Чем и как склеить оргстекло или акрил?

Изделия из оргстекла встречаются нам буквально на каждом шагу. Они изготавливаются методом механической обработки, формовки, штамповки. Изделия, состоящие из нескольких деталей, редко выполняются методом разъемных соединений. Склеивание - наиболее распространенный способ сборки частей.

Основной причиной такой популярности стали высокие показатели прочности и качества шва, практически незаметного визуально. Но все эти преимущества напрямую зависят от опыта мастера и применяемых материалов – клеев. Итак, чем клеить оргстекло?

Классификация клеев для акрила

Клеи, предназначенные для склеивания оргстекла, делится на две группы:

1. Схватывающиеся по химическому типу (отверждающие двухкомпонентные клеи для оргстекла). Затвердение компонентов клеев этой группы происходит в результате химической реакции между ними. Сама реакция может активизироваться под воздействием одного из условий:

смешивания составляющих клея;
введением в смесь дополнительных активаторов или отвердителей;
подогревом;
обдувом увлажненным воздухом.

2. Схватывающиеся по физическому типу (лаки клеящие, ленты с нанесенным клеевым слоем, клеевые составы в виде раствора). Они содержат растворители, по мере испарения которых и происходит отвердение клеевой массы.

Особенности склеивания блочного и экструзионного оргстекла

Экструзионное и блочное оргстекло при склеивании ведут себя по-разному:

блочное органическое стекло относится к высокомолекулярным соединениям, поэтому оно слабо поддается воздействию чистых растворителей. Для склеивания оргстекла такого типа целесообразно применять полимеризуемые клеи: прочность шва достигает в этом случае 75% от прочности основного материала. Оптические характеристики места шва таковы, что изделие можно эксплуатировать на открытом воздухе без ущерба его внешнему виду. Хорошо ведут себя клеящие лаки: в процессе сушки растворитель из их состава испаряется медленно, давая достаточно времени для набухания полимера в клеевом шве. Соединенные таким образом детали из органического стекла почти начисто лишены внутренних напряжений, а, следовательно, и склонности к растрескиванию. При склеивании блочного оргстекла лаками предварительного отжига деталей не требуется (кроме случаев соединения труб);
экструзионное (низкомолекулярное) оргстекло склеивается либо тем же полимеризуемым клеем, либо клеями в виде растворов. Но такой тип материала требует предварительного отжига при температуре 60-80 градусов по Цельсию.

Технологии склеивания оргстекла в зависимости от применяемых видов клея

Процесс склеивания оргстекла разными клеевыми материалами имеет ряд общих операций.

1. Подготовка поверхности:

места склеивания должны иметь определенную шероховатость, поэтому первым делом их обрабатывают шлифовальной бумагой с зерном 320-400;
обработанные на первой операции места обезжириваются в соответствии с указаниями производителя клея;
при необходимости детали, предназначенные для склеивания, подвергаются отжигу;
для защиты поверхности деталей от воздействия растворителей их обклеивают защитной пленкой.

2. Подготовка клея (при использовании многокомпонентных клеевых составов)

3. Нанесение клея на поверхность

При выполнении этой операции общим требованием является контроль за равномерным смачиванием соединяемых поверхностей и одинаковой толщиной клеевого слоя на всей длине соединительного шва. Способ нанесения клея зависит от его вязкости.

выдержка, во время которой клей приобретает клеящую способность (время этой операции зависит от типа клея и указывается изготовителем);
состыковка и фиксирование соединяемых деталей.

При выполнении данной операции необходимо исключить возможные воздушные пузыри в шве. Не допускается накладка деталей с перекосами. Накладывать детали друг на друга следует осторожно, не допуская смазывания клеевого слоя. Состыкованные части должны быть надежно зафиксированы между собой посредством специальных приспособлений, которые помимо фиксации обеспечивают необходимое усилие сжатия. Клеевые растворы требуют большего давления, чем многокомпонентные в силу их значительной усадки при сцеплении.

выдержка до полного отверждения клея (в соответствии с соответствующей инструкцией производителя);
удаление фиксирующих приспособлений.

4. Окончательная обработка изделия

Данная операция заключается в выполнении окончательного отжига для повышения прочностных характеристик соединительного шва. Эта операция исключается в случае использования полиприсоединяемого клея.

Таков общий технологический маршрут склеивания органического стекла. Но в зависимости от применяемых клеевых систем процессы соединения деталей имеют некоторые различия.

Клеи в виде раствора

Такой тип клеев используется для склеивания узких, коротких и плоских деталей. На подготовительном этапе кромки обрезаются или фрезеруются. Поверхности часто подвергают дополнительной обработке методом тонкого шлифования, посредством цикли или путем многократного нанесения клея. Эти приемы позволят уменьшить впоследствии образование воздушных пузырьков.

Способы нанесения клея:

погружной метод является самым распространенным. Во время выполнения операции в клеевой раствор погружается одна из деталей, подлежащих соединению. Время погружения – до начала размягчения поверхности оргстекла;
капиллярный метод отличается от предыдущего тем, что сначала детали состыковываются, а затем при помощи тонкой канюли на края склеиваемых поверхностей наносится клей. Благодаря капиллярному эффекту клеевая масса автоматически всасывается в соединительный шов. Для гарантированного проникновения клеевого раствора в шов можно использовать распорную проволоку диаметром 0,3 мм.

Полимеризуемые и полиприсоединяемые клеи

В отличие от клеев-растворов, полимеризуемые и полиприсоединяемые клеи наносятся на поверхность таким образом, чтобы поверх соединительного шва получилось утолщение массы. Это необходимо по причине высокой степени усадки клея в процессе отвержения. Клеевой зазор при этом выбирается в пределах 0,2 – 0,5 мм. Фиксируют соединяемые детали:

при склеивании встык – на плоской пластине;
при соединении под углом – при помощи специальных приспособлений;
при склеивании по всей площади поверхности – с применением распорных блоков или проволок;
при склеивании деталей, имеющих полые пространства – допускаются различные расположения.

Отдельное требование при использовании полиприсоединяемых клеев: по причине отсутствия в их составе растворителей склеиваемые поверхности очищаются с особой тщательностью.

Клеящие лаки и клеящие ленты

Клеящий лак может наноситься при помощи тюбика, канюли, шприца или погружного метода. Исключение составляет капиллярный метод – его с лаками не используют. Количество клея, нанесенного на поверхности, должно обеспечивать его небольшой избыток, выступающий по обеим сторонам соединительного шва.

Клеящая лента экономически выгодна при склеивании акрила. Операция в этом случае выполняется быстро, главное, чтобы поверхность была хорошо очищена, обезжирена и просушена. Этот материал желательно применять на закрытых участках изделия (либо плохо просматриваемых).

Техника безопасности работы с клеем

Клеи и их составляющие (в частности, растворители) относятся к опасным веществам, которые могут привести как к потере здоровья работающего, так и возникновению пожара (иногда и взрыва).

Основные правила обращения с клеями

исключить присутствие на рабочем месте (или в месте хранения клеев) источников открытого огня или электронагревателей с отрытой спиралью;
не принимать пищу и не курить на рабочих местах;
работать в чистых, хорошо проветриваемых помещениях, в которых нет сквозняков;
над уровнем пола установить средства аспирации (пары растворителей тяжелее воздуха);
во время работы с клеями пользоваться средствами индивидуальной защиты (респираторами, перчатками, защитными очками).

Органическое стекло – удивительный материал, позволяющий воплотить в жизнь самые смелые дизайнерские фантазии. Но все они в конечном итоге оказываются в руках исполнителя, от мастерства которого и зависит качество и прочность изделия.