Некоторые секреты по обработке оргстекла и пластиков

Инструмент для обработки оргстекла

Для обработки оргстекла пригодны практически все виды инструментов "по металлу". Правда, к ним надо добавить еще несколько инструментов и приспособлений, которые придется изготовить самому. Число их невелико и все они просты в изготовлении.

Обязательно нужна, например, терка большая, которая представляет из себя доску, оклеенную с обеих сторон кусками наждачной шкурки 1. Желательно, чтобы с одной стороны была наклеена мелкая шкурка, а с другой — более грубая.

Данная терка предназначена для придания "прямолинейности" склеиваемым граням прямоугольных деталей. Здесь обрабатываемую деталь просто трут нужной гранью о поверхность терки. В основном на этой терке "шлифуют" длинномерные детали.

Теркой малой удобно доводить до ума мелкие детали. В этом случае деревянный брусок просто обертывают наждачной шкуркой 2, края которой крепят на боковой узкой грани бруска гвоздиками 1.

Желательно иметь целый набор малых терок со шкурками различной зернистости. Например, часто нужна терка цилиндрическая, состоящая из деревянного кругляша, обернутого шкуркой. Она предназначена для обработки стенок отверстий и других криволинейных поверхностей.

Для шлифовки и полировки поверхностей с малыми радиусами кривизны можно использовать своеобразные "боры". Один конец небольшого отрезка проволоки обклеивается полоской наждачной шкурки (для шлифовки) или кусочком ворсистой ткани (для полировки), а другой конец стержня вставляется в патрон дрели или токарного станочка. Полоски шкурки (ткани) можно закреплять клеем "Момент".

Обязательно понадобится резак для прямолинейной резки листового оргстекла и дюралюминия. Делается он обычно из полотна ножовки по металлу. Тонкие листы материала достаточно "прочертить" резаком по линейке 3-4 раза, после чего они легко разламываются. При резке листов толщиной более 4 мм на листе прорезают канавки с обеих его сторон. Суммарная глубина прореза должна быть не менее 7, толщины листа оргстекла. Если сечению режущей части резака придать клиновидную форму, как у лезвия ножа, то им удается резать листы дюралюминия толщиной до 2 мм.

Для временной фиксации деталей при склейке их необходимо чем-то удержать на положенном им месте подложки. Для этого применяются скобы из полосок дюралюминия или латуни толщиной 1-1,5 мм. Чтобы скоба не скользила по оргстеклу и не царапала его, на нижнюю губку скобы наклеивается полоска ткани.

Для нанесения клея на детали обычно используют плоские художественные кисточки. Для ввода клея в шов, например, при соединении деталей встык, удобнее всего пипетки 1 с длинными трубочками-носиками небольшого диаметра. Как нельзя лучше для этого годятся баллончики 2 от глазных капель и медицинские иглы от шприцов. Кстати, в раструб на конце иглы хорошо и плотно входит хоботок от такого баллончика. Необходимо только конец иглы переточить на конус.

Очень длинные и тонкие иглы встречаются редко, а обычными не всегда достанешь до шва. Эту проблему можно снять, специально изготовив длинную пипетку из стеклянного рейсфедера 3 и маленькой резиновой медицинской груши 4.

Горячим способом можно вытягивать у обычных стеклянных трубочек, рейсфедеров или глазных пипеток хоботки-носики любого диаметра (меньше исходного, конечно).

В пламени газовой горелки раскалите докрасна концы стеклянной трубки и отрезка проволоки. Когда стекло начнет плавиться и станет липким, прикоснитесь разогретым концом проволоки к концу стеклянной трубки, чтобы они прилипли друг к другу. Далее осторожно разведите трубку и проволоку в разные стороны, продолжая подогревать стекло. В результате трубку удается вытянуть в тонкую нить, при этом утонченная трубка остается трубкой, сохраняя отверстие. В разогретом виде хоботку можно придать нужную форму, после чего его часть, прилипшую к проволоке, обломить. Чем меньше диаметр конца трубки пипетки, тем ближе можно приблизить его к шву, тем меньше прольется клея на околошовную площадь, тем чище и аккуратней получится клеевой шов.

Надо помнить, что следы от подтеков клея вокруг приклеенной детали удалить очень трудно, а иногда и невозможно. Но если уж случилась эта оплошность, капли клея следует немедленно убрать либо кусочком ваты, навернутой на конец спички, либо щепочкой, смоченной чистым растворителем. Убирают подтек одним мазком, причем без особого нажима. Ни в коем случае не повторяют мазок, так как легко нарушить размягченный подтеком поверхностный слой оргстекла неокончательно испортить изделие. Повторный мазок разрешается делать только после высыхания поверхности оргстекла.

Следующий инструмент, который обязательно пригодится при работе с оргстеклом — пилка-резак. Делают его из шлицовки по металлу. Наверняка, подобная пилка со сменным лезвием есть у каждого домашнего мастера. Если конец полотна шлицовки заточить, как показано на рисунке, то и получится пилка-резак.

Пилка хороша тем, что полотно у нее тоньше, чем у ножовок другого типа, а потому резать ею будет легче, рез станет уже, время резки будет меньше, возможный скол получится аккуратней.

Шлифовка и полировка — завершающие операции обработки деталей из оргстекла. Выполняют эти операции на шлифовальных и полировальных кругах.

Полировальные круги
а — войлочный; б — матерчатый; в — наждачный;
1 — нитяной шов; 2 — войлок; 3 — наждачная шкурка; 4 — диск из ДВП; 5 — слои материи.

Сделать полировальный круг (например, из войлока) достаточно просто.

Нарезают из обычного войлока несколько кругов-заготовок требуемого диаметра и скрепляют их нитками в один круг. Для придания рабочему кругу монолитности и жесткости круги-заготовки сшивают нитками, как по окружностям, так и по радиусам. Толщина и диаметр рабочего круга зависят от мощности двигателя и от высоты расположения оси двигателя над его основанием. Например, мощность двигателя 800 Вт, частота вращения вала 420 об/мин, расстояние от вала до основания 95 мм. Понятно, что диаметр круга здесь не может быть больше 180 мм, хотя если приподнять двигатель над столом, укрепив его на подставке, позволительно увеличить и диаметр круга. Так можно делать при установке на вал двигателя шлифовального круга, представляющего собой диск из ДВП, на обе боковые стороны которого наклеена наждачная шкурка в. Подобными кругами удобно производить доводку поверхностей деталей под полировку, последовательно меняя круги с большей зернистостью наждачной бумаги на круги со шкуркой с меньшей зернистостью. На таких кругах очень легко "производить" порошок для изготовления клея для оргстекла. И особенно удобно на них сводить (стачивать) края деталей "на нет".

Если войлочными широкими кругами удобно полировать открытые ровные поверхности большой площади, то "холмистую" поверхность с мелкими впадинами этими кругами не отполируешь. Вот для таких "холмистых" поверхностей делаются тонкие круги с мягкой начинкой из хлопчатобумажных тканей или фетра.

Несколько слоев подобного материала зажимаются между двумя дисками из ДВП, причем мягкая начинка выступает за края дисков на 20-30 мм. Понятно, что выступающая бахромчатая мягкая часть такого круга при его вращении изгибается и проникает в неровности и впадины с малым радиусом кривизны, полируя всю поверхность. Диски из ДВП и материал, находящийся между дисками начинки, скрепляют (сшивают) нитками, а то и склеивают.

Не запрещается соединять диски и начинку металлическими скобками из тонкой проволоки.

Теперь осталось рассказать о самом интересном инструменте, который необходим для вырезания из листов оргстекла деталей криволинейной формы. Известно, что без принудительного охлаждения лобзики (ручные и механические) для резки оргстекла практически не годятся. Дело в том, что, как уже говорилось, пластмасса при резке нагревается, плавится, в результате пилка лобзика либо вязнет в размягченной пластмассе, либо ломается. А при остановке пилка намертво схватывается вязким расплавом. С помощью лобзика тоже трудно осуществлять повороты, поскольку пилка не слушается мастера. Уменьшишь частоту возвратно-поступательных движений пилки — и через 20 минут заснешь за этой тягостной работой.

Но оргстекло можно резать не пилкой, а горячей проволокой! Включил кусок нихромовой проволоки от нагревательной спирали утюга в электросеть и отрезаешь покрасневшей струной кусочки листового оргстекла. Процесс, правда, идет с дымом и пламенем, но это издержки производства. При небольшом усердии можно усовершенствовать технологию термического резания оргстекла, сделав прибор для термического раскроя оргстекла.

И по конструкции, и по электросхеме он не сложнее электроплитки.

Прибор для термического раскроя оргстекла

Из досок толщиной 20 мм собирают на шипах П-образную рамку. Так как стойки рамки испытывают "стягивающие нагрузки", крепление стоек к основанию должно быть очень надежным, поэтому шиповое соединение вяжут на клею (столярном, казеиновом, но лучше на ПВА).

В верхнюю часть одной из стоек врезают колок от какого-либо музыкального инструмента (гитары, балалайки, мандолины). Сверху другой стойки ввинчивают контактную шпильку М5 с радиальным отверстием диаметром 1-2 мм, расположенным посередине стержня. Шпильку желательно выточить из цветного металла (латуни, бронзы, меди), обладающего хорошей электропроводностью. Но сойдет и шпилька из железа. Для шпильки в стойке сверлят отверстие диаметром 4 мм, в которое на клею и ввинчивают шпильку (почти до радиального отверстия).

Разрез шпильки
1 — гайка-колпачок из эбонита; 2 — шпилька; 3 — шайбы; 4 — проводка скрытая.

Далее на шпильку надевают шайбу (отверстие должно быть как раз над шайбой). В отверстие вставляют конец струны нагревательного элемента, на шпильку надевают еще одну шайбу, а сверху закручивают гайку. Можно поставить обыкновенную металлическую гайку, гайку-барашек или самодельную гайку из электроизоляционного эбонита.

На любой из стоек рамки с ее внешней стороны устанавливают электророзетку. По внутренней или внешней стороне рамки прорезают ножом канавки от контактов розетки до колка и шпильки. Провода утапливают в канавках и фиксируют клеем или гипсом. Конец одного провода припаивают к нижней шайбе на шпильке, другого — к корпусу колка. После заделки проводов можно оклеить раму дубовым шпоном, отшлифовать и покрыть лаком.

Для повышения прочности рамы лучше усилить ее четырьмя металлическими уголками. По осевой линии на обеих стойках рамы нужно просверлить шесть отверстий диаметром 6 мм (о назначении отверстий — чуть ниже).

Для нагревательного элемента подбирается нихромовая проволока диаметром 0,5 мм (из такой проволоки делают электрические спирали для утюгов или электроплиток). Принцип работы прибора прост. К отрезку струны из нихрома подводят напряжение (12 В), струна нагревается и приобретает способность резать оргстекло.

Для нагревательной струны подойдет и тонкая, и толстая проволока — резать будут обе. Но тонкая струна, нагретая докрасна, при резке детали растянется и оборвется, если ее подтянуть колком. Толстая струна режет хорошо, но от неё много дыма, жара, и она оставляет за собой слишком широкий разрез. Кроме того, толстой струной оргстекло прогревается на большую глубину, в результате чего тонкие детали размягчаются и деформируются. После многочисленных проб выяснилось, что нихромовая проволока диаметром 0,5 мм является самой подходящей. Конечно, подойдет проволока диаметром 0,45 и 0,55 мм. А вообще-то все характеристики прибора зависят от источника электропитания, то есть от напряжения, которое он обеспечивает. Хорошей режущей способностью обладает такая струна, которая при нагреве до температуры около 400 °С достаточно упруга и устойчива. Ведь ослабленная струна не подчинится движению руки, указывающей ей направление реза, поэтому будет резать оргстекло, как ей вздумается.

Понятно, целиком спираль от утюга или электроплитки для наших целей не подойдет. Да, спираль в том же утюге занимает мало места, причем нагревается от напряжения 220 В, то есть от сети, и для нее не нужен понижающий трансформатор. Но если спираль растянуть, получится проволока длиной 6-12 м. Да к тому же и нагреваться докрасна она не будет, так как мы лишили ее витков, которые аккумулировали теплоту. Не даже если натянутую проволоку и нагреть до 400 °С, она провиснет под действием собственной тяжести. Короче, нам нужна короткая проволока, сохраняющая упругость при нагреве. Чтобы такую проволоку нагреть от домашней сети, понадобится трансформатор.

В конструкции прибора все размеры и параметры зависят от трансформатора. Длину струны следует определять опытным путем. Если привести здесь все расчетные электрические параметры, а также конструктивные размеры, то вы легко соберете прибор, но работать он не будет. Разные показатели трансформаторов, неодинаковые свойства проволоки из нихрома, словом, наш привычный российский разброс безалаберных допусков при изготовлении электроматериалов приводят к тому, что в ГОСТированной продукции не найдем двух одинаковых приборов-близнецов.

Это похоже на ситуацию, когда вы вдруг решили сварить щи по рецепту из кулинарной книги. Поверьте, вы закончите тем, что последней специей, добавленной в щи, будет сама кулинарная книга, а вас хватит нервный тик. Поэтому, прежде чем собирать прибор, надо отработать электросхему методом расчета и проб.

Работают на этом приборе следующим образом. Контур рисунка наносят на лист оргстекла с помощью шаблона, вырезанного из жести от консервной банки. Сначала на листе бумаги прорисовывают контур рисунка и через копирку переносят этот контур на жесть. Далее шаблон накладывают на лист оргстекла и очерчивают острой иглой. На темных пластиках остается хорошо видимый белый след. На светлых пластиках с прозрачной и глухой молочной окраской царапины иглы плохо заметны, и чтобы проявить их, надо опустить палец в мокрую землю цветочного горшка и протереть им царапины, которые тотчас же станут видимыми.

После этого прибор включают в сеть. Если какая-то часть контура рисунка находится у края листа, с нее и начинают прожигание. Лист оргстекла слегка прижимают к "покрасневшей" струне в месте наименьшего расстояния до контура, после чего плавно и равномерно перемещают лист вдоль струны в ту и другую стороны. Надо контролировать натяг струны, следя за тем, чтобы она все время оставалась упругой. Цвет накала нихромовой проволоки на дневном свету — темно-красный, что приблизительно соответствует температуре +400°С. Лист оргстекла вдоль проволоки перемещают по той причине, что при постоянном контакте листа со струной в одном месте, струна в этом месте остывает и резание прекращается. А когда лист перемещается по струне, остывший участок нагревается вновь. При резании плавлением оргстекло безусловно пригорает, и выделяется, хотя и в небольшом количестве, ядовитый газ. Но если деталей много, то все равно надышишься газом вдоволь. Поэтому работают с прибором на столе у открытого окна и только тогда, когда под действием тяги воздух перемещается из комнаты на улицу (или создают искусственную тягу в нужном направлении вентилятором). У вырезанных деталей удаляют все лишнее с помощью напильников, наждачных кругов, надфилей, а также нагретыми стержнями (в труднодоступных местах). Чистовую обработку перед полировкой осуществляют осколками оконного стекла. После этого деталь полируют.

Со временем, конечно, струна в результате нагрузок и нагрева растягивается, сечение ее уменьшается, и однажды, в самый неподходящий момент, она обрывается. Чтобы уменьшить расход нихромовой проволоки и не выбрасывать сразу два обрывка, лучше заправлять в прибор не отрезок струны, а конечную часть мотка проволоки. При пережоге струны обрывок выбрасывают, а конец проволоки подтягивают с мотка к освободившемуся контакту.

Навык работы на этом приборе не дается сразу, но со временем струна начнет идти по контуру рисунка, как по маслу. Струна режет оргстекло любой толщины, но, конечно, с различными скоростями. Возможности прибора этим не ограничиваются. С его помощью из толстых листов пено- и поропластов не очень сложно получить тонкие листы, как это показано на рисунке.

Резка пено- и поропластов
Н — толщина вырезаемого листа; 1 — съемная доска; 2 — доска со стойками; 3 — прибор.

Для такой работы прибор устанавливают на доску со стойками. Чтобы он не перемещался по доске, его изнутри пригружают любым грузом (на рисунке груз этот не виден). В качестве стоек можно употребить кирпичи, стопки книг и других вещей. На стойки укладывают съемную доску, чтобы расстояние Н от ее верхней поверхности до режущей струны соответствовало толщине требуемого листа. Включив прибор, толстый лист пенопласта кладут на доску и легонько, без особых усилий надвигают его на струну, которая легко и быстро лист разрезает.

Ну, а если вам вдруг понадобятся поролоновые кольца для малярного валика? Нет проблем. Прибор поможет и здесь.

Сначала из листа поролона ножом или ножницами нарезают заготовки — прямоугольные куски 2. Заточенным обрезком трубы в заготовках прорезают или прожигают отверстия диаметром чуть меньше диаметра валика, чтобы кольца лучше сцеплялись с поверхностью валика 1. Кольца (бублики с дырками) нанизывают на валик, который затем вставляют в раму прибора и насаживают на вороток 3, для которого в стойках рамы и приготовлены отверстия диаметром 6 мм. Вороток в отверстии валика должен держаться плотно, чтобы при вращении воротка вращался и валик.

Производство отверстий
а — прорезанием; б — прожиганием.

Дальнейшие действия очевидны. Прибор включают в сеть (через трансформатор, понятно), а после нагрева струны начинают вращать валик, в результате чего горячая струна срезает все лишнее, придавая нанизанным на валик прямоугольникам из поролона цилиндрическую форму. Диаметр колец зависит от расстояния, на котором отверстия в стойках рамы прибора отстоят от струны.

Изготовление поролоновых колец для малярного валика
1 — валик деревянный; 2 — заготовка из поролона; 3 — проволока из нихрома; 4 — вороток.

Теперь тем, у кого есть возможность достать гибкий вал от зубных бормашинок, хочу предложить нехитрый чертеж бормашинки, которую вполне по силам изготовить в домашних условиях. Конечно, бормашинка — это не столь необходимый инструмент при работе с оргстеклом, но все же лучше ее иметь. Ведь ее наконечником с зажатой фрезой гораздо удобнее манипулировать при обработке мелких деталей, чем неуклюжей дрелью, так как наконечник бормашинки укреплен на гибком валу. К тому же домашнему мастеру часто требуются тонкие сверла диаметром от 0,2 до 1 мм, которые не всем под силу достать, особенно "далеко от Москвы". А зубоврачебные фрезы-боры обычно легко купить в любом магазине "Медтехника" или выклянчить у врача "отработанные". Вот эти фрезы в какой-то мере способны заменить тонкие сверла при формировании неглубоких отверстий.

С помощью фрез удаются также гравировальные работы, например, рельефные надписи. Для обработки мелких деталей незаменимы фрезы с абразивными головками и наждачными дисками. А если вместо наждачного диска поставить алюминиевый или латунный диск с острыми краями, то дарственные и другие надписи на металле, стекле, фарфоре не станут для вас проблемой.

Кстати, для "пишущего" диска подойдет монета 5 - 10-копеечного достоинства с предварительно заостренным обрезом (гуртом). Сейчас достать моторчик и гибкий вал не проблема. Не сложно купить и готовую бормашинку. Но ведь недаром у домашних мастеров главный девиз в их работе: "Сделай сам!". Сделать бормашинку самому — одно удовольствие. Да и детали сборки "со свалки" обойдутся дешевле.

Образец бормашинки, "слепленной из того, что было".

Механизм, ее смонтирован на основании из 10-миллиметровой финской фанеры. Крышка — кожух этого механизма надет на стержень, укрепленный в основании, и прижат к основанию гайкой. У крышки на боковых стенках предусмотрены вентиляционные отверстия, сами стенки сделаны из 3-миллиметровой фанеры. Крышку можно выполнить из картона или оргстекла.

Сборка бормашинки производится следующим образом.

Конструкция ее весьма проста, так что дополнительных разъяснений здесь не требуется. Заметим лишь то, что для привода подойдет любой электромоторчик мощностью 25-50 Вт с частотой вращения 2500-3000 об/мин на 127 или 220 В. Пассик вырезан из камеры большого колеса трактора "Беларусь". Некоторые трудности возникают при изготовлении шкивов, которые требуют токарной обработки. Их можно сделать и вручную из картона или оргстекла, но работа эта весьма кропотливая, а изделия получатся не сбалансированными. Здесь лучше "поклониться" токарю.

Конструкция самодельной бормашины

Крыльчатку для принудительной вентиляции привода вырежьте из консервной жести и соедините ее с ведущим шкивом алюминиевыми заклепками.

Разметить лопасти на заготовке-круге очень просто. Сначала круг по главным осям делим на 4 части, потом — на 8 и 16 частей. Края лопастей по окружности слегка закругляют и, чтобы лопасти не задевали за пассик, отгибают на 2-5°, а сами лопасти для создания потока воздуха разворачивают относительно боковой плоскости шкива на 15-20°. Для создания баланса на ступицах шкивов лучше предусмотреть не один стопорный винт, а два одинаковых винта М4 друг напротив друга.

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

Содержание

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