Статьи

ри использовании вне помещений листовые пластики подвергаются значительным перепадам температур. Их размеры в таких условиях меняются в большей степени, чем размеры листов из дерева или металла. При установке рекламных щитов, вывесок, отделке наружных стен всегда следует принимать во внимание возможное тепловое расширение. Для всех термопластичных материалов изменение длины при изменении температуры характеризует коэффициент линейного расширения. Физическое изменение длины может быть более значительным относительно расчетного в случае использования пластиков, склонных впитывать влагу из атмосферы (ПММА и ПК). В таких случаях нет возможности абсолютно точно предсказать степень расширения/сжатия, поэтому следует прибегать к некоторым допускам. Но в основном пластики, используемые в наружной рекламе, характеризуются влагонепроницаемостью, и можно вполне доверять результатам расчетов.
Изменение длины зависит от максимальных отрицательных и положительных ожидаемых темеператур поверхности листа. В качестве базовой температуры следует принимать температуру при установке. Повышенные температуры вызывают расширение, пониженные - сжатие. Расчёт возможного сжатия основывается на минимальной температуре воздуха в холодное время года в соответствии с климатической зоной. Расчет максимального расширения базируется на степени нагрева поверхности под интенсивным воздействием солнца в теплое вемя года и зависит от цвета листа. Ниже представлены необходимые данные.
Таблица 1. Изменение температуры поверхности
в зависимости от цвета
(температура воздуха +36° С,
время суток - полдень).

Винтовые соединения. Естественные изменения длины листов термопластичных материалов, эксплуатирующихся на улице, требуют такой системы крепления, которая позволяла бы листам свободно расширяться и сжиматься при изменении температуры окружающей среды. При таком способе крепления используются круглые или продольные отверстия, обеспечивающие достаточный зазор между стержнем винта и краем отверстия. Винты с конической шейкой использовать не следует, так как они могут заклиниваться в отверстиях и затруднять движение, вызванное расширением/сжатием. Винты должны быть затянуты такимобразом, чтобы лист имел свободный ход на участках между отверстиями. Для этого необходимо сначала затянуть винт плотно, а затем слегка отпустить поворотом в противоположном направлении. Во избежание провала винта в отверстие следует использовать большие декоративные шайбы. К продольным отверстиям желательно прибегать в случае, когда длина закрепляемого листа превышает 1,5 m. При креплении внутри помещений, где перепады температур незначительны, размеру отверстия достаточно превышать диаметр стержня винта на 1-2 mm.

Таблица 2. Расстояния между точками винтового
акрепления в зависимости от толщины листа.

Расчёт крепления.
Пример 1. Круглые отверстия
Задача:
Рекламная вывеска, выполненная из ПВХ белого цвета, размером 1500х1000х10 мм, должна быть закреплена на вентилируемой основе при помощи винтов. Необходимо определить изменение линейных размеров листа под действием максимально возможных годовых перепадов температур и оптимальный диаметр отверстий, обеспечивающий отсутствие деформаций.
Данные:
L- длина листа (м) = 1,5 м. ;
G- коэффициент линейного рас-ширения = 0,08 мм/м-°С (для ПВХ), Qt - перепад температур (от -30 до +50°С) = 80°С. Qt: выбирается в соответствии с возможными минимальными температурами, характерными для климатической зоны, и с максимальной степенью нагрева поверхности пластика в зависимости от его цвета. Для крепления такой вывески к сплошной стене может использоваться винт диаметром стержня а =5 мм. Длина стержня винта должна быть достаточной для обеспечения надежного крепления листа к стене и необходимого зазора между ними. Пространство для вентиляции должно составлять 2-4 см. Этого достаточно для отвода избыточного тепла за счет постоянного поступления воздуха.
Решение:
1. Изменение длины листа DL вычисляется по формуле: DL = L х Qt х G
DL= 1,5 X 0,08 X 80 =9,6 мм
Округление дробных чисел производится до целых в большую сторону. Таким образом, изменение длины листа длиной 1,5 м под действием максимального перепада температур будет составлять 10 мм. Сжатие листа происходит в большей степени, чем расширение. Температура нормального состояния материала +20°С. Понижение температуры относительно +20°С влечет за собой сжатие, повышение относительно этого значения - расширение.
2. Диаметр отверстия d1 в точке неподвижного закрепления: d1 = а + k, где а - диаметр стержня винта, k- коэффициент, обычно рекомендуемый производителем и который может незначительно меняться в зависимости от типа полимера. d1 = 5 + 2 = 7 мм. В случае использования темных цветов поверхности, в особенности черного, значение k должно быть увеличено до 4, так как поглощение тепла темными поверхностями происходит интенсивнее. Точка неподвижного закрепления выбирается посредине верхней линии расположения винтов.
3. Расстояние между винтами (в соответствии с таблицей 2) около 50 см.
4. Чтобы определить диаметр отверстия, допускающего движение из центра, необходимо учесть, что значение изменения длины уменьшается в два раза в каждую сторону от точки неподвижного закрепления.
d2 =DL / 2 + а
d2 = 10 мм / 2 + 5 мм = 10 мм
5. Расстояние R от края листа до центра отверстия должно быть в 2,5 раза больше диаметра отверстия. Таким образом, R= 2,5 х 10 = 25 мм (не менее).
6. Расстояние от стены до листа 2 - 4 см. Чем поверхность темнее, тем расстояние должно быть больше.
Пример1. Круглые отверстия.



Таблица 3. Справочная информация.

Расчёт крепления.
Пример 2. Продольные отверстия Продольные отверстия рекомендуется делать при длине листа более 1,5 м. Как и в примере 1, монтируется лист ПВХ размером 3000 X 1000 X 10 мм. Условия эксплуатации аналогичны приведенным в примере 1.
1. Изменение длины листа
А1 = 3 м.0,08 мм/м х °С х 80°С
DL = 19,2, округление до 20 мм. Подробный расчёт приведён в примере 1.
2. Толщина стержня винта а = 5 мм.
3. Расстояние между винтами согласно таблице 2 не более 50 см.
4. Диаметр отверстия в точке неподвижного закрепления d1 = 7 мм (см. пример 1). Несмотря на то, что отверстия для крепления выполняются продольными, в точке неподвижного закрепления отверстие остается круглым. Превышение размера отверстия относительно диаметра стержня винта достаточно принять 3 мм. Допуск по высоте отверстия, допускающего движение, достаточно принять равным 3 мм, так как в направлении перпендикулярном экструзии, расширение/сжатие происходит в значительно меньшей степени, чем в направлении экструзии, т.е. вдоль листа.
5. Высота отверстия, допускающего движение:
H = а + 3 мм
H = 8 мм
6. Длина отверстия, допускающего движение:
i = DL / 2 + а
i = 20 / 2 + 5 = 15 мм
7. Расстояние от края листа до центра отверстия:
Р = 25 мм, не менее (см. пример 1).
8. Расстояние от стены до листа 2-4 см. Изготовление продольных отверстий при достаточно большой длине листа технологически является более правильным, но если оно затруднительно, можно без особого ущерба использовать вариант крепления, рассмотренный в примере 1.
Пример 2. Продольные отверстия.



Резюме. Представленная выше методика обычно приводится всеми производителями жёстких листовых пластиков. Это абсолютно закономерно. Соблюдение всех технологических правил позволит вашему изделию служить долго с неизменным качеством и не вызовет неоправданных нареканий к используемым материалам. И наоборот, пренебрежение рекомендациями может обернуться значительными финансовыми затратами и потерей репутации. Приведенные в методике расчеты настолько просты, что не вызовут ни у кого затруднений, тем более что мы представили максимально необходимую информацию по наиболее распространенным полимерным материалам. Публикация в журнале
"РЕКЛАМА OUTDOOR" №6 2000г.
автор Татьяна Хруцкая
Информацию о всех способах обработки
листов из акрилового стекла Вы можете получить
специалистов нашей компании.

Данная статья посвящена сравнительному анализу распространенных методов изготовления широкого спектра изделий, используемых в производстве рекламной продукции различного назначения.
В настоящее время очень важным вопросом для достижения высокого качества и коммерческого успеха рекламной продукции стал выбор как полимерного материала для рекламных изделий, так и применяемый для этого метод их изготовления.
До сих пор одним из основных методов изготовления светорассеивателей является термоформование из готового полимерного листа. Вариантами метода термоформования являются вакуумформование, пневмоформование, термоформование с раздувом. Иногда используют метод гнутия с помощью раскаленной проволоки. Все эти методы достаточно просты и не требуют сложного оборудования. Однако, при изготовлении изделий этими методами (назовем их одним словом - термоформование) существует ряд существенных отрицательных обстоятельств. В частности, использование готовых листовых заготовок приводит к тому, что к существующим уже в листовом материале внутренним напряжениям, которые возникают в процессе его получения, добавляются еще более высокие внутренние напряжения, возникающие в процессе термоформования из-за прогрева листовой заготовки и происходящей вследствие этого термоусадки, самого процесса формования и происходящей при этом большей или меньшей вытяжки листа и затем из-за быстрого охлаждения полученного изделия. Результатом всего этого является возникновение очень больших внутренних напряжений в уже готовом изделии. Это может привести к его частичному или полному разрушению сразу после изготовления, но чаще всего в процессе эксплуатации изделия, где проявляется эффект "серебрения", то есть появление множественных микротрещин (особенно в местах перегибов), что приводит к ухудшению внешнего вида и изменяет в худшую сторону степень светопропускания и степень светорассеивания, которые являются одними из важнейших параметров для определения качества всего рекламного изделия. К тому же, это существенно повышает процент поломок при транспортировке изделий от производителя к заказчику и увеличивает количество рекламаций, что явно не способствует коммерческому успеху производителя. Для снижения внутренних напряжений в готовом изделии необходимо применение метода термостатирования (термического "отпуска"), который заключается в том, что перед процессом формования полимерные листы, а затем после формования готовое изделие следует медленно нагреть до определенной (для каждого полимера разной) температуры, продержать при этой температуре определенное время и затем медленно охладить. Например, для изделий из полиметилметакрилата (оргстекла) температура составляет для листов - 75°С, для изделий - 60°С, время термостатирования зависит от толщины полимерного материала и рассчитывается по специальным формулам: для толщины 3 мм это время составляет для листов - 2 ч. 40 мин., для изделий - 5 ч.20мин. Применение метода термостатирования предполагает изготовление специальной термокамеры достаточно больших размеров для одновременного термостатирования большого количества изделий. Все это приводит к дополнительным затратам - материальным, энергетическим, трудовым и во времени. Это сказывается на себестоимости изделий и снижает прибыль производителя. Если все эти факторы учесть при начальном планировании производства, то при выходе всего процесса изготовления на заданную мощность можно достичь высокого качества изделий и, тем самым, повысить экономическую эффективность производства.
Наиболее современными и прогрессивными методами изготовления изделий для рекламной продукции различного назначения являются метод непрерывного получения изделий заданного профиля из гранулированных полимерных материалов на специальных экструзионных линиях и метод литья под давлением на термопластавтоматах.
Метод литья под давлением применяется сравнительно давно для изготовления изделий специального назначения в основном сложных сферических и овальных форм достаточно больших размеров. В этих случаях предполагается использование дорогостоящих и дефицитных импортных гранулированных полимерных материалов со специфическими характеристиками, например, поликарбонат для ударопрочных "антивандальных" изделий и, реже, специальный высокоударопрочный полиметилметакрилат.
Процесс литья под давлением не является непрерывным и заключается в следующем. Через загрузочный бункер и дозирующее устройство в обогреваемую часть термопластавтомата поступают гранулы полимерного материала. Под действием тепла они расплавляются и помощью червячного шнека поступают в дозирующую камеру. После того, как точно установленное количество расплава, соответствующее весу изготавливаемого изделия, соберется в камере, с помощью выдавливающего шнека расплав впрыскивается с большой скоростью и под большим давлением через специальные литниковые каналы в холодную "литьевую форму", соответствующую по свой конструкции форме изготавливаемого изделия, и там застывает (отверждается), после этого форма размыкается и изделие автоматически или вручную извлекается. Для каждого изделия время впрыска, время отверждения и время размыкания четко определено, и нарушение этих параметров процесса приводит к получению некачественного изделия. К существенному недостатку метода литья под давлением относится необходимость изготовления для получения изделий разных конфигураций другой литьевой формы. Литьевая форма является одним из основных технологических узлов термопластавтомата и представляет собой сложным в техническом отношении агрегатом. Его конструирование, изготовление, доводка и отработка технологического процесса занимает много времени и предполагает большие материальные затраты. В среднем по времени это занимает от 6 месяцев до года и более и стоимость изготовления может составлять от 5 до 100 и более тысяч долларов США в зависимости от сложности формы. К тому же, в зависимости от размера и, соответственно, от веса изделий такая литьевая форма должна устанавливаться на разных типах термопластавтоматов, которые подразделяются в зависимости от объема впрыска расплава полимерного материала. Таким образом, изготовление изделий методом литья под давлением может применяться только для специфических изделий сложных геометрических форм. Наиболее современным и прогрессивным методом изготовления рекламной продукции широкого назначения является метод непрерывного получения изделий необходимого профиля на специальных экструзионных линиях. Экструзионная линия состоит из нескольких технологических узлов. Гранулы полимерного материала через дозаторный бункер поступают в экструдер, который представляет собой обогреваемый цилиндр определенного диаметра - от величины диаметра зависит производительность экструдера. Внутри цилиндра находится спиралевидный червеобразный шнек, который перемещает расплавленную под действием тепла массу полимерного материала к передней части экструдера при этом перемешивая и гомогенизируя расплав с необходимыми добавками. По мере продвижения расплава в различные части экструдера могут быть добавлены (если это необходимо) различные добавки к полимеру: красители, наполнители, различные стабилизаторы, в том числе, стабилизаторы УФ-излучения, добавки, улучшающие эксплуатационные характеристики изделий в зависимости от их назначения и другие необходимые в каждом конкретном случае компоненты. Этот процесс достаточно прост и технологичен. По достижении расплава передней части экструдера он поступает в, так называемую, "головку", которая имеет ту необходимую конфигурацию профиля, которая и определяет форму изделий. Изменение конфигурации профиля является достаточно простым процессом и заключается в замене фильеры на "головке". Изготовление новой фильеры для получения изделий другой геометрической формы не требует больших временных и материальных затрат и даже в самых сложных случаях составляет около 200 долларов США (в среднем это 50-100 долларов). При этом использование новых фильер возможно на одном и том же экструдере и той же "головке". После выхода из "головки" изделие заданного профиля охлаждается при различных необходимых режимах, причем это происходит постепенно и равномерно, что исключает возникновение внутренних напряжений в изделии. При использовании полимерных материалов, когда необходим определенный температурный режим охлаждения или термостатирования ( например, для равномерной кристаллизации) на пути прохождения профиля может быть установлен термостат-"калибратор", что также не предполагает технических и технологических сложностей. Далее по мере продвижения по линии непрерывный профиль автоматически режется по заданному размеру и тут же складируется. Весь этот процесс происходит непрерывно и автоматически.
Еще одним достоинством экструзионного способа является возможность использования на одной и той же линии различных полимерных материалов. Это может быть прозрачный полистирол общего назначения с различной геометрией поверхностного слоя, ударопрочный полистирол, полиметилметакрилат, поликарбонат, поливинилхлорид, полиэтилентерефталат (полиэфир, "лавсан"), полиэтилен, полипропилен. К тому же, возможность добавления в процессе экструзии различных ингредиентов позволяет, например, не останавливая процесса переходить от изготовления прозрачного светорассеивателя к матовому изделию такого же геометрического профиля. Таким образом, очевидны преимущества экструзионного способа изготовления различных изделий из различных полимерных материалов для широкого спектра рекламной продукции.

На нашем сайте представлены статьи об основных технических и эксплуатационных характеристиках основных марок монолитного листового поликарбоната (ПК), различных способах его обработки и правилах монтажа листов при вертикальном и горизонтальном остеклении. Важным свойством монолитного поликарбоната является способность листов подвергаться различным процессам термоформования. В настоящей статье рассмотрены практически все возможные способы термоформования монолитного листового ПК, посредством которыхполучают качественные изделия самых различных сфер применения – наружная реклама, строительство, медицина, транспорт, приборостроение.
Холодное формование
Монолитный листовой поликарбонат можно изгибать в холодном состоянии, Это дает огромную свободу дизайнерских решений при его использовании для покрытия архитектурных сооружений сложной формы – арок , куполов, конусов, цилиндров. При изгибании монолитного ПК под прямыми углами минимальный радиус изгиба зависит от толщины листа.

Горячий изгиб
Листы ПК могут быть согнуты с малым радиусом в месте сгибания посредством нагревания необходимой области с обеих сторон электрическим линейным (проволочным) нагревателем и быстрого сгибания листа по линии нагрева. Если достигнута оптимальная температура листа (приблизительно 160°С) и сопротивление сгибанию невелико, процесс проходит легко. Предварительная сушка необходима только в случае появления эффекта пузырения в зоне сгибания. В случае осуществления процесса сгибания в недогретом состоянии возникаюшие внутренние напряжения могут привести к растрескиванию материала. Защитную пленку необходимо удалять с обеих сторон листа или, по крайней мере, с зоны нагрева.
Термоформование
Существует несколько способов термоформования, которые могут быть использованы для листов ПК: нагрев листов с последующим применением матриц и механических усилий, давления воздуха или вакуума. Применяются оба вида матриц – положительные и отрицательные. Необходимая температура для термопластического формования ПК лежит в интервале 180-210°С. Рекомендуется нагревать листы с обеих сторон при используемой мощности инфракрасного (ИК) излучения 30 кВт/м^(2). Для многотиражной формованной продукции из ПК следует использовать матрицы, изготовленные из таких жестких материалов как алюминий и сталь. При этом необходимо поддерживать определенную температуру матрицы. Оптимальные температуры матрицы, при которых достигается высокое качество поверхности изделий из ПК составляют 80-120°С, а для холодных участков формуемого листа – до 130?С. Перед формованием необходимо подвергать листы предварительной сушке, которая осуществляется при температурах 110-120°С в камерах с циркуляцией воздуха для каждого листа индивидуально с удалением защитной пленки. При формовании листов ПК с с защитным слоем от ультрафиолетового (УФ) излучения следует учитывать, что достаточная УФ-защитный слой сохраняется только в том случае, когда соотношение вытяжки не превышает 1 : 1,5.
Прямое вакуумформование
Прямое вакуумформование является одним из самых распространенных процессов формования. Оборудование достаточно дешево, а процесс по технологичности проще, чем при использовании механического воздействия и давления. При вакуумформовании лист ПК зажимается в раму и нагревается. Когда лист достигнет эластичного состояния, он опускается в негативную форму в виде углубления. Воздух удаляется из формы с помощью вакуума и под действием атмосферного давления горячий лист облегает форму по всему контуру. После охлаждения изделие извлекается из формы. При глубоком негативном формовании обычно происходит утончение нижних угловых частей изделия. Это происходит из-за того, что горячий лист сначала опускается на дно в центре формы. Из-за утончения листа в угловых частях изделия могут образовываться трещины.
Позитивное формование
Процесс позитивного формования похож на процесс прямого вакуумформования за исключением того, что после зажимания и нагрева листа его механически натягивают на вакуумированную форму и за счет разницы давлений он облегает «положительную» (выпуклую) матрицу. При этом лист имеет везде свою начальную толщину. Это позволяет проводить формование с соотношением глубина/диаметр = 4/1, однако технологически процесс более сложен, чем в случае прямого формования. Положительные матрицы более просты в изготовлении и дешевле, чем отрицательные, однако первые легче повреждаются. Позитивное формование также можно осуществлять при использовании только силы тяжести (без вакуума).
Формование с использованием матрицы и пуансона
Формование с помощью матрицы и пуансона представляет собой процесс выдавливания нагретого листа ПК под давлением между положительной и отрицательной матрицами, изготовленными из дерева, гипса, эпоксидной смолы и подобных материалов.
Позитивное вакуумформование с раздувом
Позитивное вакуумформование с раздувом применяется в тех случаях, когда необходимо отформовать листы ПК в изделия большой глубины с равнотолщинными стенками. Лист закрепляется в раме, нагревается и при контролируемом давлении воздуха раздувается в «пузырь». После того, как «пузырь» достигнет определенной высоты, нагретый положительный пуансон вдавливает лист в матрицу, причем воздух под давлением подается из пуансона, а вакуумируется матрица. Размер пуансона составляет 75-85% от глубины матрицы.
Позитивное формование под давлением
Позитивное формование под давлением похоже на позитивное вакуумформование, при котором пуансон вдавливает горячие листы ПК в негативную матрицу. Давлением со стороны пуансона пластиковый лист распределяется по стенкам формы.
Позитивное вакуумформование
Периферические или угловые утончения цилиндрических и кубических формованных изделий могут быть сглажены при использовании процесса механического вдавливания пластичного материала в негативную матрицу. Пуансон должен быть на 10-20% меньше матрицы и должен нагреваться до температуры листа. После вдавливания горячего листа в матрицу воздух удаляется из формы с помощью вакуума и формуется изделие.
Позитивное вакуумформование и позитивное формование под давлением предполагают высокую вытяжку материала, укороченный цикл охлаждения и хороший контроль толщины стенок готового формованного изделия. Эти процессы позволяют контролировать температурные режимы прогрева и формования и поэтому являются более универсальными, чем процесс прямого вакуумформования.

Автор: Александр Гальченко

Транспортировка профиля осуществляется только в штатной упаковке. В случае нарушения целостности пакета, устранить повреждение при помощи скотча или упаковочной ленты.
При необходимости сворачивания профиля в рулон, соблюдать радиус изгиба не менее 1м. Особенно тщательно выполнять это условие при сворачивании «базы». «База» сворачивается только направляющими «ребрами» фиксации наружу.
Избегать абразивного воздействия пыли и песка на лицевую поверхность «крышки» профиля.
Резку профиля производить дисковой пилой при скорости не менее 4-5 тыс. об./мин., что обеспечивает качественное формирование торца среза.
Монтаж профиля, желательно, производить при температуре окружающей среды не ниже –5 °С. При более низких температурах ударные воздействия на профиль недопустимы.
Фиксацию «крышки» производить последовательным нажатием ладонью на ее лицевую сторону. Ударных воздействий при соединении «крышки» профиля и «базы» избегать. Применять молотки, киянки и прочие инструменты при соединении «крышки» и «базой» не рекомендуется.

Листовой монолитныйполикарбонат (сплошной ПК) является самым прочным из всех прозрачных материалов, существующих на мировом рынке и производящихся в промышленных масштабах. Уникальность эксплуатационных характеристик обеспечивает востребованность листового ПК в таких областях как автомобилестроение, строительство, военная техника, производство спортивного снаряжения, средств безопасности и антивандальных конструкций и, несомненно, рекламная индустрия. В чем же особенность этого материала и что представляет собой листовой поликарбонат? Эти вопросы и освещены в данной статье.

>>> ВЫБРАТЬ И КУПИТЬ МОНОЛИТНЫЙ ПОЛИКАРБОНАТ ИЗ НАШЕГО КАТАЛОГА <<<

Сырьевой поликарбонат (в виде гранул) представляет собой продукт поликонденсации дифенилолпропана и хлорангидрида угольной кислоты (фосгена) или диметилового эфира угольной кислоты (ДМУК). Использование ДМУК дает возможность перевести технологический процесс получения ПК из жидкой фазы в расплав, избавиться от экологически опасного фосгена и значительно увеличить объемы производства. Этот передовой метод уже используется на одном из заводов компании «General Electric Plastics» в Испании. Увеличение объема производства гранулированного ПК влечет за собой увеличение объема производства листового материала, что благотворно влияет на конъюнктуру мирового рынка и позволяет удовлетворить все повышающийся спрос (в том числе и в России) на прозрачные, полупрозрачные и цветные пластики.

Основными производителями многочисленных марок ПК являются компании: General Electric Plastics (США, торговая марка LEXAN), Dow Plastics (США, CALIBRE), Bayer (Германия, MAKROLON), Teijin Chemical (Япония, PANLITE), Sam Yang (Южная Корея, TRIREX). Из этих исходных материалов методами экструзии и соэкструзии (нанесение УФ-защитного слоя) изготавливаются все листовые ПК в странах Америки и Европы, а также в России.
В нашей стране листовой ПК представлен следующими популярными марками: Barlo PC, Barlo PC UVP с УФ-защитой (Бельгия), Makrolon (Германия), Lexan (Голландия, Австрия), Politec (Италия), Paltuf и Palsan (Израиль), Axxis-PC и Axxis-Sunlife с УФ-защитой (Бельгия), поликарбонат монолитный (Россия, г.Дзержинск) и другими.
Так как все листовые ПК изготавливаются практически из одинаковых по характеристикам марок сырьевого гранулята (у всех компаний-производителей ПК существует специальные экструзионные марки для производства монолитных и сотовых листов), основные свойства материалов разных производителей мало, чем отличаются друг от друга. В таблице 1 приведены физико-механические и эксплуатационные характеристики некоторых из них.

Таблица 1.
Технические характеристики
листового монолитного поликарбоната

Анализ данных таблицы 1 позволяет сделать вывод, что листовой ПК обладает уникально высокой ударопрочностью. В графе значений ударной вязкости образца без надреза указано: «без разрушений» - это означает, что образец листового ПК невозможно разрушить лабораторными методами. Если соотнести данные показателя ударной вязкости образца ПК с соответствующими показателями для других листовых материалов, например, для оргстекла 14-17 (без надреза) и 4-5 (с надрезом), для полисторола 5-6 (без надреза) и 1-2 (с надрезом), то можно приблизительно оценить величину этой физической характеристики в 900-1100 кДж/кв.м (без надреза). Эта величина иллюстрирует экстремальную ударопрочность материала. И действительно, листовой ПК невозможно разбить ни молотом, ни двухпудовой гирей. Даже, если в силу каких-либо внешних обстоятельств ударопрочность уменьшится в 3-5 раз, указанная физическая величина будет иметь настолько большое значение (200-300), что не возникнет ощутимого снижения прочности конструкционного элемента. Поэтому этот материал для использования в антивандальных строительных и рекламных конструкциях, несомненно, предпочтителен.

Еще одна особенность листового ПК - высокая устойчивость к низким и высоким температурам. Диапазон температур уверенного использования очень широк - от –50°С до +150°С. Поэтому поликарбонат безоговорочно может применяться в любых самых сложных климатических условиях. В интерьере этот полимер также находит применение в случае эксплуатации изделий в режиме повышенных температур (например, в световых коробах с установленными в качестве световых источников лампами накаливания с избыточной теплоотдачей).

Для ПК характерны также высокая огнестойкость, чрезвычайно низкий уровень дымообразования при горении в условиях даже развитого пожара и низкая токсичность продуктов разложения, что является очень важными факторами эксплуатационной безопасности строительного объекта. Значение Кислородного индекса (процентное содержание кислорода в окружающей атмосфере, при которой материал начинает поддерживать устойчивое горение) составляет 28-30%. Это значит, что в воздушной среде (21% кислорода) поликарбонат не поддерживает горение и в соответствии с классификацией относится к группе самозатухающих полимеров. Совокупность всех этих качеств ставит листовой ПК в ряд материалов с наилучшими показателями противопожарной безопасности, причем стоит заметить, что эти свойства характерны для ПК без каких бы то ни было специальных антипирирующих добавок.

Поликарбонат обладает высокой стойкостью в отношении многих химически активных сред. Он не подвержен воздействию большинства неорганических и органических кислот, окислительных и восстановительных агентов, кислотных и основных солей, алифатических углеводородов, спиртов, моющих средств, жиров и смазочных масел. Химическая стойкость поликарбоната зависит от концентрации химикатов и от температуры окружающей среды при воздействии. После длительного нахождения в воде при температуре выше 60°С, например, ПК реагирует на контакт с некоторыми растворителями, водными и спиртовыми растворами щелочей, газообразным аммиаком и аминами.

Ниже представлены данные химической устойчивости ПК к некоторым веществам.

(+ стойкий, - не стойкий)

Таблица 2.
Химическая устойчивость ПК
к некоторым веществам

Как и большинство других прозрачных полимерных материалов, листовой ПК служит прекрасным заменителем силикатного стекла и может использоваться при остеклении, особенно защитном. При этом основные эксплуатационные показатели у листового ПК (вес, тепло- и звукоизоляция) значительно лучше, чем у стекла. В таблице 3 приведены сравнительные данные из расчета 1 кв.м для разных толщин листового ПК и стекла. Иллюстрируются такие необходимые качества как теплоизоляция, характеризующаяся коэффициентом теплопередачи (К), и звукоизоляция, выраженная значением падения силы звука (в децибелах) при прохождении через остекление.

Таблица 3.
Сравнительные характеристики
листового ПК и стекла

Из таблицы видно, что для всех толщин коэффициент теплопередачи К в случае ПК ниже, чем у стекла. Таким образом, потери тепла в помещении и проникновение тепла или холода извне через ограждающие конструкции в зданиях с поликарбонатным остеклением будут меньше, чем при использовании обычного стекла. Применение полимера вместо традиционного прозрачного материала позволяет в значительной степени снизить энергозатраты на отопление зимой и кондиционирование летом. В то же время звукозащитные свойства листового ПК и стекла практически одинаковы.

Существенным фактом, определяющим место размещения листов ПК (в помещении или на открытом воздухе) является защищенность листов от воздействия ультрафиолетового излучения. По своей природе ПК подвержен действию УФ-излучения. С течением времени это проявляется в виде желтизны и мутности, что, соответственно, ухудшает светопропускание, и в некоторой степени потерей прочностных качеств (но как отмечалось выше неощутимых с точки зрения эксплуатационных возможностей материала). Для того чтобы защитить листы ПК от воздействия солнечной радиации существует два принципиально разных технологических метода. Первый – введение уф-стабилизаторов в массу полимера, что позволяет достигать защитного эффекта по всей толщине листа. Второй способ – нанесение методом соэкструзии или лакированием специального защищающего слоя на одну или обе поверхности листа. Во втором случае при монтаже конструкции из листов ПК очень важно обращать к солнечной стороне именно УФ-защищенную поверхность. Производители листового поликарбоната (например, Barlo Plastics) при соблюдении технологических правил гарантируют уменьшение коэффициента светопропускания не более чем на 6% за 10 лет (DIN 5036).

Сравнительные данные по изменению коэффициента светопропускания и индекса желтизны для обычных и УФ-защищенных листов ПК были получены в результате экспериментов, в ходе которых материал облучался в течение ста часов светом ксеноновой лампы с интенсивностью аналогичной годовому солнечному воздействию в таких климатических зонах как Израиль или штат Аризона (США). Снижение значения коэффициента светопропускания при длительности облучения 2000 часов составляет для обычного ПК - до 91% - 87,7% и УФ-защищенного – до 89,5%. Увеличение индекса желтизны при тех же условиях составляет 0 - 9 для обычного ПК и 2,5 для листов с УФ-защитой. Эти данные подтверждают, что листовой ПК с УФ-защитой может длительное время использоваться вне помещений без видимых изменений.

Автор: Александр Гальченко

При креплении сотовых плит из поликарбоната необходимо учитывать следующую информацию:

Рис. 1. Лист располагается на стропилах и элементах обрешётки каналами вдоль стропил.

А- расстояние между стропилами; B- расстояние между элементами обрешётки.


Диаграмма 1. Расстояние между несущими элементами при разных нагрузках. Толщина листа 6,0 mm.



Диаграмма 2. Расстояние между несущими элементами при разных нагрузках. Толщина листа 8,0 mm.


Диаграмма 3. Расстояние между несущими элементами при разных нагрузках. Толщина листа 10,0 mm.


Диаграмма 4. Расстояние между несущими элементами при разных нагрузках. Толщина листа 16,0 mm.

Рис. 2. Для распределённой нагрузки 60 кг/m2.


Диаграмма 5. Соотношение между размерами листа сотового поликарбоната при остеклении рамы.

Рис. 3. Для распределённой нагрузки 60 кг/m2.



Диаграмма 6. Расстояние между несущими элементами при устройстве подвесных потолков.

Как избежать ошибок в работе с сотовым поликарбонатом. Для рекламных изделий с внутренней подсветкой актуальна степень светорассеивания пластика. Все производители сотового поликарбоната производят белые панели различной цветовой насыщенности. Однако недостаточно выбрать просто белую панель. Большинство производителей предлагают белые панели, предназначенные не для световой рекламы, а для строительства, имеющие слишком большой коэффициент светопропускания, что для световой рекламы неприемлемо. Сотовый поликарбонат для световой рекламы должен быть насыщенно-белого цвета с коэффициентом светопропускания 25-30%, чтобы при включении подсветки панель имела равномерное интенсивное свечение и при этом не проявлялась «начинка» светового короба.
Толщина листов выбирается в зависимости от габаритов вывески:
При ширине лайтбокса до 0,6 м применяются панели толщиной 4 мм.
Если ширина лайтбокса 0,6-1,4 м - используются панели толщиной 6 мм.
Для лайтбоксов шириной 1,4-2,1 м используются панели толщиной 8 мм.
Опытные производители световой рекламы не нуждаются в рекомендациях по параметрам лайтбокса, но для новичков в этом деле мы даем стандартную рекомендацию производителей: расстояние между лампами - 30 см. При изготовлении одностороннего лайтбокса толщина короба - 30 см. В этом случае расстояние между лампой и панелью ячеистого поликарбоната равно 20 см. Толщина двухстороннего лайтбокса -33 см. В этом случае лампы располагаются посередине между двумя световыми панелями.
При использовании ячеистого поликарбоната на улице панели устанавливают таким образом, чтобы сторона листа с УФ-защитным слоем была с внешней стороны. Это предотвратит желтение и деградацию поликарбоната - снижение прозрачности и прочности под влиянием солнечных лучей.
При вертикальном расположении ребер жесткости в вывеске верхний торец панели необходимо герметично заклеивать сплошной алюминиевой самоклеящейся лентой, а нижний (для обеспечения дренажа) - перфорированной. Если ребра жёсткости в вывеске расположены горизонтально, то с обеих сторон торцы закрываются сплошной лентой. Это предотвратит попадание внутрь панели пыли и воды, что может испортить внешний вид всей конструкции.
При необходимости совмещения панелей между собой для обеспечения максимальной прозрачности стыковочных швов и прочной фиксации рекомендуется использовать поликарбонатные полосы.
Изгиб панелей осуществляется только поперёк ребер жесткости. При этом радиус изгиба должен быть не меньше, чем указанный в таблице для материала выбранной толщины и конфигурации.

Ячеистый (сотовый) поликарбонат легко сверлится, не ломаясь при этом. Для сверления используются стандартные острые металлические сверла. Сверление отверстий производится между ребрами жесткости на расстоянии не менее 40 мм от края панели. Диаметр отверстий должен обеспечивать достаточное пространство для расширения листов.
Поликарбонат легко режется даже вручную. Но наиболее качественный результат достигается с помощью высокоскоростных циркулярных пил с упором, снабженным лезвием с мелкими неразведенными зубьями, армированными твердыми сплавами. При резке листы должны быть надёжно зафиксированы во избежание вибрации.
Для склеивания листов могут успешно использоваться клеи на полиуретановой основе. Следует избегать применения клеев на основе растворителей, так как в местах склеивания через некоторое время материал теряет прочность и прозрачность.
Панели сотового поликарбоната паропроницаемы, поэтому следует избегать применения паро- и газонепроницаемых пленок во избежание образования пузырей на пленке.
При загрязнении сотовый поликарбонат можно мыть с помощью воды и мыльного раствора, избегая воздействия агрессивных веществ (в том числе и спиртов) и абразивных средств.
Отдельного разговора заслуживает термическое расширение материалов, используемых в производстве наружной рекламы. Рассчитать степень изменения их линейных размеров совсем несложно, но абсолютно необходимо, чтобы в готовом изделии листы могли сжиматься-расширяться на требуемую им величину без нанесения ущерба вывеске (козырьку и т.д.). Термической деформации разной степени подвержены все материалы. Она зависит от степени колебания температуры окружающего воздуха, длины листа и коэффициента термического расширения конкретного материала. Изменение длины листа AL (мм) считается по следующей формуле:
АL = L х ДТ х ОС
где L - длина листа (м),
ДТ - изменение температуры (°С),
ОС- коэффициент линейного температурного расширения конкретного пластика(мм/м°С).
Этой формулой можно пользоваться для расчета AL любых материалов, выяснив предварительно значение их коэффициента (следует учесть, что даже для одного вида материала разных марок это значение может немного отличаться). Коэффициент линейного температурного расширения всегда указывается в технических характеристиках.
Для сотового поликарбоната значение ОС варьируется в пределах 0,065-0,07 мм/м°С.
Таким образом, расчет предельно прост. Допустим, вы планируете изготовить вывеску длиной 4 м, которая будет установлена на одной из улиц Москвы. ДТ для Москвы будет равно 60°С (от -30 до +30°С).
Тогда AL = 0.065х60х4 = 16 мм.
Этот расчет особенно важен для длинномерных вывесок (например, для вывески длиной 12 м изменение длины листа составляет уже 5 см).
Избежать неприятностей, связанных с термической деформацией листов, несложно, соблюдая следующие правила: избегать жёсткого крепления листов, использовать «плавающее» крепление их в профилях, а при креплении листов к металлоконструкции саморезами отверстия в них делать несколько большего диаметра применяемых винтов, т.е. оставлять необходимые зазоры для расширения.
Проектируя конструкции из сотового поликарбоната, не следует забывать о воздействии на панели ветровой и снеговой нагрузки. Специалисты фирм, продающих сотовый поликарбонат, как правило, могут предоставить своим клиентам рекомендации по расчету конкретной конструкции с использованием выбранных вами панелей сотового поликарбоната.
Монтажные элементы
для сотового поликарбоната Система профилей из поликарбоната для монтажа панелей ячеистого поликарбонатаразработана производителями панелей. Профили безукоризненно совместимы с панелями как по цвету, так и по механическим свойствам (имеют ту же возможность радиусного изгиба, термическое расширение и прочие характеристики). Они элементарны в сборке и допускают привязку к существующим конструкциям. Благодаря полной идентичности исходного материала панелей и профилей сборная конструкция выглядит исключительно гармонично.
Торцевые профили. UP-профиль. U-образный профиль предназначен для закрытия торцов панелей и декоративного обрамления. Длина профиля соответствует стандартной ширине панелей - 2,1 метра.
Рисунок 1. UP-профиль

НР-профиль. Н-образный профиль - это самое простое и дешевое решение для соединения панелей. Длина профиля - до 6 метров.
Рисунок 2. HP-профиль

Сплошная и перфорированная самоклеящаяся алюминиевая лента. Алюминиевые ленты необходимы для герметизации торцов панелей и отвода образующегося в них конденсата. Они продаются в рулонах длиной 33-50 м. Отверстия в перфорированной алюминиевой ленте закрыты специальным материалом, предохраняющим панели от попадания в них пыли, но не препятствующим вентиляции.
Перспективы сотового поликарбоната в городском строительстве, производстве наружной рекламы, интерьерной архитектуре и дизайнерских разработках очевидны, а возможности его применения ещё далеко не исчерпаны. Мы желаем вам успешной реализации новых замечательных проектов, максимально использующих достоинства сотового поликарбоната!
Автор Нелли Никульшина,
компания "ПРИЗМА-ПЛАСТИК".

Прозрачный

Синий

Зелёный

Молодая зелень

Бронзовый

Бирюзовый

Молочный

Черный

Сотовый (ячеистый) поликарбонат - антивандальный негорючий пластик, радикально отличающийся от всех прочих пластиков. Он представляет собой полые прозрачные, тонированные или белые светорассеивающие панели шириной до 2,1 м и длиной до 12 м. Структура панелей сходна с гофрокартоном (2-5 слоев поликарбоната соединены продольными ребрами жесткости).

Сотовый поликарбонат производится и широко применяется во всем мире уже более 30 лет. Своим появлением на свет этот материал обязан американской компании GENERAL ELECTRIC. Панели, обладающие комплексом незаурядных свойств и великолепным внешним видом, открыли множество качественно новых возможностей применения сразу в нескольких областях - архитектуре, строительстве, дизайне интерьеров и в производстве наружной рекламы.
На российском рынке сотовый поликарбонат появился в 1995 году и впервые был представлен маркой LEXAN производства GENERAL ELECTRIC. После первых удачных опытов применения в строительстве и в производстве наружной рекламы сотовый поликарбонат начал набирать обороты популярности. Сегодня, пять лет спустя, сотовый поликарбонат, можно сказать, практически достиг пика популярности и стал известен повсеместно.
Пройдя по любой московской улице, вы непременно встретите различные строительные и рекламные конструкции из этого материала:
прозрачные «воздушные» козырьки и навесы, зачастую выполняющие и функции рекламоносителя;
длинные без единого стыка световые короба;
легкие вывески и панель-кронштейны;
причудливые перекрытия торговых павильонов с виниловой аппликацией-вывеской на фронтоне;
арочные и скатные навесы на станциях автозаправок в комплексе со световой рекламой из того же сотового поликарбоната;
в метро - рекламные щиты над эскалаторами, которые не только респектабельно выглядят, но и безопасны и многое, многое другое.
Независимо от прикладной области сотовый поликарбонат великолепно смотрится. Но главное все же заключается в свойствах этого материала.

Свойства сотового поликарбоната.
Его преимущества по сравнению с другими пластиками, применяемыми в производстве наружной рекламы:
Сотовый поликарбонат - ударопрочный полимер, по стойкости к удару не имеющий равных среди светопропускающих материалов.
Многоперегородчатая структура панелей с воздушными прослойками «убивает сразу несколько зайцев», а именно: ребра жесткости придают панели отличную прочность; воздух - наилучший теплоизолятор и ничего не весит, и таким образом, сотовый поликарбонат - самый легкий из конструктивных материалов для уличной эксплуатации, совмещающий высокие показатели прочности и теплоизоляции. Панели даже небольшой толщины способны выдерживать значительные ветровые и снеговые нагрузки, характерные для российского климата.
Уникальна морозостойкость сотового поликарбоната. Панели могут применяться при температуре до -50°С без нагрузки и до -40°С с нагрузкой (особенно актуально для северных районов России). Причем, в отличие от большинства пластиков, ударопрочность которых резко снижается с понижением температуры (при -40°С многие пластики охрупчиваются, и даже незначительный по силе удар может вызвать их разрушение), сотовый поликарбонат при экстремально низких температурах сохраняет превосходную стойкость к ударному воздействию.
Показатель светопропускания панелей в зависимости от их толщины и цвета находится в пределах от 86 до 25% - прекрасный выбор для конструкций разного назначения. Светопропускание прозрачных панелей различных толщин и структур вы можете оценить по представленным в таблице 2 характеристикам. Для производства световой рекламы производители предлагают специализированные белые панели с коэффициентом светопропускания 25-30%. Для других рекламных и строительных конструкций предлагается более широкий выбор по цвету.
Сотовый поликарбонат, как и все пластики, влагоустойчив. Однако он паропроницаем, и это следует учитывать при подборе самоклеящихся пленок, а также при проектировании конструкций (ограничивать накопление и обеспечивать отвод конденсата).
Итак, этот материал не боится мороза, ударов, влаги, снега. Единственное, что может испортить сотовый поликарбонат приприменении его на улице, - это (помимо неправильной обработки и монтажа панелей) солнечные лучи. Поэтому производители сотового поликарбоната выпускают листы для уличного применения с обязательной защитой от ультрафиолета.
Существует два способа защиты: УФ-стабилизирующие добавки вводятся непосредственно в материал или панель в процессе экструзии покрывается с одной или двух сторон специальным прозрачным УФ-защитным лаком.
Второй метод более эффективен, и панели, имеют такую-же защиту, не гниют, не теряют прозрачности и прочности дольше, чем при внутренней УФ-стабилизации. Производители дают 10-летнюю гарантию на панели, обработанные по этой технологии. На практике, по утверждению ведущих производителей сотового поликарбоната, конструкции, изготовленные из него тридцать лет назад, служат и сегодня. Таким образом, если вы хотите, чтобы рекламная или строительная конструкция прослужила не одно десятилетие, - выбирайте сотовый поликарбонат с защитным от влияния УФ-лучей слоем.
Несмотря на то, что поликарбонат - пожалуй, самый дорогой вид пластика, листы ячеистого поликарбоната за счет малого веса стоят дешевле любых других видов пластика, применяемых для изготовления вывесок с внутренней подсветкой.
Сотовые (ячеистые) плиты из поликорбоната выпускаются с различной прозрачностью и по цветовыми оттенками. Помимо прозрачных и белых, это прозрачные тонированные панели коричневого оттенка «бронза», а также прозрачные синие, «бирюзовые», зеленовато-синие и зеленые панели. Цветные панели эффектно смотрятся в козырьках, навесах, при оформлении интерьеров, торговых и выставочных залов, концертных площадок и т.д.
Максимальная температура эксплуатации сотового поликарбоната +120°С - это наилучший показатель среди пластиков, который важен для производителей наружной рекламы в том случае, если подсветка световой конструкции осуществляется источниками света, вызывающими значительный нагрев листов. Для сравнения: ПВХ применяется до +60°С, полистирол и его сополимеры (САН-стиролакрилонитрил, например) до +70°С, оргстекло до+80-100°С.
Панели легко гнутся без нагрева. для панелей разных толщин и марок существуют определенные минимальные радиусы изгиба под нагрузкой, которыми следует руководствоваться при изготовлении конструкций. Для транспортировки панели можно изогнуть и с меньшими радиусами, но на короткое время без резких перепадов температуры и влажности.
Отдельного внимания заслуживает пожаробезопасность материалов, используемых в строительстве и оформлении интерьеров. В последнее время повышенные требования пожаробезопасности предъявляются и к изделиям наружной рекламы.
Поликарбонат - единственный из всех светопропускающих пластиков (кроме ПВХ) может быть назван пожаробезопасным. По международной классификации он относится к категории В1 - трудновоспламеняемых материалов. Его нельзя отнести к негорючим материалам, таким как, например, бетон, но, в отличие от прочих пластиков (за исключением ПВХ), сотовый поликарбонат горит только в открытом пламени и является самозатухающим. Сотовый поликарбонат не способствует распространению горения, он не образует горящих капель, при горении образуются лишь легкие нити, успевающие остыть прежде, чем упасть. Кроме того, в отличие от других пластиков (и в том числе ПВХ) горение поликарбоната не сопровождается выделением ядовитых веществ (продукты горения поликарбоната не опаснее продуктов горения древесины). И наконец, образующиеся при горении панелей отверстия способствуют отводу дыма, что весьма благоприятно в ситуации пожара. Таким образом, пожарные ведомства не имеют претензий к сотовому поликарбонату, следствием чего является его широкое применение в качестве материала для остекления и покрытия жилых и общественных зданий, рынков, вокзалов, выставочных комплексов, АЗС и т.д.
Применение сотового поликарбоната
Сотовый поликарбонат, благодаря повышенной прочности, возможности создания арочных и купольных конструкций, хорошей тепло- и звукоизоляции, красивому внешнему виду, наряду с прозрачностью и равномерным рассеиванием света необычайно популярен в строительстве. Он широко применяется в качестве прозрачного теплоизоляционного кровельного материала для строительства рынков, ангаров, торговых и выставочных комплексов, павильонов, спортивных сооружений (начиная с бассейнов и теннисных кортов и заканчивая стадионами). Фонари и вертикальное остекление производственных зданий, остекление балконов, теплиц, оранжерей, зимних садов, кровли автостоянок, автомоек, остановок общественного транспорта, летних кафе - во всех этих конструкциях сотовый поликарбонат проявляет себя как нельзя лучше. С эстетической точки зрения ячеистый поликарбонат вносит в городскую архитектуру лёгкость и «воздушность», и при большой насыщенности городов кирпичными и бетонными строениями «разгружает» городской ландшафт, делая его ещё более современным и привлекательным.
В производстве наружной рекламы сотовый поликарбонат особенно актуален при изготовлении крупногабаритных вывесок с внутренней подсветкой. Размеры листов позволяют изготавливать вывески длиной 4, 6, 9, 12 метров без стыков. Использование сотового поликарбоната к тому же упрощает и существенно облегчает рекламную конструкцию.
Довольно часто производство наружной рекламы плавно переходит в комплексное оформление фасадов зданий, а изготовление интерьерной рекламы - в комплексное оформление помещений. Сотовый поликарбонат оказывает здесь неоценимую услугу. Он позволяет изготавливать не только нестандартные вывески в самом широком понимании, но также козырьки-вывески и навесы, элементы дизайна и интерьерной архитектуры (например, сводчатые потолки с внутренней подсветкой, декоративные перегородки) и т.д.
Применение ячеистого поликарбоната в оформлении АЗС стало доброй традицией. Навесы - арочные, двухскатные и более сложной формы, выполненные в различной цветовой гамме, неизменно привлекают внимание автомобилистов. Одновременно с этим такие конструкции могут выполнять и функцию рекламоносителя, в том числе и с внутренней подсветкой - что не только удобно и экономично в исполнении, но и великолепно выглядит и сохраняет общую согласованность с требованиями техники безопасности, предъявляемым к АЗС.

Автор: Нелли Никульшина, компания "ПРИЗМА-ПЛАСТИК"

Сварка Сварка соединяемых поверхностей из синтетических материалов производится в термопластическом состоянии материала, так что и сваривать можно только такие синтетические материалы, которые переводятся в это состояние достаточно высокой вязкости. К ним относятся в большинстве случаев аморфные и частично кристаллические термопласты, поскольку они имеют достаточно высокие молекулярные веса. Для этого в особенности подходит экструзионное органическое стекло. Блочное органическое стекло можно сваривать лишь условно при использовании вспомогательных материалов, так как при нагревании с трудом можно достичь удовлетворяющего термопластического состояния. Даже дополнительное повышение температуры не способствует достижению требующегося размягчения, а обуславливает разрушение, а затем образование пузырей вследствие испаряющегося метилметакрилата.
Тщательный подбор температуры нагревания, давления и времени нагревания представляется необходимым для того, чтобы достичь оптимальной сварки синтетических материалов. При слишком длительном воздействии температуры сварки возникает опасность термического повреждения. Следует учитывать также сморщивание синтетического материала при охлаждении, которое носит более значительный характер, чем у металлов. При охлаждении не следует прибегать к мерам по устранению сморщивания во избежание внутренних напряжений, остающихся после сварки, это значит, что недопустимо принудительное охлаждение водой или сквозняком. Правила осуществления сварки без возникновения внутренних напряжений состоят в следующем:
- равномерное нагревание зоны сварки;
- нагревание достаточно большого объема материала;
- медленнее и равномерное охлаждение;
В частности, в случае с акриловым стеклом после процесса сварки требуется обжиг.
4.1 Последовательность осуществления процесса при сварке Процесс сварки обычно можно подразделить на следующие этапы работы
- подготовка свариваемых поверхностей;
- нагревание зоны сварки;
- приложение давления, необходимого для осуществления сварки;
- охлаждение сварного шва;
- окончательная обработка сварного шва.
4.2 Способы сварки Нагревание свариваемых деталей можно осуществлять с помощью подвода тепла, конвекции, облучения, а также внутренним и наружным трением. Исходя из этого, выявляются многочисленные способы сварки. Способы, связанные со сваркой органического стекла, представлены способом тепловой газовой сварки, способом сварки с применением нагревательных элементов, ультразвуковым способом сварки, способом сварки при трении (ротационная, а также вибрационная и линейная сварка).
4.2.1 Термическая газовая сварка В большинстве случаев термическая газовая сварка производится вручную, и поэтому требует значительной доли опыта и мастерства. Перенос тепла осуществляется нагретым газом, при этом используется преимущественно сухой и не содержащий масла воздух. Аппараты, нагреваемые газом, уже не имеют решающего значения, как это бывает в случае с электрическим способом нагреваемыми аппаратами с возможностью электронного управления; при работе на стройке применяют также электрические аппараты со встроенной воздуходувкой.
4.2.1.1 Термическая газовая сварка
с помощью колебательных движений насадки При термической газовой сварке с выполнением насадкой колебательных движений сварочный аппарат и сварочный припой подводятся вручную. Скошенный конец сварочного припоя удерживается в начале сварного шва и нагревается вместе с основным материалом. При этом форсунка колебательными движениями ведётся по направлению шва, так что поток горячего воздуха распределяется на основной материал и сварочный припой. С помощью давления, прикладываемого по возможности в вертикальном направлении, сварочный припой ведут в направлении сварного шва. При этом он нагревается в нижнем изогнутом диапазоне. Необходимо учитывать:
- равномерное распределение тепла с помощью соответствующих колебательных движений,
- вертикальный подвод сварочного припоя,
- соответствующим образом соразмеренное приложение давления через посредство сварочного припоя.
4.2.1.2 Термическая газовая сварка
при подтягивании сварочного припоя При термической газовой сварке с подтягиванием сварочного припоя (называемой также скоростной сваркой) основной материал и сварочный припой нагреваются до их соприкосновения.
При сварных швах большего размера предпочтительно применение профилированных стержней, пригнанных к форме шва (например, трёхгранные стержни в случае с V-образными швами). Сварочный припой нагревается в тянущей форсунке и с помощью клювообразной насадки в нижней части форсунки вдавливается в сварной стык. В результате движения форсунки вперёд сварочный припой подтягивается, как правило, автоматически.
При необходимости сварочный припой нужно подтолкнуть рукой, чтобы избежать растяжения вследствие трения в форсунке. Скорость осуществления сварки приблизительно в 3-4 раза выше, чем при сварке с помощью колебательных движений насадкой. Требующееся для сварки давление можно прикладывать равномернее и более несложным способом. Поэтому предпочтение отдаётся термической газовой сварке с подтягиванием сварочного припоя, а не термической газовой сварке с помощью колебательных движений форсункой. Однако этот способ не всегда можно применить в труднодоступных местах.
4.2.2 Сварка с использованием
нагревательных элементов Обе соединяемых детали нагреваются на стыковых поверхностях с помощью нагревательного элемента и свариваются при приложении усилия. Во всех способах сварки с помощью нагревательных элементов аналогичным представляется временной параметр приложения усилия. При времени, необходимом для ассимилирования, прикладывается давление ассимилирования, при этом стыкуемые поверхности прижимаются к нагревательному элементу.
При низком давлении разогревания обе детали нагреваются в зоне сварки до достижения пластифицирования. Время перенастройки предназначено для отведения нагревательного элемента. С целью выдерживания как можно более низкого диапазона температур обе свариваемые детали быстро подводятся друг к другу, при этом давление стыкования прикладывается до тех пор, пока в месте сварки не образуется наплыв. Давление стыкования выдерживается в течение времени, необходимого для охлаждения. Сварка считается законченной при охлаждении обрабатываемого изделия до температуры окружающей среды.
4.2.3 Ультразвуковая сварка Соединяемые плоскости приводятся в колебательное движение под действием ультразвука. При этом механическая вибрация обуславливает внутреннее нагревание и трение пограничных поверхностей на площади стыка, которое нагревает элемент конструкции. По этой причине соединяемые поверхности привариваются друг к другу в условиях приложенного давления.
4.2.4 Сварка трением При сварке трением нагревание, необходимое для пластифицирования (оплавления) соединяемых деталей, достигается в результате трения.
а) ротационная сварка
Условие осуществления этого способа состоит в том, чтобы, по крайней мере, одна из соединяемых деталей была ротационно-симметрична, т.е. соединяемая поверхность должна иметь форму круга, конуса или другую соответствующую форму. Ротационно-симметричная соединяемая деталь приводится во вращательное движение, тогда как другая деталь фиксируется. Притом, что свободно вращаемая деталь под действием как можно более высокого давления прижимается к зафиксированной соединяемой детали в процессе торможения, образуется теплота трения, которая обеспечивает быстрое приваривание. Если необходимо снять нарост, образующийся во время сварки, то следует учесть, что этот процесс приводит к уменьшению прочности на растяжение.
б) вибрационная и линейная сварка
Вместо непрерывных вращательных движений, как при ротационной сварке, при вибрационной и линейной сварке необходимое нагревание создают движения, направленные линейно или под углом навстречу друг к другу. При этом обе соединяемые детали одновременно прижимаются друг к другу. Теплота, образующаяся в результате этого процесса, приводит к размягчению, а значит, и к привариванию. В конце процесса сварки соединяемые детали выравнивают с целью достижения конечного положения.