Полиметилметакрилат-PMMA за химиците, „тази пластмасова материя“ за всички останали-пропуска приблизително 92% от видимата светлина, като същевременно тежи половината от стъклото. Материалът разби предположенията за това какво могат да постигнат прозрачните повърхности много преди да започне да разбива очакванията в работилниците по целия свят. Но да го изрежете чисто? Тук нещата стават интересни. И под интересно имам предвид разочароващо, докато не разберете какво всъщност се случва на молекулярно ниво, когато острието срещне пластмаса.
Двата акрила, за които никой не ви казва
Ето какво ми се иска някой да беше обяснил, преди да съм съсипал материал на стойност $80 за един следобед.
Лятият акрил и екструдираният акрил изглеждат идентични. Абсолютно идентични. Същата яснота, същото тегло, същото всичко-докато не опитате да ги отрежете. Тогава разликите стават болезнено очевидни.
Отлетият акрил се образува, когато течен мономер се излее между стъклени плочи и бавно полимеризира. Отнема време. Създава по-плътна молекулярна структура. По-висока точка на топене. Машини красиво.
Екструдиран акрил? Полимерни пелети, избутани през нагрети ролки в непрекъснат процес. По-бързо производство. По-евтино. По-последователен в размерите. Но бързото охлаждане по време на екструдирането създава вътрешни напрежения, които го правят податлив на напукване. И ето частта, която ми коства един следобед: екструдираният акрил има тенденция да се топи и да се слепва върху режещите инструменти, вместо да произвежда чисти стружки.
Издайническият знак? Хартиеното маскиране обикновено означава отливка. Маскирането с пластмасово фолио често показва екструдиране. Не винаги, но достатъчно често, за да бъдат полезни.
Специално за лазерна работа, лятият акрил създава онзи чист пламък-полиран ръб, който всеки иска. Екструдираните листа се напукват и понякога имат слабо сиво обезцветяване. За механични{3}}триони, фрези-отливат чисто акрилните стружки. Екструдираният може да се завари обратно зад острието, ако се движите твърде бавно.
Един производител, с когото говорих, отказва повече да складира екструдиран. „Не си струва оплакванията на клиентите“, каза той. Може би крайно. Но разбирам.
Точкуване: Методът, който всички подценяват
Точкуването работи. Всъщност работи. На листове до около 5 мм (приблизително 3/16 инча) остър нож за рязане и малко търпение ще превъзхождат електрическите инструменти за прави срезове.
Техниката е много проста на теория. Маркирайте вашата линия. Затегнете метална линейка по него. Прокарайте инструмент за рязане с карбиден-накрайник или тежък универсален нож по ръба-не веднъж, не два пъти, а десет до петнадесет минавания с постоянен умерен натиск. Вие създавате канал, който концентрира стреса, а не прорязва.
Обърнете листа. Нарежете задната страна по същата линия. Още десет пропуска.
Позиционирайте отбелязаната линия над ръба на маса или работна маса. Затегнете здраво. Приложете рязък натиск надолу към надвисналата част.
Листът щрака по протежение на партитурата със задоволително пукане. Чист ръб. Без топене. Няма летящи чипове. Не се изисква защита за ушите.
Набрах може би четиридесет листа, преди да разбера единствения детайл, който разделя добрите резултати от отличните: дълбочината на канала трябва да достигне приблизително една-трета от дебелината на листа, преди да опитате да щракнете. По-малко от това и получавате назъбени прекъсвания, които се отклоняват от линията. Пукнатината се разпространява през останалия материал, но само ако първо сте отслабили достатъчно от него.
Ограничаващият фактор са кривите. Точкуването не може да ги направи. Добре-меките извивки са технически възможни, ако сте изключително търпеливи, но всичко, което е по-стегнато от радиуса на чинията за вечеря, се нуждае от различен подход.
Електрически триони: където всичко се обърква
Нека ви спестя кривата на учене, която изтърпях.
Първият път, когато прокарах акрил през настолен трион, използвах стандартен твърдосплавен{0}}дървен нож с връх. 24 зъби. Акрилът се пръсна на около четири инча в разреза. Парчета навсякъде. Един ме хвана в предмишницата-нищо сериозно, но достатъчно, за да ме накара да преразгледам житейските си избори.
Вторият път преминах към по-фини ножове. 60 зъби. по-добре. Но ръбовете излязоха груби и леко разтопени, с онзи характерен белезникав стрес-лудост, който крещи „аматьорски час“.
На третия път най-накрая прочетох действителните спецификации, вместо да гадая.
Какво работи: остриета с 60 до 80 зъба за 10-инча диаметър, предназначени за пластмаси или-цветни метали. Геометрията на зъба има значение – моделите с тройно шлифоване на стружки (TCG) или алтернативно горно скосяване (ATB) се представят най-добре. Искате зъби, които режат, а не стържат. Отрицателните ъгли на куката помагат за предотвратяване на агресивното захапване, което причинява начупване.
Скоростта на захранване обърква хората. Интуицията казва, че по-бавно е равно на по-безопасно. погрешно Твърде бавното генерира топлина от триене, която разтапя пластмасата. Твърде бързото причинява начупване и може да напука листа. Сладкото място зависи от размера на острието и дебелината на листа, но като цяло искате стабилно, умишлено движение-а не пълзене, а не препускане.
Подкрепете правилно материала. Акрилът се огъва и неподдържаните секции могат да вибрират срещу острието, причинявайки следи от тракане или директни счупвания. Жертвена дъска отдолу елиминира олющването на долния-ръб.
И за любовта на всичко, което е ясно и красиво: оставете защитната маска включена, докато режете. Предотвратява повърхностни драскотини и намалява шанса чиповете да се стопят обратно върху повърхността.
Въпросът за мозайката
Хората постоянно питат за прободните триони.
Да, прободните триони режат акрил. Те всъщност са една от по-добрите опции за извити срезове, когато нямате достъп до CNC или лазерно оборудване. Но границата за грешка е малка.
Изборът на нож е по-важен тук, отколкото при всеки друг инструмент. Стандартните дървени остриета са бедствие, което чака да се случи-зъбите са твърде агресивни, разстоянието е твърде широко. Имате нужда от остриета с фини{3}}зъбци, подходящи за рязане на метал или пластмаса. Някои производители правят акрилни-остриета; те си струва да се търсят. Потърсете поне 10 зъба на инч, за предпочитане повече. Един форум, на който вярвам, препоръчва 10 TPI като минимум за всичко с дебелина под 3/8 инча.
Регулирането на скоростта не-подлежи на обсъждане. Повечето прободни триони имат регулиране на скоростта. Намалете го. Доста надолу. Ако минималната настройка на вашия трион все още причинява топене, може да се нуждаете от изцяло различен инструмент.
Настройката за орбитално действие-, която някои прободни триони използват за по-бързо рязане на дърво-, трябва да бъде напълно деактивирана. Това движение нагоре-и-надолу огъва акрила, създавайки счупвания от напрежение, които може да не се появят до дни по-късно. Питай ме откъде знам.
Затегнете всичко. За разлика от дървото, акрилът иска да отскача и вибрира с действието на острието. Скобите с гумено покритие, непосредствено до линията на рязане, минимизират това. Някои хора поставят изолационна плоча от пяна под листа за допълнително овлажняване.
Един трик, който взех от производител на знаци: първо прокарайте острието срещу акрила без включен двигател. Усетете всяко трептене или огъване. Регулирайте затягането си, докато материалът се почувства абсолютно твърд. След това изрежете.
Циркулярни триони
Работи добре. Същите изисквания за острието като за настолни триони-фини зъби, пластмаса-с класификация, правилна геометрия.
Предизвикателството е контролът. Ръчните циркулярни триони са по-тежки и по-агресивни от прободните триони. Изкушението да мускулите чрез порязвания създава точно този вид топлина и остъргване, които се опитвате да избегнете.
Използвайте водач за изправяне, здраво закрепен към детайла. Направете паса си с едно непрекъснато движение с постоянна скорост. Не спирайте по средата-на рязане, освен ако не е абсолютно необходимо, защото започването отново често създава забележима следа.
Някои хора се кълнат в намокряне на острието или линията на рязане с вода или алкохол като охлаждаща течност. Пробвал съм и двете. Резултатите са... смесени. Определено намалява топлината при по-дълги разфасовки, но бъркотията и опасенията за безопасност (алкохолът е запалим и съществуват искри от електрически инструменти) ме карат да се колебая да го препоръчам навсякъде.
CNC рутери: Сериозното оборудване
Ако имате достъп до CNC рутер, рязането на акрил става почти тривиално лесно-след като наберете параметрите.
Критичните числа:
Скорост на шпиндела: 18 000 до 24 000 RPM за повечето операции. Някои дебели материали се срязват по-добре в долния край; работата с фини детайли често се нуждае от по-висок диапазон. Целта е да се поддържа правилен материал на повърхността за диаметъра на бита, като същевременно се премахва материалът ефективно.
Скорост на подаване: 75 до 300 инча в минута в зависимост от размера на свредлото и дълбочината на рязане. По-малките битове (1/8 инча и по-ниски) работят по-добре в долния край. По-големите битове (1/4 инча и повече) могат да се справят с по-високи скорости. Формулата включва натоварването на чипа-колко материал всеки зъб премахва за оборот-но честно казано, повечето хора просто тестват върху скрап, докато ръбовете изглеждат правилни.
Дълбочина на рязане: приблизително половината от диаметъра на свредлото на минаване. 1/4-инчов накрайник трябва да среже около 1/8 инча дълбочина преди следващото минаване. Задълбочаването концентрира напрежението и топлината върху остриетата.
Изборът на бит определя всичко. Стандартните дву-спирални накрайници, предназначени за дърво, създават натрупване на топлина, тъй като стружките не се изчистват достатъчно бързо. Единични-нарезни накрайници "O-назъбени" са индустриален стандарт за акрилни-един режещ ръб с максимално разстояние между стружките. Геометрията изхвърля материала нагоре и далеч от среза, носейки топлина със себе си.
Upcut срещу downcut спирали: upcut осигурява по-добро отстраняване на стружките и по-хладно рязане, но може да повдигне тънки листове от масата. Подрязването изтласква материала надолу, което е добре за тънък материал, но стружките се натрупват в ръба и могат да се стопят. Няма идеален отговор. Много магазини използват upcut със силно вакуумно задържане-надолу.
Едно нещо, което операторите с ЦПУ разбират бързо: екструдираният акрил се топи и се залепва върху битовете, дори когато лятият акрил се реже перфектно. Ако вашият източник на материал се промени и внезапно се разтопите, проверете дали някой е изпратил екструдиран вместо отлят.
Лазерно рязане
Златният стандарт. Без контакт, без механично напрежение, ръбовете излизат пламък-полирани.
CO2 лазерите са работните коне тук. Те изпаряват акрила чисто в целия диапазон на видима дебелина-от 1 mm листове за хоби до 25 mm архитектурни панели, въпреки че дебелият материал изисква многократни преминавания или по-мощни тръби.
Диодните лазери се борят с прозрачни и светло-оцветени акрили, тъй като дължината на вълната преминава, вместо да се абсорбира. Цветните и непрозрачни материали се режат фино. Но ако работите предимно с прозрачен склад, CO2 е единствената практична опция.
Настройките варират значително според мощността на машината и вида на акрила. Лятият акрил се нуждае от по-бавни скорости от екструдирания за еквивалентни дебелини, тъй като абсорбира енергията по различен начин. Но отливката създава по-добри ръбове-този полиран, почти стъклен-завършек, който прави лазерно{4}}изрязания акрил отличителен.
Въздушната помощ е критична. Поток от сгъстен въздух, насочен към точката на рязане, издухва изпарения материал и охлажда околната среда. Без него парата се кондензира отново по краищата, създавайки мътен филм. Още по-лошо, натрупването на топлина може да причини напукване в зоната, съседна на среза.
Лазерното рязане на акрил произвежда изпарения. Действителни токсични изпарения. Всеки информационен лист за безопасност, който съм виждал, подчертава адекватната вентилация. Подходящото заграждение с аспирация не е допълнително оборудване-това е основна безопасност.
Проблемът с топлината
Всеки метод на рязане, с изключение на набраздяването, генерира топлина. А връзката на акрила с топлината е... сложна.
Под около 80 градуса (176 градуса F), акрилът остава стабилен. Между 80 градуса и 160 градуса (320 градуса F), той омеква и става гъвкав-полезен за огъване, проблемен по време на рязане. Над 160 градуса, той започва да се топи направо.
Температурата на встъкляване-, при която материалът преминава от твърд към гумен-е около 105 градуса (221 градуса F). Това е опасната зона за операции по рязане. Приближете се твърде много и материалът ще тече, вместо да се натрошава. Той се заварява отново заедно зад режещите ръбове. Залепва върху триони и фрези. Създава онова матирано, набраздено покритие на ръбовете, което издава неопитност.
Триенето е враг. Тъпите остриета създават повече триене. Бавните скорости на подаване създават повече триене. Недостатъчното разстояние между стружките създава повече триене. Всичко, което намалява триенето-остри инструменти, подходящи скорости, един-геометрия на канали, охлаждаща течност или въздушна помощ-подобрява резултатите.
Един магазин, който посетих, използва вихрова тръба със сгъстен въздух, насочена към тяхната фреза. Тръбата разделя сгъстения въздух на горещ и студен поток; те насочват студения поток към зоната на рязане. Прекалено много за любителите? Абсолютно. Но ръбовете им излизат кристално чисти всеки път.
Какво ще кажете за инструментите Dremel?
Ротационните инструменти могат да работят за срязване на малки детайли и тесни криви, където дори прободният трион няма да пасне. Но предизвикателствата пред управлението на топлината са сериозни.
Инструментите тип Dremel- се въртят при 10 000 до 35 000 RPM. Това е голям потенциал на триене, концентриран върху малките режещи повърхности. Дори с диамантени или фибростъкло-подсилени режещи дискове, топенето е почти неизбежно, освен ако не сте изключително внимателни.
Техниката включва много леки пасове. Не се опитвайте да пробиете с един изстрел. Направете плитък жлеб, оставете го да изстине, нарежете отново. Дръжте инструмента в движение. В момента, в който направите пауза или приложите натиск, се натрупва топлина.
Виждал съм хора да използват успешно въртящи се инструменти за изрязване-и прорези в тънки акрилни панели. възможно е Но ако имах избор между Dremel и прободен трион с правилното острие, бих избрал прободния трион всеки път.
Ръбове след рязане
Освен ако не режете с лазер (който се само-полира) или използвате професионално-оборудване за полиране на диаманти, ще трябва да завършите ръбовете.
Шлифоването е основният подход. Започнете с грубо-120 или 150 песъчинки - за премахване на следи от трион и изглаждане на очевидни неравности. Напредък чрез по-фини зърна: 220, след това 320, след това 400 или по-фини. Целта на всеки етап е да се заменят предишните драскотини от песъчинки с по-фини драскотини, системно намалявайки тяхната видимост.
Електрическите шлифовъчни машини ускоряват това драстично, но изискват повишено внимание. Акрилът генерира топлина при триене. Дръжте шлифовъчната машина постоянно в движение. В момента, в който останете на едно място, повърхността започва да се замъглява или да се топи.
За много приложения шлайфането до 400 песъчинки дава приемливо сатенено покритие. Преминаването към по-фини - 600, 800, до 2000 - създава прогресивно по-лъскави резултати, но намаляващата възвръщаемост се появява бързо.
Действителната оптична чистота изисква или пламъчно полиране, полиращи съединения, или и двете.
Пламъчно полиране
Това първоначално ужасява хората. Открит пламък върху пластмаса? Но работи забележително добре.
Принципът: краткотрайното разтопяване на повърхността изглажда микроскопичните неравности чрез повърхностно напрежение, точно както водните мъниста попадат на повърхността. Акрилът изстива до стъклен-финиш.
Газовите горелки MAPP работят. Пропанът едва достига подходящи температури и има тенденция да оставя заоблени или изкривени ръбове. Професионалният стандарт е водород-кислород-гори по-горещо и по-чисто-но цената на оборудването го поставя извън бюджета на повечето любители.
Техника: дръжте пламъка на около два инча от ръба. Преминавайте стабилно с постоянна скорост-приблизително колкото темпото на бавно ходене. Гледайте как ръбът се променя от матиран към лъскав, докато се движите. Ако акрилът започне да пожълтява или да бълбука, значи се движите твърде бавно или държите твърде близо.
Упражнявайте се върху скрап. сериозно. Първите няколко опита вероятно ще дадат изкривени, неравномерни резултати. Умението е в поддържането на постоянна дистанция и скорост, които се развиват само чрез повторение.
Предупреждение, което никой не споменава, докато вече не сте се прецакали: полирането с пламък създава вътрешно напрежение. Тези напрегнати зони са уязвими към напукване-тези фини мрежи от пукнатини, които развалят яснотата-особено когато са изложени на определени химикали. Почистващи-препарати на основата на амоняк. алкохоли. Дори някои лепила.
Ако залепвате акрилни парчета заедно, не полирайте с пламък свързващите повърхности. Напрегнатите ръбове плюс разтворимият цимент се равняват на евентуална повреда.
Полиращи съединения
Алтернативата на пламъчното полиране. По-бавно, но по-контролируемо.
Полиращи смеси, предназначени за пластмаси-Novus прави популярна три-система-работа с меки полиращи колела или дори ръчно нанасяне с микрофибърни кърпи.
Започнете с най-грубото съединение в системата. Нанесете върху памучно полиращо колело върху настолна мелница или монтиран-дорник. Прокарайте акрилния ръб срещу въртящото се колело с лек натиск. Съставът премахва фините драскотини, като същевременно генерира предварителен блясък.
Напредък чрез по-фини съединения. Крайният етап често оставя ръбове почти толкова чисти, колкото пламъчно полиране, без проблеми с напрежението.
Уловката: полирането също генерира топлина. Лек натиск. Дръжте работата в движение. Направете пауза, ако пластмасата започне да се чувства топла на допир.
Моите грешки, каталогизирани
Напуканият панел на аквариума от използването на грешно острие. Фрезата, която се завари в жлеб, защото поставих на пауза по средата-рязане. Вакуумът-образува част, която полудя три седмици след пламъчно полиране, защото я почистих с Windex.
Windex. Препаратът за почистване на стъкло-на базата на амоняк е по същество акрилна отрова. Първият случай, който направих-проста пет-кутия за дисплей-полирах красиво, след което го почистих със същия спрей, който използвах върху прозорците. За дни се появиха фини драскотини. До втората седмица по полираните ръбове се появиха истински пукнатини. лудост. Напрегната корозия от амоняка, атакуващ пламъчно{10}}полираната повърхност.
изчезнал. Цялата работа беше съсипана.
Използвайте само пластмасови-специфични почистващи препарати. Novus 1. Мек препарат за съдове, разреден във вода. Специални кърпи от микрофибър, съхранявани в запечатани торби, за да се предотврати замърсяване. Никога не хартиени кърпи-микроскопично абразивни. Никога не използвайте домакински почистващи препарати за стъкло, освен ако не сте се уверили, че формулата не съдържа амоняк-.
Дебелината е по-важна, отколкото си мислите
Тънкият акрил (под 3 mm) се огъва. Тази гъвкавост го прави податлив на вибрации по време на рязане и напукване по време на щракване. Подкрепете го добре. Използвайте по-фини остриета. Приемете, че резултатът-и-методът на щракване може да изисква повече пасове, за да се компенсира намалената твърдост.
Средната дебелина (3 mm до 6 mm) е най-доброто място. Достатъчно твърд за работа, достатъчно гъвкав, за да прости незначителни технически грешки. Повечето хобита и леки търговски дейности се случват в този диапазон.
Дебелият акрил (6 мм и повече) изисква по-мощно оборудване и по-съзнателна техника. Фрезите трябва да правят по-плитки проходи. Остриетата на триона трябва да са още по-остри. Натрупването на топлина става все по-проблематично, тъй като материалната маса действа като изолатор, задържайки топлината в зоната на рязане.
Наистина дебелият акрил-12 mm и повече-влиза в територия, където любителското оборудване често се проваля. Настолни триони щанд. Пропуските за рутери се умножават в дузина-маратони за пропуски. Професионалните производители използват специални триони за рязане на пластмаса със системи за охлаждаща течност за всичко над около 25 mm.
Безопасност
Акрилът си е акрил, а не стъкло. Няма да се разпадне на парчета като бръснач. Но може да се счупи и тези чипове са остри. Защитата на очите е задължителна при всяка работа с електроинструмент.
Рязането генерира прах и потенциално изпарения. Вентилацията има значение. Продължителното излагане на PMMA частици не е добре-проучено, но защитата на дихателните пътища по време на продължителни сесии на рязане изглежда разумна.
Материалът е запалим. Наистина запалим. Температура на запалване около 450 градуса (840 градуса F), но след като изгори, той лесно поддържа горенето. Лазерното рязане с неадекватна въздушна помощ предизвика пожари. Полирането с пламък в лошо проветриви помещения предизвика пожари. Дръжте пожарогасителите достъпни.
Защитната маска трябва да остане включена по време на всички операции по рязане. Предотвратява надраскване, намалява прилепването на стружки и осигурява повърхност за маркиране на линиите на рязане. Отстранете го само след приключване на цялата обработка.
Последна мисъл
Акрилът се реже красиво, когато зачитате неговите особености. Материалът, който изглежда като стъкло, но се смее на удара, който пропуска светлина по-добре от истинското нещо, който може да бъде изрязан, фрезован и обработен с лазер в почти всякакви форми-това е наистина забележително нещо.
Кривата на обучение съществува. Няма да се преструвам на друго. Първата ми година работа с акрил включваше повече провали, отколкото успехи, повече разрушен материал, отколкото завършени проекти, повече разочаровани вечери, отколкото доволни.
Но някъде около стотния чист срез, хилядния полиран ръб, техниката стана интуитивна. Изборът на острието става автоматично. Скоростта на подаване се чувстваше правилна без проверка. Преминаването на пламъка дава последователни резултати без съзнателно изчисление.
Тогава работата с акрил престана да бъде трудна и започна да бъде просто... работа. Добрият вид работа. Видът, при който материалът се превръща в обект, където суровият лист се трансформира в нещо, което си струва да се направи.
Прозрачната пластмаса прави това възможно.