вдоль линии разреза значительно уменьшает сколы. Лента обеспечивает механическую поддержку поверхностного слоя и позволяет лезвию прорезать что-то помимо голого пластика. Дешевая страховка.
Проблема Виндекса
Это меня искренне злит, потому что это можно предотвратить.
Средства для чистки стекол - Windex, дженерики и все, что синее, а также в распылителе под кухонной раковиной - содержат аммиак. Аммиак химически воздействует на акрил. Ущерб не является немедленным, и это ловушка. После очистки ваша простыня выглядит нормально. Затем, через три недели, вы замечаете, что по поверхности распространяются мелкие микротрещины. Сумасшествие. Постоянный. Неисправимо.
Растворители в составе бытовых чистящих средств проникают в структуру полимера и создают внутренние напряжения, которые в конечном итоге проявляются в виде поверхностных дефектов. Ацетон делает это быстрее. То же самое относится и к денатурированному спирту. Бензин, растворитель лака, бензол - список химикатов, разрушающих акрил, длиннее, чем список безопасных.
Что действительно работает: теплая вода и мягкое мыло для мытья посуды. Вот и все. Салфетка из микрофибры, легкое нажатие, круговые движения. Промойте чистой водой. Промокните насухо замшей или другой мягкой тканью - никогда не вытирайте насухо, поскольку любые попавшие частицы превращаются в наждачную бумагу.
Для удаления стойких загрязнений изопропиловый спирт, разбавленный примерно до 30 %, безопасно удаляет большую часть акрила. Некоторые производители одобряют перекись водорода в концентрации 3%. Но сначала проверьте где-нибудь незаметно, потому что я видел, как даже «безопасные» чистящие средства вызывают проблемы на определенных производственных партиях.
И еще: никогда не протирайте-акрил. Всегда. Статическое электричество притягивает частицы пыли, эти частицы царапаются во время следующей протирки, и внезапно ваш лист оптической-прозрачности выглядит мутным. Только влажная ткань.
Литое или экструдированное: настоящая поломка
Я упомянул проблему лазерной резки, но различия лежат глубже.
Литой акрил производится мелким-серийным производством. Жидкий ПММА заливают между стеклянными пластинами, герметизируют прокладками и медленно отверждают при контролируемом нагреве и давлении. Медленная полимеризация приводит к образованию цепей с более высокой молекулярной массой и лучшей поперечной-сшивкой по всему материалу. Результат: превосходная стойкость к царапинам, лучшая химическая стабильность, более стабильные оптические свойства и четкая кромка при лазерной -резке или огневой-полировке.
Экструдированный акрил непрерывно проталкивает нагретые гранулы ПММА через ролики. Более быстрое производство, более низкие затраты, более жесткие допуски по толщине (обычно лучше ±5%). Но быстрое охлаждение создает внутренние напряжения, молекулярная масса остается ниже, а материал обладает направленными свойствами - он ведет себя по-разному в зависимости от того, режете ли вы в направлении экструзии или против него.
Для вывесок, которые распечатывают и вешают? Экструдированный работает нормально. Для витрин, где оптическое совершенство имеет значение? Бросать. Для аквариумов? Литой материал, всегда экструдированный -, имеет большую пористость и проницаемость, что становится проблематичным при постоянном контакте с водой.
Цветные и специальные акриловые краски почти всегда отливаются, поскольку процесс изготовления небольших-серий позволяет экономично подобрать цвет по индивидуальному заказу. Если вам нужны флуоресцентно-оранжевые или блестящие листы со вставками-, вы покупаете гипс, хотите вы этого или нет.
Ситуация с маскирующей пленкой
Каждый акриловый лист поставляется с защитной защитной защитной пленкой - либо клейкой пленкой, либо бумажной подложкой. Предназначен для предотвращения царапин во время транспортировки и погрузочно-разгрузочных работ. Обычно так и есть. Иногда создает совершенно новые проблемы.
Бумажная маска легко отклеивается и позволяет обнажить только те области, над которыми вы работаете, защищая при этом остальные. Отлично подходит для изготовления, когда на разных этапах вы касаетесь разных зон. Недостаток: бумага не является водонепроницаемой, впитывает влагу и может оставить нечеткие следы на линии клея, если намокнет перед снятием.
Маскирующая пленка легко удаляется в большинстве условий. Весь лист сразу, кожура готова. Но вот в чем загвоздка, которую рано или поздно усвоят все: ультрафиолетовый свет образует пленку на акриловой поверхности в течение нескольких дней после пребывания на открытом воздухе. Лист, оставленный на солнце с нанесенной маской, становится листом с постоянной дымкой, где клей фактически приваривается к полимеру.
Я часами царапал УФ-маскировку-с помощью пластиковых бритвенных лезвий. Это ужасно. Снимите всю маскировку сразу после установки. Не «позже на этой неделе». Немедленно.
Во время резки оставляйте маскировку. Лазерные резаки прекрасно обрабатывают замаскированный материал -, луч испаряется насквозь. Срезы остаются чище, поскольку защитная пленка поддерживает поверхность. Очищайте только после завершения изготовления.
Статическое примечание: выдергивание маскировочной пленки создает электрический заряд. Этот заряд притягивает каждую частицу пыли в радиусе двух метров прямо на вашу чистую акриловую поверхность. Ионизирующие воздушные пистолеты существуют именно по этой причине. Или просто работайте во влажной среде, где статика рассеивается быстрее.
Бурение без катастроф
Акрил трескается радиально от дыр. Стандартные спиральные сверла, предназначенные для металла, имеют передние углы и геометрию канавок, которые захватывают и тянут пластик, создавая локализованные точки напряжения по периметру отверстия. Трещина не возникает во время сверления. Это происходит через час. Или при изменении температуры. Или просто всякий раз, когда материал решит, что с него достаточно.
По этой причине существуют специальные-сверла для пластика. Геометрия удаляет материал путем соскабливания, а не резки, что звучит хуже, но работает лучше. Некоторые производители модифицируют стандартные сверла, шлифовая угол режущей кромки более плоско - требует навыков и настольной шлифовальной машины, но достигает аналогичных результатов.
Сначала просверлите пилотные отверстия. Меньший диаметр, чем ваше последнее отверстие. Затем постепенно повышайте уровень. Прыжок сразу к окончательному размеру приводит к излишней нагрузке на материал.
Оставляйте минимум 12 мм от любого края. Больше, если позволяет толщина листа. Угловые отверстия вызывают проблемы, если вы все равно не планируете скруглять эти углы.
Охлаждающая жидкость помогает - поливать водой или даже периодически останавливаться, чтобы дать теплу рассеяться. Приварка расплавленного акрила к сверлам приводит к образованию разрывов-и неровным стенкам отверстия.
Термоформовка в домашних условиях
Вот где акрил доставляет настоящее удовольствие.
Материал предсказуемо размягчается при температуре 275–350 градусов по Фаренгейту в зависимости от типа и толщины. Тепловые пушки, ленточные нагреватели и даже тщательно контролируемые кухонные духовки (хотя официально я не могу этого рекомендовать) делают гибку и формовку доступными для проектов DIY.
Экструдированный акрил легче подвергается термоформованию из-за его более низкой температуры размягчения и большей гибкости. Литой акрил требует более высоких температур и большей точности, но после формирования лучше сохраняет детали.
Для простых изгибов: нагрейте узкую линию в месте сгиба, используя нагреватель ленты или направленный проход теплового пистолета. Местами материал становится эластичным-мягким, а остальная часть остается жесткой. Согните под нужным углом, используя форму или приспособление. Держите до остывания. Сделанный.
Для сложных кривых: равномерный нагрев в печи с последующим прессованием или вакуумной-формовкой в форме. Это требует реальных инструментов и практики. Ваши первые попытки будут выглядеть ужасно. Примите это.
Перегрев приводит к образованию пузырей и короблению. Недостаточный нагрев вызывает побеление под напряжением вдоль линий изгиба - тех мутных отметок, где полимерные цепи разделяются, а не скользят друг мимо друга. Ни то, ни другое невозможно восстановить, не начав заново с новым материалом.
Что все забывают об использовании на открытом воздухе
Технически акрил выдерживает воздействие наружного воздуха лучше, чем большинство пластиков. Существуют составы, устойчивые к ультрафиолетовому излучению-специально для использования в архитектуре и вывесках. Материал не разрушается так сильно, как поликарбонат или стандартный пластик, под воздействием солнечного света.
Но.
Происходит тепловое расширение. Акрил расширяется примерно на 0,00004 дюйма на дюйм на градус по Фаренгейту. Звучит крошечно. Рассчитайте, что происходит с панелью высотой 4 фута, испытывающей перепад температур на 100 градусов между зимой и летом. Просверленные вами монтажные отверстия становятся концентраторами напряжений, поскольку материал пытается сдвинуться с неподвижными крепежными элементами.
Увеличьте размеры всех монтажных отверстий. Используйте шайбы из неопрена или EPDM. Оставьте место для скольжения в рамках. Или смиритесь с тем, что ваша идеально жесткая установка сломается в течение двух сезонных циклов.
Кроме того, акрил, предназначенный для использования на открытом воздухе-, стоит дороже и доступен в меньшем количестве конфигураций, чем стандартные сорта для интерьера. Пакет УФ-стабилизации совместно-экструдируется в виде слоя, причем этот слой обращен наружу. Установите его задом наперед, и вы получите десять лет воздействия солнечных лучей на незащищенный материал, в то время как дорогая стабилизация бесполезно защищает вашу стену.
То, что я на самом деле покупаю
Прозрачный литой акрил, 1/8 дюйма, для большинства лазерных проектов. Chemcast и Acrylite работают стабильно.
Зеркальный акрил для легких декоративных целей, где настоящее стекло было бы излишним.
Черный экструдированный материал для проектных коробок и корпусов, где я режу пилами и не нуждаюсь в оптическом совершенстве.
Матовые листы для рассеивания светодиодов -, хотя, честно говоря, белый полупрозрачный акрил часто работает лучше, в зависимости от расстояния между светодиодами.
Используйте цвета, когда внешний вид имеет значение. Разница в прозрачности по сравнению с экструдированным действительно проявляется в насыщенных оттенках.
Не покупайте в строительных магазинах
Выбор ограничен, сотрудники редко отличают литье от прессованного, а наценка перед дистрибьюторами пластмасс близка к грабежу за сколько-нибудь серьезное количество.
Найдите местного поставщика пластмасс. В большинстве городских районов есть хотя бы один склад, на котором хранятся полные листы и предлагаются услуги по обрезке--размеров. Цены на аналогичный материал на 30-50% ниже розничных. Лучшее разнообразие. Сотрудники, которые действительно понимают, что продают.
Интернет-поставщики тоже работают - Acme, Piedmont, ePlastics и другие. Доставка толстого материала быстро становится дорогостоящей, поэтому, когда это возможно, имеет смысл воспользоваться местным самовывозом или региональными поставщиками.
Защитное оборудование во время изготовления не является обязательным. Защитные очки, пылезащитная маска для механической резки, вентиляция для лазерных работ. Акриловые частицы являются раздражителями, а побочные продукты сгорания — это не то, что вам нужно, независимо от того, насколько небольшим кажется проект.