литьевой пмма что это
Оргстекло: описание,виды,марки,характеристика,производство,склейка
Органическое стекло или полиметилметакрилат – виниловый полимер, полученный синтезом метилметакрилата, представляет собой прозрачный термопластичный материал. Оргстекло имеет множество названий, наиболее популярные – акрил, поликарбонат, плексиглас и другие.
Материал был изобретен в начале XX века Отто Ромом, что стало настоящим переворотом в химии. Благодаря этому открытию появились не только новые технологии, но и новые сферы производства. Сегодня материал используется очень широко в машиностроении, строительстве и медицине. Он стал незаменимым в архитектуре и дизайне, трудно представить себе производство мебели, часов, приборов без использования оргстекла.
Отличительные особенности оргстекла
Оргстекло обладает рядом достоинств, которые с успехом используются в самых разных областях производства. Основными из них являются:
Органическое стекло помимо достоинств имеет и ряд недостатков. Прежде всего, это слабая устойчивость к механическим повреждениям и горючесть.
Кроме того, оно требует специального ухода, например, для обработки нельзя использовать спирт и ацетон. Но несмотря на некоторые «неудобства», органическое стекло прочно вошло в нашу жизнь и захватывает все новые и новые области.
Технические характеристики органического стекла
Органическое стекло – это экологичный и безопасный материал. Он приблизительно вдвое легче обычного стекла.
Оргстеклу можно придавать самые разные формы, не нарушая при этом оптические свойства материала. Органическое стекло имеет следующие технические характеристики:
Оргстекло – материал, который легко поддается обработке – распилу, фрезеровке, шлифовке. В сочетании с высокой термопластичностью это открывает широкие возможности для его использования. Материал не только обладает превосходными свойствами, но и долго сохраняет их в процессе эксплуатации, поэтому он и получил такое широкое распространение.
Марки
Листовое светотехническое оргстекло производят марок:
СЭП – прозрачное, остальные марки – замутненные.
Техническое отечественное оргстекло производится пластифицированное (ТОСП) и непластифицированное (ТОСН).
ТОСП, в свою очередь, может быть предназначено для:
Согласно ГОСТ 10667-90, листовое оргстекло также маркируется: СО (органическое), затем указывают температуру, при которой полимер размягчается (например, 95, 120, 133) и буквенное обозначение, указывающее на область применения (К – конструкционное, А – авиационное).
Оргстекло ТОСП
Техническое оргстекло отечественного производства, изготавливается в соответствии с требованиями ГОСТ 17622-72, TУ 2216-271-05757593-2001. Согласно данному стандарту данный материал может выпускаться:
Хорошо поддается механообработке. Пластификаторы, входящие в состав, повышают пластичность, немного уменьшают температуру размягчения полимера.
Согласно ГОСТу технические характеристики ТОСП:
Оргстекло ТОСП – наиболее популярное, применяется в самых разных областях: от декора и быта до деталей различного назначения в промышленности.
Органическое стекло ТОСН
По ГОСТ 17622-72 органическое стекло ТОСН (непластифицированное) имеет следующие технические характеристики:
Пластик характеризуется высокой стойкостью к нагрузкам, не поддается обработке формованием. Выдерживает большую температуру эксплуатации, нежели ТОСП (90 против 80 градусов по Цельсию).
Преимущества
Следует указать на ряд преимуществ плексигласа. Среди них:
Недостатки
Стекло органическое вступает во взаимодействие с разведенными плавиковой и цианистой кислотами, а также концентрированными кислотами: серной, азотной, хромовой. Растворителями органического стекла являются хлорированные углеводороды (трихлорметан, дихлорэтан, хлорметан), альдегиды, кетоны, эстеры. Кроме того, на материал оказывают воздействие спирты: бутанол, этанол, метанол, пропанол. При этом непродолжительное взаимодействие 10% этилового спирта с оргстеклом допускается.
Виды оргстекла
Экструзия (выдавливание) и литье — способы изготовления органического стекла. По способу изготовления конечный продукт называют литым либо экструзионным. Метод производства влияет на особенности пластика, вводит ряд ограничений по его использованию.
По внешнему виду оргстекло классифицируют на:
Купить оргстекло можно в виде готового изделия, либо полуфабриката. На рынке представлены:
Для определения способа изготовления следует ознакомиться с маркировкой готового материала:
Экструзионное
Экструзионное оргстекло из полиметилметакрилата (ПММА) отличают слабые межмолекулярные связи (низкомолекулярное). Из-за этого его используют для изделий с простыми формами. Экструзионное оргстекло изготавливают методом непрерывного выдавливания расплавленной массы, состоящее из гранул ПММА, сквозь щелевую формообразующую «головку» экструдера. Затем охлаждают, режут на части, согласно заданным размерам. Изготовление экструзионного оргстекла осуществляют на экструдерных линиях. Процесс изготовления — непрерывный.
Экструзионное оргстекло отечественного производства маркируется: СЭП, ACRYMA.
Литьевое
Блочный или литой прозрачный термопласт характерен более прочными межмолекулярными связями (высокомолекулярное). Это позволяет получать продукцию с улучшенными, в сравнении с экструзионным, показателями. Литое оргстекло имеет гладкую поверхность, высокую прозрачность, стойкость к удару, устойчивость к возникновению трещин. Его можно полировать, формовать. Литое органическое стекло термоустойчиво. Допускается возможность вторичной переформовки изделий. Также литое оргстекло характеризуется более высокой химической устойчивостью, высокой стабильностью толщины.
Метод изготовления литого оргстекла — заливка жидкого мономера ММА между 2-мя плоскостями из стекла с последующей полимеризацией, затвердением. При производстве блочного оргстекла разнотолщинность достигает 30%, а усадка в процессе нагрева ― 2%.
Литьевое оргстекло отечественного производства маркируется: ТОСП, ТОСП-Н, ТОСП-У, ТОСН.
Листовое
Производится листовое органическое стекло в соответствии с требованиями ГОСТ 10667-90.
Листовое светотехническое стекло производится по ГОСТ 9784-75. Для придания требуемых технических характеристик при производстве в состав вводят поливинилхлорид или полистирол (для придания светорассеяния различной степени).
Размеры листов: толщина 0,8-30 мм, длина – 100-1600 мм, ширина 100-1400 мм. Можно купить и другие размеры.
Встречается на рынке полимеров матовое оргстекло, или двойной сатин. Посредством дополнительной механической обработки материал приобретает шероховатую, матовую поверхность. Также данный эффект можно получить благодаря введению в состав специальных добавок. Светопропускная способность матового листа – от 20 до 70 %, тогда как обычного листового – до 92%.
Область применения листового органического стекла очень обширна: рекламные вывески, перегородки, декоративные элементы и многое другое.
Стержни из оргстекла (прутки)
Полимерный круглый либо квадратный пруток, изготовленный по ГОСТ 17622-72 и другим тех. условиям. Поставляется пластик: матовым, прозрачным, окрашенным.
Технические характеристики данной продукции соответствуют марке плексигласа, из которого изделие произведено.
Для квадратных стержней диаметр описанной окружности от 10 до 40 мм. Круглые стержни поставляются с диаметром от 2 до 100 мм. Стандартная длина прутка – 2 метра. По согласованию с заказчиком, размеры могут меняться.
Применяются стержни из оргстекла в разных областях: реализация дизайнерских решений, предметы декора, мебельная промышленность, изготовление некоторого оборудования и т.п.
Технология производства
Оргстекло производится путем экструзии или литья. Его свойства меняются в зависимости от того как оно было сделано. Стекло разделяют на литое и экструзионное.
Технология изготовления экструзионного материала подразумевает выдавливание расплавленной массы под давлением. В результате она уплотняется и застывает. Для изготовления литого стекла масса заливается в форму. В качестве ее верхнего и нижнего заграждения служат 2 листа силикатного стекла. После затвердевания массы форма разбирается и образованный лист извлекается.
Применяемая технология производства напрямую влияет на качество получаемой продукции. К примеру, изделия сделанные путем пропускания через экструдер имеют разбежность всего до 5% по заданной толщине. В то же время, литое оргстекло может быть тоньше или толще на 30%. Материал, полученный путем экструзии, лучше склеивается. Уровень его усадки при нагреве доходит до 6%. Литое органическое стекло обладает большей химической устойчивостью и ударопрочностью. Температура его плавления как минимум на 20°С выше. Уровень усадки литого материала доходит до 2%.
Медицинские технологии используют оргстекло
Органическое стекло обладает хорошей степенью совместимости с тканями человека и используется при изготовлении жестких внутриглазных линз. Акриловые линзы имплантируют в глаза, когда оригинальная линза удалена в результате лечения лечении катаракты. Контактные линзы, а также линзы для очков также используют оргстекло.
Из-за вышеупомянутой биосовместимости с человеческим организмом, полиметилметакрилат является широко используемым материалом в современной стоматологии. Особенно широко распространен материал при изготовлении искусственных протезов, зубов и ортодонтических приборов.
Склейка оргстекла
Процесс склеивания элементов из органического стекла сопровождается рядом трудностей. Дело в том, что материал может иметь различный химический состав. Под тем, что обычно подразумевается под оргстеклом, может приниматься акрил, полипропилен, полистирол или поликарбонат. Это разные по химическому составу материалы, поэтому для одних определенный тип клея подходит, а для других является бесполезным.
Для склейки оргстекла могут применяться:
Реакционный клей является самым удобным при работе. Он позволяет создать прозрачный шов, эффективно скрепляющий элементы между собой. Уровень токсичности клея самый низкий в сравнении с растворителями или контактными составами.
Более дешевым решением является использования растворителей. Применение таких материалов позволяют получать качественное склеивание, но процесс затвердевания соединения происходит дольше. В небольшое количество растворителя добавляется стружка оргстекла, с которым приходится работать. В результате она растворяется, что позволяет получить клейкую массу. Раствор применяется для скрепления. Также можно просто наносить растворитель на детали, которые нужно соединить. Они сжимаются между собой, растворяются по краям и свариваются в монолитную конструкцию.
Самое слабое соединение дает контактный клей. Это могут быть «супер клеи», эпоксидная смола. Использование таких компонентов дает очень слабый результат. Детали распадаются даже при слабом механическом давлении.
Продукция из оргстекла
Оргстекло – ценится универсальностью во всем мире. Оно может быть изготовлено с множеством различных функциональных свойств, обеспечивая высокую светопроницаемость, рассеивание света, скрининг зрения, отражение тепла, теплоизоляцию, отражение звука и т. д.
Неплохое противостояние атмосферным явлениям, прозрачная структура и определенная прочность гарантируют длительный срок эксплуатации оргстекла во многих продуктах. Поэтому оргстекло это идеальный материал для всех проектов на открытом воздухе.
Продукция из оргстекла имеет весомую долю элегантности, характеризуется блеском и предлагается в насыщенной цветовой палитре. С этими атрибутами она обращает внимание на все внутренние элементы декорации и дизайнерские объекты.
Продукция из оргстекла обладает 30-летней гарантией. Прозрачные твердые листы, многослойные листы, гофрированные листы, блоки, трубы или другие элементы, не будут иметь пожелтение и сохраняют высокий уровень пропускания света в течение 30 лет, при условии приобретения высококачественного продукта.
Оргстекло на страже будущего
Среднегодовое увеличение темпов потребления акриловых пластиков составляет около 10%. Прогнозируется будущий ежегодный темп роста около 5%. Несмотря на то, что акриловые пластики являются одним из самых старых пластиковых материалов, используемых сегодня, они по-прежнему обладают такими же преимуществами оптической прозрачности и устойчивости к наружной среде, что делает их прекрасным материалом для многих сфер применения.
PMMA-пластик (REC Сast): параметры печати, свойства и характеристики
REC Сast — специализированный материал, предназначенный для 3D-печати выжигаемых литейных мастер-моделей.
Основные преимущества и недостатки REC CAST (PMMA)
При всех своих возможностях технологии 3D-печати не всегда могут, да и не всегда должны заменять литье. С другой стороны, 3D-принтеры могут быть серьезным подспорьем в литейном деле, если только на руках имеются подходящие материалы. Для того чтобы что-то отлить, нужно изготовить литейные формы, а чтобы изготовить литейные формы, нужно сначала как-то получить модель изделия, которое предстоит отлить.
При литье по выжигаемым или выплавляемым моделям есть разные варианты. В зависимости от сложности изделий мастер-модели обычно либо прессуются из воска, либо фрезеруются из того же воска или подходящих полимеров. Первый вариант подходит тогда, когда речь идет об относительно простых и массовых изделиях. Второй позволяет получать более сложные заготовки, но все равно ограничен в гибкости и при этом весьма трудоемок, зачастую требуя изготовления мастер-моделей по частям с последующей подгонкой и склейкой.
Здесь как раз как нельзя лучше подходит 3D-печать: с помощью 3D-принтера можно изготовить полимерную модель сложной формы, затем облачить ее в гипс и опоку, а потом провести термообработку, одновременно запекая оснастку и выжигая полимерную начинку. В итоге получается цельная пустотелая форма, готовая к заливке. Нужен лишь специальный, подходящий выжигаемый пластик, и мы его создали.
Образец 3D-печатной мастер-модели из REC Cast
Материал называется REC Cast и состоит из полиметилметакрилата (он же органическое стекло, он же акрил) с добавлением специальных пластификаторов. По очевидными причинам одно из главных требований к выжигаемым/выплавляемым литейным материалам — это низкая зольность. Филамент REC Cast прошел испытания в исследовательском центре МГУ: термогравиметрический анализ в динамической атмосфере воздуха показал, что массовая доля золы, остающейся после выжигания 3D-печатой модели при температуре порядка
405°С, не превышает 0,1% от начальной массы, а это отличный результат.
Помимо всего прочего, это еще и относительно недорогой материал, особенно если сравнивать с фотополимерными аналогами, а для 3D-печати подойдут дешевые настольные FDM 3D-принтеры, доступные даже любителям. Работа с этим материалам тоже не отличается особой сложностью — в этом плане REC Cast примерно сопоставим с АБС-пластиком, одним из наиболее популярных полимеров в арсенале энтузиастов 3D-печати.
Образец изделия, полученного литьем по выжигаемой мастер-модели из REC Cast
Хотя REC Cast и предназначен в первую очередь для 3D-печати литейных моделей, для него можно найти и другие применения. Например, можно печатать прозрачные или полупрозрачные изделия — панели светильников, модельные фары и тому подобное. ПММА обладает достаточно высокой прочностью, включая ударную (не зря оргстекло зачастую заменяет обычное стекло), а также стоек к воздействию ультрафиолетового излучения, что немаловажно, если задумана эксплуатация на открытом воздухе.
ПММА легко воспламеняется, устойчив к жирам и маслам, а также слабым кислотам и щелочам, но уязвим к хлорированным углеводородам. Главные недостатки — высокая термоусадка, как правило требующая использования 3D-принтеров с термокамерами, и высокая токсичность при чрезмерном нагревании, не позволяющая использовать материал в производстве посуды, утвари, контейнеров и других изделий, контактирующих с горячими пищевыми продуктами. В холодном виде ПММА безопасен и даже используется в производстве контактных и интраокулярных линз (имплантируемых искусственных хрусталиков).
Общие характеристики REC Cast (PMMA):
Механические характеристики REC Cast:
Рекомендации по подготовке к 3D-печати PMMA (REC Cast)
Если вы уже печатали АБС-пластиком, особых проблем быть не должно. Мы рекомендуем печатать при температуре хотэнда в пределах 225-245°C и обязательно с подогревом столика до 90-110°C — это поможет бороться с термоусадкой и вытекающими нежелательными эффектами вроде деформаций, расслоения или попросту отрыва модели от столика.
Дополнительным и настоятельно рекомендуемым подспорьем в борьбе с преждевременной усадкой служат закрытые камеры, помогающие поддерживать повышенную фоновую температуру и защищающие от неравномерного остывания из-за сквозняков. Само собой разумеется, обдув укладываемого материала следует отключить. Активные термокамеры с принудительным подогревом и циркуляцией воздуха — несомненный плюс, но можно обойтись и обычной закрытой камерой. Для повышения адгезии с рабочей поверхностью желательно использовать клеи или лаки, такие как The3D.
Так как REC Cast предназначен конкретно для аддитивного производства мастер-моделей, в точности задающих облик итоговых литейных изделий, огромное значение играет постобработка. Чтобы сделать этот процесс менее трудоемким, при изготовлении моделей сложной формы можно прибегнуть к комбинированной 3D-печати с растворимыми опорными структурами, используя для этой цели полистирол, например филамент REC HIPS. В этом случае потребуется 3D-принтер с двумя экструдерами. По завершении 3D-печати полистироловые поддержки можно растворить в лимонене (на REC Cast лимонен не действует), а затем уже приступать к финишной обработке поверхностей (об этом чуть ниже).
Рекомендуемые настройки для 3D-печати материалом PMMA (REC Cast):
Хранение PMMA (REC Cast)
Оргстекло хорошо известно своей гигроскопичностью, то есть способностью набирать влагу. Повышенная влажность, в свою очередь, отрицательно влияет на межслойную адгезию, качество поверхностей и стабильность подачи полимерного расплава. По этой причине неиспользуемый филамент настоятельно рекомендуется хранить в герметичных пластиковых пакетах или контейнерах, предварительно поместив внутрь пакетик силикагеля.
При необходимости филамент можно просушить непосредственно перед 3D-печатью с помощью фруктосушилки, электрической духовки, конвекционной камеры и других подходящих устройств. Рекомендуемый режим — выдержка при 60°С в течение восьми или более часов. Превышать рекомендуемую температуру категорически не рекомендуется, так как это может привести к повреждению филамента, а в экстремальных случаях и к выделению токсичных веществ (см. раздел «Безопасность» ниже).
Если на филаменте накопилась пыль, ее необходимо удалить во избежание образования нагара в хотэнде и сопле. Сделать это можно прямо во время 3D-печати, пропуская филамент через простые, самодельные поролоновые фильтры (например, такой или такой).
Подробнее о хранении и сушке филаментов из разных материалов рассказывается в статьях по ссылкам ниже:
Постобработка PMMA (REC Cast)
REC Cast — твердый полимер, хорошо поддающийся шлифованию и полировке, но при этом способный образовывать трещины при резке, сверлении и фрезеровании. При желании или необходимости постобработку можно провести сразу на отлитом изделии, но это уже на усмотрение пользователей.
Наиболее популярные варианты для склейки — это цианоакрилат (супер-клей) и дихлорэтан. Последний можно использовать в чистом виде, либо в виде клея из раствора ПММА в дихлорэтане. Другие варианты включают дихлорметан и трихлорметан (он же хлороформ). Имейте в виду, что при испарении растворителя будет образовываться налет, так что тот же дихлорэтан можно использовать для сглаживания поверхностей и даже получения глянца, но ценой снижения прозрачности.
Литье по выжигаемым моделям из REC Cast (PMMA)
Процесс 3D-печати, постобработки, подготовки и непосредственно литья подробно описан и проиллюстрирован в материале по этой ссылке.
Безопасность REC Cast (PMMA)
В обычных эксплуатационных условиях материал совершенно безопасен. С другой стороны, при чрезмерном нагревании оргстекла происходит испарение мономера, то есть метилметакрилата, а это весьма токсичное вещество, угнетающее центральную нервную систему, печень и почки, способное вызывать различные аллергические реакции, а также вызывать головную боль и тошноту. Соответственно, при 3D-печати материалом REC Cast и выжигании необходимо не забывать о токсичных испарениях и соблюдать технику безопасности — работать в хорошо проветриваемом помещении и по возможности оборудовать возле 3D-принтера и рабочего места вытяжку. При работе с растворителями не пренебрегайте дополнительной защитой для глаз и рук.
Сертификаты безопасности публикуются в специальном разделе нашего сайта.
Испытания REC Cast (PMMA)
Наша компания последовательно проводит испытания выпускаемых филаментов для 3D-принтеров. С отчетами об испытаниях* REC Cast можно ознакомиться по ссылкам ниже:
*все испытания проводились на напечатанных образцах с толщиной слоя 0.2мм
Поставки полимеров пластиковой и выдувной тары
ПММА полиметилметакрилат Acrypet
ПММА (полиметилметакрилат) производства Mitsubishi Rayon Group
Acrypet – высококачественный аморфный термопластик (оргстекло). Имеет высокую прозрачность, жесткость, электроизоляционные свойства, стоек к слабым кислотам, растворам щелочей и солей, спиртам, воде, маслам, жирам, автомобильному топливу.
ПММА (Полиметилметакрилат) это оргстекло, которое является аморфным термопластиком. Особенность материала заключается в его отличных оптических свойствах (абсолютная прозрачность в видимом человеком диапазоне). Данная особенность ПММА (оргстекла) позволила материалу стать одним из наиболее востребованных на промышленном рынке нефтехимии продуктов.
ПММА применяется для производства большого количества продукции: детали для автомобиле и авиа строения, рекламная индустрия, строительство и производство станков, в оптике и медицине.
ПММА – высококачественный аморфный термопластик. (плотность = 1,13 – 1,19 г/см3). Исключительные оптические свойства (в видимой, УФ и ИК-областях спектра) и возможность различных модификаций обеспечивают широчайшее применение данного материала в светотехнике, оптике, строительстве, рекламе, сантехнике. Положительным фактором является высокая жесткость материала, электроизоляционные свойства, прочность при растяжении и стойкость к кислотам и механическим воздействиям.
ACRYPET оргстекло
Одной из самых известных марок полиметилметакрилата является ACRYPET (акрипет). Производится эта марка компанией Mitsubishi (ведущим разработчиком и производителем полимеров из акрила и метакриловой смолы)
В марке ACRYPET объединены все лучшие свойства оргстекла ПММА