Некоторые секреты по обработке оргстекла и пластиков

Соединение деталей из оргстекла

Способ соединения деталей изделия из оргстекла определяется такими конкретными факторами, как:

- вид деталей;
- место соединения;
- наиболее целесообразный вид крепления.

В основном, детали из оргстекла склеивают, хотя применяют и другие виды соединений (винты, заклепки). Преимущество клеевого соединения в художественном изделии из прозрачного оргстекла заключается в том, что в этом случае отсутствуют крепящие элементы, не всегда украшающие внешний вид изделия. Да и по прочности клеевые соединения не уступают самому оргстеклу.

По принципу действия различают два типа клея.

К первому типу относят клеи, не растворяющие материал склеиваемых деталей. Впитываясь в поры и шероховатости поверхностей соединяемых деталей, клей образует промежуточный слой, который, высыхая, и осуществляет сцепление поверхностей. Отсюда, чем больше пористость и шероховатость склеиваемых поверхностей, тем крепче сцепление. В данном случае прочность соединения не определяется прочностью материала деталей, а обычно зависит только от прочности клея. Но клеями такого типа соединять детали из" оргстекла бессмысленно, поскольку поверхность оргстекла не имеет пор, сколы его гладки, поэтому частицам клея просто не за что "зацепиться".

Ко второму типу относятся клеи, которые растворяют материал склеиваемых деталей, в результате молекулы материала, взаимно диффундируя из одной детали в другую, образуют монолитный шов. Здесь детали склеиваются в результате сцепления молекул. Шов в данном случае получается незаметным, а по мере испарения растворителя соединение приобретает прочность материала склеенных деталей. Подобное клеевое соединение можно назвать, холодной сваркой.

Растворителями оргстекла являются дихлорэтан, ледяная уксусная кислота, метиловый (древесный) спирт, муравьиная кислота и некоторые другие жидкости. Наилучшими растворителями-клеями для оргстекла считают дихлорэтан и безводную ледяную кислоту. Ледяной уксусную кислоту высокой концентрации химики называют, видимо, по той причине, что при низкой, даже плюсовой температуре, в жидкости начинают вырастать красивые ледяные кристаллы.

Применение дихлорэтана или ледяной кислоты в качестве клея имеет свои плюсы и минусы.

Дихлорэтан способен быстро растворять оргстекло, что значительно сокращает процесс склеивания. Однако он так быстро испаряется, что не всегда успевает растворить пластик. Но основной недостаток этого химиката в том, что его перевели в компа-' нию "ОВ" (отравляющих веществ), и из распространенного еще недавно растворителя для мойки деталей машин и чистки одежды, он превратился в дорогой дефицит.

Ледяная кислота испаряется сравнительно медленно, что позволяет ей растворять оргстекло на достаточную глубину. Поэтому ею удобно склеивать детали с большой площадью соприкосновения. Ледяная кислота ядовита, но к "ОВ" не относится. В продажу она поступает в виде уксусной эссенции крепостью 30-70%.

Склеивать оргстекло можно и чистыми растворителями, но, чтобы замедлить их испарение, лучше из растворителей сделать клей, добавив в них стружку или порошок оргстекла. Для получения порошка достаточно приложить к вращающемуся кругу наждачного камня обрезок оргстекла, предварительно подстелив под наждак газету. Обычно на 100 г растворителя достаточно 3-5 г порошка. Но здесь возможны варианты. Например, если клей в стык деталей подавать пипеткой, то делают его пожиже, чтобы клею было легче заполнить промежуток между деталями. В других случаях клей требуется погуще, особенно если детали клеят методом накладки, а также в случаях, когда не достигнуто плотное сопряжение деталей.

Обычно такой клей готовят "на глазок". В пузырек с растворителем помещают щепотку крупинок оргстекла. Смесь встряхивают до тех пор, пока в дихлорэтане (ледяной кислоте) не растворится последняя - крупинка. На это уходит 20-30 минут (время зависит от размеров крупинок). Если раствор получился жидковатым, добавляют в него крупинки, если густоватым — растворитель.

Когда не удается достать ледяную кислоту, то и пищевая 70%-ная уксусная эссенция сойдет. Клеить ею можно, но соблюдая определенную технологию. Не пытайтесь в эссенции растворять стружки оргстекла* ничего не выйдет. Стружки не растворятся, а только набухнут. Не растворяются они потому, что в эссенции содержится около 30% воды, с которой оргстекло не реагирует. От капли воды, нечаянно попавшей в раствор ледяной кислоты с оргстеклом, клей моментально свертывается.

Чтобы клеить пищевой уксусной эссенцией, следует обеспечить точную подгонку сопрягаемых деталей, дабы исключить вероятность образования пустот в шве при склейке, так как из этих пустот невозможно будет удалить воду, оставшуюся после высыхания шва. Понятно, чем меньше поперечное сечение шва, тем легче подгонять детали и тем меньше вероятность образования пустот.

Процесс склеивания уксусной эссенцией происходит следующим образом. После сборки и закрепления в нужном положении сопрягаемых деталей в шов пипеткой подается уксусная эссенция, которая смачивает поверхности шва. Чем точнее подгонка деталей, тем лучше эти поверхности смачиваются. Уксусная пищевая эссенция не растворяет оргстекло, а только размягчает его поверхностный слой, в результате чего начинается взаимная диффузия молекул, а вода начинает испаряться. По мере испарения воды уксусная эссенция подается в шов еще 2-3 раза. Через сутки шов набирает достаточную прочность.

А теперь рассмотрим приемы склейки изделий из оргстекла. Чаще всего эти изделия являются конструкциями ящичного или коробочного типа, в которых много торцевых соединений. Тонкие листы оргстекла без дополнительного крепления весьма трудно удержать в вертикальном положении при склейке. Поэтому приходится с помощью различных ухищрений обеспечивать им необходимое положение, а также пригружать их, добиваясь плотной стыковки склеиваемых деталей.

Так приклеивают боковые стенки ящика
1 — вспомогательная планка; 2 — угольник; 3 — пипетка.

На рисунке показаны некоторые технологические приемы крепления и склейки изделий ящичного типа.

Так, чтобы дно ящика не ерзало по столу (верстаку), оно фиксируется грузом, в качестве которого подойдет любой предмет, подсказанный вашей фантазией. Лишь бы он при малых габаритах был достаточно тяжелым. Это могут быть гири, утюги, молотки, кирпичи и т.д. Чтобы удержать боковую стенку в вертикальном положении и придавить ее ко дну, на нее кладут вспомогательную планку 7, а на планку - груз (например, чашку с компотом). В качестве второй опоры для планки подойдет любой предмет, подходящий по высоте. В данном случае использованы книги. Для вспомогательной планки легко подобрать подходящие обрезки ДВП, фанеры, досок, оргстекла и других материалов. Ширина планки не обязательно должна соответствовать длине листа оргстекла. Лишь бы на планке уместился груз. С помощью угольника 2 обеспечивается вертикальность стенки.

Закончив установку деталей, пипеткой 3 подаем в стык между деталями клей. 30-40 минут достаточно, чтобы клеевой шов схватился. Теперь принимаемся за вторую боковую стенку б. Здесь роль вспомогательной книжной опоры выполняет приклеенная первая боковая стенка ящика. Положение второй стенки выверяют угольником, после чего стык заполняют клеем.

После достаточного набора прочности клеевых швов "по месту" нужно вырезать и подогнать торцевые стенки.

Установив стенки в нужном положении, на ящик наденьте кольца из резины (поближе к торцам ящика). Клей закапайте сверху в вертикальные стыки, причем по мере стекания его ко дну ящик поворачивайте так, чтобы клей проник и в донный шов. Слегка временно деформируя (перекашивая) стенки ящика, добейтесь полного заполнения клеем шва по всему его периметру. Учтите, что оставшиеся пустоты ослабляют прочность шва и портят изделия — особенно, если оно из прозрачного оргстекла.

Если требуется наклеить на заготовку (подложку) из оргстекла "украшающую" деталь, то поступают следующим образом. Накладываемую деталь смазывают снизу клеем, после чего пинцетом укладывают в нужное место. Кончиком пинцета положение детали слегка подправляют (если это необходимо) и осторожно прижимают к заготовке, чтобы выдавить из-под детали излишки клея и пузырьки воздуха.

Для качественного выполнения подобной работы желательны крепкие руки и хороший глазомер. Если это не так, то подобным методом наклейки лучше не заниматься. Ведь поставленная не на место деталь, которую потом еще придется передвигать в нужное место, оставит клеевой след на поверхности подложки, который уже ничем не удалить.

Наиболее надежным способом наклейки узких деталей считается следующий. Приклеиваемую деталь устанавливают на положенное ей место, прижимают скобой, после чего пипеткой под деталь вводят клей. Если приклеиваемая деталь достаточно длинная, устанавливают несколько скоб.

Но способ этот не всегда возможен. Обратите внимание на деталь этого же рисунка — "рюмка со змеей". Ее наверняка придется приклеивать так, как показано на предыдущем рисунке, поскольку приклеиваемая поверхность "чаши" сравнительно большая и клей самопроизвольно под нее не затечет. Следовательно, эту деталь придется предварительно покрыть слоем клея, а потом наложить на подложку.

На следующих рисунках показаны еще несколько способов крепления деталей при склейке.

Это так называемое "тавровое" соединение деталей. Прижим и фиксация детали в вертикальном положении осуществляется с помощью резиновых колец 1. Легче всего их делать из автомотокамер, листовой резины или, на худой конец, из резинок для трусов. Число таких колец при установке не ограничено и зависит от их сжимающей способности и длины приклеиваемой детали. После фиксации "вертикальность" детали проверяется угольником 2. Клей в стык обычно вводят с обеих сторон пипеткой.

Следующие способы сжатия склеиваемых деталей настолько просты, что в комментариях не нуждаются.

А вот на склейке деталей встык следует остановиться. Особенность этой операции в том, что в месте склеиваемого шва детали не соприкасаются с основанием, например, со столом, на котором лежат детали. В противном случае клей из шва проникает под детали и может испортить их нижние стороны. Поэтому под детали подкладывают подложки из какого-либо материала (картона, ДВП, оргстекла), чтобы приподнять место стыка над опорой. Между подложками, разумеется, следует предусмотреть 20-30-миллиметровый зазор.

О других способах крепления деталей при склеивании и более подробно о самом склеивании будет рассказано ниже при описании изготовления из оргстекла конкретных изделий.

Источник: http://umelyeruki.ru
http://patlah.ru

Содержание

© "Энциклопедия Технологий и Методик" Патлах В.В. 1993-2007 гг.