Методы изготовления светопрозрачных конструкций
22.03.2014 .г
Все методы изготовления светопрозрачных конструкций из плоских листов органического стекла включают в себя следующие технологические процессы.
1. Зажим листа по контуру и обеспечение необходимого давления по кромке, гарантирующего герметизацию и крепление при формовании. В зависимости от способа изготовления зажим листа может производиться как до, так и после его нагревания.
2. Разогрев листа до пластического состояния. Режим нагревания устанавливается в зависимости от сорта органического стекла, его толщины и конфигурации изделия. Обычно время, необходимое для нагревания листа толщиной 3- 5 мм, составляет 7-10 мин. На качество формования изделий большое влияние оказывает равномерный нагрев листов по всей площади.
При нагревании заготовок листов органического стекла происходит уменьшение линейных размеров (усадка), что необходимо учитывать при проектировании крупногабаритных изделий. Величина усадки зависит от температуры, времени нахождения в нагревательной установке, размеров листа и в среднем составляет около 2%.
3. Формование изделий на пресс-формах сжатым воздухом, вакуумированием или свободным выдуванием. Относительно небольшая высота изделий (250-400 мм) позволяет обрабатывать вакуумированием листы толщиной до 5 мм. Свободное выдувание позволяет использовать более толстые листы (до 10 мм) при незначительных давлениях воздуха (до 2 атм).
4. Охлаждение изделий и фиксирование приданной им формы. Формование изделий сопровождается образованием значительных внутренних напряжений, которые способны вызвать процессы деформации и коробления конструкций. Для уменьшения этих напряжений целесообразно принимать специальные меры, чтобы обеспечить достаточно равномерное остывание изделий после формования.
Сущность метода комбинированного вакуум-формования заключается в следующем: лист органического стекла, установленный и закрепленный на машине, нагревают до температуры 140-150° С и формуют пресс-формой, подаваемой вверх с помощью специального стола с одновременной герметизацией и вакуумированием пространства между листом и формой. Пресс-формы изготовляют из мягких пород дерева. Для ликвидации отпечатков структуры древесины на поверхности купола формы обтягивают тканью. Отформованный купол охлаждают сжатым воздухом, после чего форму опускают, купол снимают с машины и производят его окончательную обработку.
Более прогрессивен метод свободного выдувания, который позволяет на сравнительно простом технологическом оборудовании получать изделия с оптически правильной поверхностью, чего трудно достигнуть при использовании метода вакуум-формования.
Существенное преимущество метода свободного выдувания - то, что формообразование изделия происходит при незначительных давлениях; это позволяет освободиться от дорогостоящего прессового оборудования и изготовления пресс-форм.
Для изготовления куполов из органического стекла методом свободного выдувания используют специальные машины.
На этой машине в ЦНИИ промзданий была отработана технология изготовления куполов верхнего света различной конструкции.
На машине можно формовать изделия с максимальными габаритными размерами 940 х 1650 мм. Эти размеры с помощью специальных приспособлений могут быть уменьшены до любой величины.
Основные узлы машины:
1) опорная и зажимная рама;
2) подъемный стол с гидравлическим управлением;
3) электрокамины, оснащенные инфракрасными нагревателями с элементами индивидуального включения;
4) компрессор для подачи сжатого воздуха.
Технология изготовления куполов из органического стекла на этой машине сводится к следующему: лист органического стекла помещают на опорную раму и закрепляют прижимной рамой; по рельсам, расположенным вдоль верхней части машины, на лист накатываются электрокамины и включается обогрев. После нагревания листов до необходимой температуры стол машины поднимают и прижимают к нижней грани опорной рамы, создавая герметичное пространство между столом и листом; электрокамины отодвигают в первоначальное положение; через отверстия, расположенные в средней части стола, подают сжатый воздух, который раздувает заготовку листа органического стекла до необходимых размеров.
Качество готовых куполов зависит главным образом от равномерности нагревания заготовки по всей площади и точности регулирования давления воздуха, которое должно оставаться в подкупольном пространстве постоянным до охлаждения изделия и получения им необходимой жесткости. Точность и повторяемость форм куполов гарантируется специальным фиксатором высоты купола. Охлаждение купола производят сжатым воздухом через шланги или с помощью системы вентиляторов. Весь цикл изготовления одного купола составляет 15-20 мин.
Описанный выше способ позволяет получать купола с горизонтальными опорными площадками. В ряде конструктивных решений необходимо формовать опорную площадку куполов более сложного очертания с устройством капельника для сброса атмосферных осадков. В таких случаях применяют дополнительные приспособления в виде специальных рам. Одну из рам с профилем поперечного сечения, отвечающим профилю опорной площадки купола, устанавливают на стол. При подъеме стола лист вытягивается, образуя опорную часть купола заданного профиля. Фиксацию отформованной опорной площадки производят путем установки сверху листа специальной прижимной рамы, нижняя грань которой точно повторяет форму опорной площадки.
