Методы обработки листового вспененного и сплошного поливинилхлорида

В предыдущих статьях был представлен материал о листовых материалах из вспененного и сплошного поливинилхлорида (ПВХ). Широкий спектр ПВХ пластиков предполагает их различие по техническим и эксплуатационным характеристикам. В зависимости от вида материалов методы их обработки отличаются и поэтому необходимо хорошо представлять себе, как работать с тем или другим видом этих материалов.

Наиболее распространенными из этих материалов являются вспененные пластики. Они подразделяются на два вида - свободновспененные и вспененные пластики, покрытые с обеих сторон тонким слоем сплошного ПВХ. Методы работы и технологические условия обработки этих двух видов несколько отличаются друг от друга.

Свободновспененные ПВХ пластики на российском рынке представлены такими марками, как SIMOCEL-AS, SIMOPOR, SIMOPOR LIGHT ("SIMONA" Германия), OCTALIGHT ("KLOCKNER PENTAPLAST" Германия), KOMATEX ("KOMMERLING" Германия), VEKAPLAN SF ("VEKA" Германия), FOREX-classic ("AIREX" Швейцария), INTEFOAM ("INTERPLAST" США), PALIGHT-S ("PALRAM" Израиль).

ПВХ пластики, состоящие из внутреннего вспененного слоя и с обеих сторон покрытые тонким слоем сплошного ПВХ, представлены следующими марками - COPLAST-AS, COPLAST-AS-X ("SIMONA" Германия), KOMACEL ("KOMMERLING" Германия), VEKAPLAN S ("VEKA" Германия), FOREX-pam ("AIREX" Швейцария), INTECEL ("INTERPLAST" США), PALIGHT-2001 ("PALRAM" Израиль).

Сплошные листовые пластики представлены на российском рынке марками PVC-D ("SIMONA"), VEKAPLAN K ("VEKA"), KOMADUR ("KOMMERLING"). Прозрачные ПВХ пластики представлены марками PVC-GLAS ("SIMONA"), VEKAPLAN KT ("VEKA").

Все перечисленные пластики могут подвергаться машинной и ручной обработке, не требуя большого разнообразия механизмов и инструментов. Это такие методы, как пиление, сверление, фрезерование, шлифование, крепление гвоздями, винтами, склеивание, сварка, термо-, пневмо- и вакуумформование.

В первую очередь необходимо сказать о высоких тепло- и звукоизоляционных свойствах вспененных ПВХ пластиков. Использование таких пластиков предполагает монтирование различных рекламных строительных и интерьерных конструкций и, таким образом, их многократную механическую обработку. В таблице 1 приведены коэффициенты теплопередачи (К) и величины звукопоглощения для ПВХ пластиков различной толщины.

Механическая обработка листов ПВХ пластиков может проводиться с использованием различных инструментов, используемых при обработке дерева или металла. При этом окружные и линейные скорости вращения или продвижения инструмента должны быть такими, чтобы не вызывать нагрев материала до его плавления. Оптимальные высокие скорости обработки не должны вызывать перегрева как материала, так и инструмента. Следует использовать всегда хорошо наточенные твердосплавные, износостойкие инструменты, изготовленные из "высокоскоростных" и "карбонизированных" сталей. Так как листовые ПВХ пластики обладают низкой теплопроводностью, необходимо обеспечить отвод тепла от места обработки через инструмент или посредством местного охлаждения струей сжатого воздуха.

Распиловка может производиться как ленточными, так и циркулярными пилами для дерева или металла. Однако некоторые конструктивные особенности характерны для пил, используемых для чистой и быстрой распиловки ПВХ пластиков. Косозубые пилы наиболее предпочтительны, так как они обеспечивают легкое и быстрое удаление образующихся опилок из рабочей зоны, что предохраняет материал от перегрева. При прямой резке лучше использовать циркулярные пилы. Для получения изогнутых и фигурных резок следует применять ленточные пилы (электролобзики). Для обеспечения чистой кромки и отсутствия сколов при распиловке расстояние между зубьями пилы должны уменьшаться с уменьшением толщины листового материала.

Ручная обработка листов ПВХ предполагает использование различных инструментов для работы с деревом или мягкими металлами - рубанки, напильники, наждачная бумага и др. Винты и гайки (после резьбования с помощью плашек и метчиков), шурупы, саморезы, и другие приспособления для механического скрепления отдельных частей можно использовать в одном месте не более 2-х раз из-за относительной "мягкости" материала.

Фрезерование производится высокоскоростными фрезами для металла при 500 об/мин и скоростью подачи 0,25 мм/об.

Сверление производится стандартными двухперьевыми сверлами для дерева или металла с параметрами указанными в таблице 3. При сверлении глубокие отверстия необходимо охлаждать сжатым воздухом и как можно чаще извлекать сверло для предотвращения перегрева материала. Расстояние сверления от края листа должно быть не менее 1,5 диаметров отверстия.

Сваривание ПВХ пластиков между собой может производиться:

• струей горячего воздуха с применением "фена";
• нагревом с помощью горячей пластины.

При сварке листов вспененного ПВХ первым способом рекомендуется скорость подачи горячего воздуха 40-45 литров в минуту и температура воздуха 340°С. При сварке сплошных и прозрачных ПВХ пластиков эти величины, соответственно, 45-50 литров в минуту и 350-360°С. При этом способе сварки следует внимательно следить за скоростью продвижения фена вдоль свариваемого участка. В зависимости от используемой насадки скорости продвижения могут значительно отличаться. Так для листов сплошного РVC-D ("SIMONA") скорость продвижения фена с использованием стандартной (круглой) насадки диаметром 3 мм - 20 см/мин, а при диаметре насадки 4 мм - 15 см/мин. Использование специальной (скоростной) насадки повышает скорость продвижения фена: при диаметре 3 мм - 35-40 см/мин, при диаметре 4 мм - 30-35 см/мин. При более быстром продвижении фена прогрев материала будет недостаточным для образования оптимального расплава и листы сварятся между с собой с недостаточным коэффициентом прочности сварного шва, который обычно в таких случаях должен составлять 0,5-0,7 от прочности исходного листа. В случае медленного движения фена возникает опасность перегрева места сварки - это также ослабляет сварной шов из-за процессов термической деструкции в полимерном материале. К тому же место сварки в этом случае обычно желтеет и даже, в крайнем случае, может обуглиться. Поэтому этот вид сварки могут с высоким качеством производить только опытные, специально обученные мастера.

Второй вид сварки с помощью горячей пластины обычно производиться на специальных сварочных автоматизированных аппаратах (в последнее время все чаще используют компьютор, например в машинах фирмы "WEGENER"). В этом случае опасность недогрева или перегрева листов практически отсутствует. В таблице 4 приведены оптимальные технологические параметры процесса сваривания листов вспененных, сплошных и прозрачных ПВХ пластиков.

При определенном навыке возможно сваривание листов ПВХ пластиков с помощью горячей пластины на ручном прижимном устройстве без автоматизации процесса, однако при этом необходимо контролировать все технологические параметры сварки.

Склеивание всех видов ПВХ пластиков возможно с помощью растворителей на базе тетрагидрофурана, метиленхлорида, дихлорэтана. Высокую адгезионную способность, в том числе при склеивании с другими материалами (кожа, дерево) проявляют контактные клеи на основе полихлоропрена, нитрилкаучука и других синтетических каучуков. Часто при склеивании ПВХ пластиков с другими материалами (камень, металл, керамика, дерево) используют 2-х компонентные реакционные клеи на основе эпоксидных смол, полиметилметакрилата или полиуретана. Для склеивания в течение короткого времени (мгновенные клеи) используют обычно однокомпонентные реакционные цианакриловые клеящие составы. (Продолжение следует).

Продолжение: Термоформование листовых ПВХ пластиков.