Кое-что об органическом стекле

Для нанесения клея на детали обычно используют плоские художественные кисточки. Для ввода клея в шов, например, при соединении деталей встык, удобнее всего пипетки с длинными трубочками-носиками небольшого диаметра. Как нельзя лучше для этого годятся баллончики от глазных капель и медицинские иглы от шприцов (рис. 13, а). Кстати, в раструб на конце иглы хорошо и плотно входит хоботок от такого баллончика. Необходимо только конец иглы переточить на конус. Очень длинных и тонких игл я не встречал, а теми, которые имеются, не всегда достанешь до шва. Поэтому я специально изготовил длинную пипетку, которая показана на рис. 13, б. Здесь использованы стеклянный рейсфедер и маленькая резиновая медицинская груша.

Рис. 13. Пипетки для клея: а - короткая; б - длинная; 1 - игла от шприца; 2 - баллончик от глазных капель; 3 - стеклянный рейсфедер; 4 - резиновая груша

Горячим способом я ухитряюсь вытягивать у обычных стеклянных трубочек, рейсфедеров или глазных пипеток хоботки-носики любого диаметра (меньше исходного, конечно). Делаю я это так. В пламени газовой горелки раскаляю докрасна концы стеклянной трубки и отрезка проволоки. Когда стекло начнет плавиться и станет липким, касаюсь разогретым концом проволоки конца стеклянной трубки, которые прилипают друг к другу. Далее осторожно развожу трубку и проволоку в разные стороны, продолжая подогревать стекло. В результате трубку удается вытянуть в тонкую нить, при этом утонченная трубка остается трубкой, сохраняя отверстие. В разогретом виде хоботку придаю нужную форму, после чего его часть, прилипшую к проволоке, обламываю. Чем меньше диаметр конца трубки пипетки, тем ближе можно приблизить его к шву, тем меньше прольется клея на околошовную площадь, тем чище и аккуратней получится клееный шов.

Надо помнить, что следы от подтеков клея вокруг приклеенной детали удалить очень трудно, а чаще - невозможно. Но если уж случилась эта оплошность, капли клея следует немедленно убрать либо кусочком ваты, навернутой на конец спички, либо щепочкой, смоченной чистым растворителем. Убирают подтек одним мазком, причем без особого нажима. Ни в коем случае не повторяют мазок, так как легко нарушить размягченный подтеком поверхностный слой оргстекла и окончательно испортить изделие. Повторный мазок разрешается делать только после высыхания поверхности оргстекла.

Рис. 14. Пилка-резак из шлицовки

Рис. 15. Полировальные круги: а - войлочный; б - матерчатый; в - наждачный; 1 - нитяной шов; 2 - войлок; 3 - наждачная шкурка; 4 - диск из ДВП; 5 - слои материи

Следующий инструмент, который обязательно пригодится при работе с оргстеклом - пилка-резак (рис. 14). Делают его из шлицовки по металлу. По-моему, такая пилка со сменным лезвием есть у каждого домашнего мастера. Если конец полотна шлицовки заточить, как показано на рис. 14, то и получится пилка-резак. Пилка хороша тем, что полотно у нее тоньше, чем у ножовок другого типа, а потому резать ей будет легче, рез станет уже, время резки будет меньше, возможный скол получится аккуратней.

Шлифовка и полировка - завершающие операции обработки деталей из оргстекла. Выполняют эти операции на шлифовальных и полировальных кругах.

На рис. 15, а дан полировальный круг из войлока. Сделать его просто. Нарезают из обычного войлока несколько кругов-заготовок требуемого диаметра и скрепляют их нитками в один круг. Для придания рабочему кругу монолитности и жесткости круги-заготовки сшивают нитками, как по окружностям, так и по радиусам (см. рис. 15). Толщина и диаметр рабочего круга зависят от мощности двигателя и от высоты расположения оси двигателя над его основанием. Например, мощность моего двигателя 800 Вт, частота вращения вала 420 об/мин, расстояние от вала до основания 95 мм. Понятно, что диаметр круга здесь не может быть больше 180 мм, хотя если приподнять двигатель над столом, укрепив его на подставке, позволительно увеличить и диаметр круга. Так я делаю, когда устанавливаю на вал двигателя шлифовальный круг, представляющий собой диск из ДВП, на обе боковые стороны которого наклеена наждачная шкурка (рис. 15, в). Подобными кругами удобно производить доводку поверхностей деталей под полировку, последовательно меняя круги с большей зернистостью наждачной бумаги на круги со шкуркой с меньшей зернистостью. На таких кругах очень легко "производить" порошок для изготовления клея для оргстекла. И особенно удобно на них сводить (стачивать) края деталей "на нет". И еще один тип полировального круга (из ткани) представлен на рис. 15, б. Если войлочными широкими кругами удобно полировать открытые ровные поверхности большой площади, то "холмистую" поверхность с мелкими впадинами этими кругами не отполируешь. Вот для таких "холмистых" поверхностей я и делаю тонкие круги с мягкой начинкой из хлопчатобумажных тканей или фетра. Несколько слоев подобного материала зажимаю между двумя дисками из ДВП, причем мягкая начинка выступает за края дисков на 20...30 мм. Понятно, что выступающая бахрамчатая мягкая часть такого круга при его вращении изгибается и проникает в неровности и впадины с малым радиусом кривизны, полируя всю поверхность. Диски из ДВП и материал находящийся между дисками начинки скрепляют (сшивают) нитками, а то и склеивают. Не запрещается соединить диски и начинку металлическими скобками из тонкой проволоки.

Теперь осталось рассказать о самом интересном инструменте, который необходим для вырезания из листов оргстекла деталей криволинейной формы. Известно, что без принудительного охлаждения лобзики (ручные и механические) для резки оргстекла практически не годятся. Дело в том, что, как уже говорилось, пластмасса при резке нагревается, плавится, в результате пилка лобзика либо вязнет в размягченной пластмассе, либо ломается. А при остановке пилка намертво схватывается вязким расплавом. С помощью лобзика также трудно осуществлять повороты, так как пилка не слушается мастера. Уменьшишь частоту колебаний (возвратно-поступательных движений) пилки, то через 20 минут заснешь за этой тягостной работой.

А что, если резать оргстекло не пилкой, а горячей проволокой? Включил кусок нихромовой проволоки от нагревательной спирали утюга в электросеть и покрасневшей струной стал отрезать кусочки листового оргстекла. И надо же, процесс пошел, правда, с дымом и пламенем. Последние я отнес к издержкам эксперимента, а сам стал совершенствовать технологию термического резания оргстекла. Так, в результате проб и догадок получился прибор для термического раскроя оргстекла.

Рис. 16. Прибор для резки оргстекла: 1 - колок; 2 - проволока нихромовая; 3 - шпилька в колпачке; 4 - проводка скрытая; 5 - отверстие

Рис. 17. Разрез шпильки: 1 - гайка-колпачок из эбонита; 2 - шпилька; 3 - шайбы; 4 - проводка скрытая

На рис. 16 приведен общий вид этого несложного прибора, который и по конструкции, и по электросхеме сродни электроплитке. Из досок толщиной 20 мм собирают на шипах П-образную рамку. Так как стойки рамки испытывают "стягивающие нагрузки", крепление стоек к основанию должно быть очень надежным, поэтому шиповое соединение вяжут на клею (столярном, казеиновом, но лучше на ПВА). В верхнюю часть одной из стоек врезают колок от какого-либо музыкального инструмента (гитары, балалайки, мандолины). Сверху другой стойки ввинчивают контактную шпильку М5 с радиальным отверстием диаметром 1...2 мм, расположенным посередине стержня. Шпильку желательно выточить из цветного металла (латуни, бронзы, меди), обладающего хорошей электропроводностью. Но сойдет и шпилька из железа. Для шпильки в стойке сверлят отверстие диаметром 4 мм, в которое на клею и ввинчивают шпильку (почти до радиального отверстия). Далее на шпильку надевают шайбу (отверстие должно быть как раз над шайбой). В отверстие вставляют конец струны нагревательного элемента, на шпильку надевают еще одну шайбу, а сверху закручивают гайку (рис. 17). Можно поставить обыкновенную гайку или гайку-барашек. Я же сделал гайку из электроизоляционного эбонита.

На любой из стоек рамки с ее внешней стороны устанавливают электророзетку. По внутренней или внешней стороне рамки прорезают ножом канавки от контактов розетки до колка и шпильки. Провода утапливают в канавках и фиксируют клеем или гипсом. Конец одного провода припаивают к нижней шайбе на шпильке, другого - к корпусу колка. После заделки проводов я оклеил раму дубовым шпоном, отшлифовал и покрыл лаком. Для повышения прочности рамы усилил ее четырьмя металлическими уголками. По осевой линии на обеих стойках рамы просверлил шесть отверстий диаметром 6 мм (о назначении отверстий - чуть ниже).

Для нагревательного элемента подобрал нихромовую проволоку диаметром 0,5 мм (из такой проволоки делают электрические спирали для утюгов или электроплиток). Принцип работы прибора прост. К отрезку струны из нихрома подвожу напряжение (12 В), струна нагревается и приобретает способность резать оргстекло.

Для нагревательной струны подойдет и тонкая, и толстая проволока - резать будут обе. Но тонкая струна, нагретая докрасна, при резке детали растянется и оборвется, если ее подтянуть колком. Толстая струна режет хорошо, но от нее много дыму, жару и она оставляет за собой слишком широкий разрез. Кроме того, толстой струной оргстекло прогревается на большую глубину, в результате чего тонкие детали размягчаются и деформируются. После многочисленных проб я пришел к выводу, что нихромовая проволока диаметром 0,5 мм является самой подходящей. Конечно, подойдет проволока диаметром 0,45 и 0,55 мм. А вообще-то все характеристики прибора зависят от источника электропитания, то есть от напряжения, которое он обеспечивает. Ведь хорошей режущей способностью обладает такая струна, которая при нагреве до температуры около 400°С достаточно упруга и устойчива. Ведь ослабленная струна не подчинится движению руки указывающей ей направление реза, поэтому будет резать оргстекло, как ей вздумается.

Понятно, целиком спираль от утюга или электроплитки для наших целей не подойдет. Да, спираль в том же утюге занимает мало места, причем нагревается от напряжения 220 В, то есть от сети, и для нее не нужен понижающий трансформатор. Но если спираль растянуть, получится проволока длиной 6...12 м. Да к тому же и нагреваться докрасна она не будет, так как мы лишили ее витков, которые аккумулировали теплоту. Но даже если натянутую проволоку и нагреть до 400°С, она провиснет под действием собственной тяжести. Короче, нам нужна короткая проволока, сохраняющая упругость при нагреве. Чтобы такую проволоку нагреть от домашней сети, понадобится трансформатор. В моей конструкции прибора все размеры и параметры определил трансформатор ТР-200 времен царя Гороха. Напряжение на выходе 12 В. Длину струны определил опытным путем. Если я дам здесь все расчетные электрические параметры, а также конструктивные размеры, то вы легко соберете прибор, но работать он не будет. Разные показатели трансформаторов, неодинаковые свойства проволоки из нихрома, словом, наш привычный российский разброс безалаберных допусков при изготовлении электроматериалов приводят к тому, что в ГОСТированной продукции не найдем двух одинаковых приборов-близнецов. Это похоже на ситуацию, когда вы вдруг решили сварить щи по рецепту из кулинарной книги. Поверьте, вы закончите тем, что последней специей, добавленной в щи, будет сама кулинарная книга, а вас хватит нервный тик. Поэтому, прежде чем собирать прибор, надо отработать электросхему методом расчета и проб.

На рис. 18 показан прием работы на этом приборе. Контур рисунка наносят на лист оргстекла с помощью шаблона, вырезанного из жести от консервной банки. Сначала на листе бумаги прорисовывают контур рисунка и через копирку переносят этот контур на жесть. Далее шаблон накладывают на лист оргстекла и очерчивают острой иглой. На темных пластиках остается хорошо видимый белый след. На светлых пластиках с прозрачной и глухой молочной окраской царапины иглы плохо заметны, и чтобы проявить их, надо опустить палец в мокрую землю цветочного горшка и протереть им царапины, которые тотчас же станут видимыми.

Рис. 18. Так вырезают фигурную деталь с помощью нагретой проволоки

После этого прибор включают в сеть. Если какая-то часть контура рисунка находится у края листа, с нее и начинают прожигание. Лист оргстекла слегка прижимают к "покрасневшей" струне в месте наименьшего расстояния до контура, после чего плавно и равномерно перемещают лист вдоль струны в ту и другую стороны. Надо контролировать натяг струны, следя за тем, чтобы она все время оставалась упругой. Цвет накала нихромовой проволоки на дневном свету - темно-красный, что приблизительно соответствует температуре +400°С Лист оргстекла вдоль проволоки перемещают по той причине, что при постоянном контакте листа со струной в одном месте, струна в этом месте остывает и резание прекращается. А когда лист перемещается по струне, остывший участок нагревается вновь. При резании плавлением оргстекло безусловно пригорает и выделяется, хотя и в небольшом количестве, ядовитый газ. Но если деталей много, то все равно надышишься газом вдоволь. Поэтому я работаю с прибором на столе у открытого окна и только тогда, когда под действием тяги воздух перемещается из комнаты на улицу (или создаю искусственную тягу в нужном направлении вентилятором). У вырезанных деталей удаляю все лишнее с помощью напильников, наждачных кругов, надфилей, а также нагретыми стержнями (в труднодоступных местах). Чистовую обработку перед полировкой осуществляю осколками оконного стекла. После этого деталь полирую. Со временем, конечно, струна в результате нагрузок и нагрева растягивается, сечение ее уменьшается, и однажды, в самый неподходящий момент, она обрывается. Чтобы уменьшить расход нихромовой проволоки и не выбрасывать сразу два обрывка, лучше заправлять в прибор не отрезок струны, а конечную часть мотка проволоки. В этом случае при пережоге струны обрывок выбрасывают, а конец проволоки подтягивают с мотка к освободившемуся контакту.

Навык работы на этом приборе не дается сразу, но со временем струна начнет идти по контуру рисунка, как по маслу. Струна режет оргстекло любой толщины, но, конечно, с различными скоростями. Возможности прибора этим не ограничиваются. С его помощью из толстых листов пено- и поропластов не очень сложно получить тонкие листы, как это показано на рис. 19. Для такой работы прибор устанавливают на доску со стойками. Чтобы он не перемещался по доске, его изнутри пригружают любым грузом (на рис. 19 груз этот не виден). В качестве стоек можно употребить кирпичи, стопки книг и других вещей. На стойки укладывают съемную доску, чтобы расстояние "Н" от ее верхней поверхности до режущей струны соответствовало толщине требуемого листа. Включив прибор, толстый лист пенопласта кладут на доску и легонько, без особых усилий надвигают его на струну, которая легко и быстро лист разрезает.

Рис. 19. Резка пено- и поропластов: H - толщина вырезаемого листа; 1 - съёмная доска; 2 - доска со стойками; 3 - прибор

Ну, а если вам вдруг понадобятся поролоновые кольца для малярного валика? Нет проблем. Прибор поможет и здесь. Посмотрите на рис. 20, из которого понятно, как получают эти валики. Сначала из листа поролона ножом или ножницами нарезают заготовки - прямоугольные куски. Заточенным обрезком трубы в заготовках прорезают (рис. 21, а) или прожигают (рис. 21, б) отверстия диаметром чуть меньше диаметра валика, чтобы кольца лучше сцеплялись с поверхностью валика. Кольца (бублики с дырками) нанизывают на валик, который затем вставляют в раму прибора и насаживают на вороток, для которого в стойках рамы и приготовлены отверстия диаметром 6 мм. Вороток в отверстии валика должен держаться плотно, чтобы при вращении воротка вращался и валик. Дальнейшие действия очевидны. Прибор включают в сеть (через трансформатор, понятно), а после нагрева струны начинают вращать велик, в результате чего горячая струна срезает все лишнее, придавая нанизанным на валик прямоугольникам из поролона цилиндрическую форму. Диаметр колец зависит от расстояния, на котором отверстия в стойках рамы прибора отстоят от струны. Вот такой симпатичный прибор получился.

Рис. 20. Изготовление поролоновых колец для малярного валика: 1 - валик деревянный; 2 - заготовка из поролона; 3 - проволока из нихрома; 4 - вороток

Теперь тем, у кого есть возможность достать гибкий вал от зубных бормашинок, хочу предложить нехитрый чертеж бормашинки, которую вполне по силам изготовить в домашних условиях. Конечно, бор-машинка - это не столь необходимый инструмент при работе с оргстеклом, но все же лучше ее иметь. Ведь ее наконечником с зажатой фрезой гораздо удобнее манипулировать при обработке мелких деталей, чем неуклюжей дрелью, так как наконечник бормашинки укреплен на гибком валу. К тому же домашнему мастеру часто требуются тонкие сверла диаметром от 0,2 до 1 мм, которые не всем под силу достать, особенно "далеко от Москвы". А зубоврачебные фрезы-боры обычно легко купить в любом магазине "Мед-техника" или выклянчить у врача "отработанные". Вот эти фрезы в какой-то мере способны заменить тонкие сверла при формировании неглубоких отверстий. С помощью фрез удаются также гравировальные работы, например, рельефные надписи. Для обработки мелких деталей незаменимы фрезы с абразивными головками и наждачными дисками. А если вместо наждачного диска поставить алюминиевый или латунный диск с острыми краями, то дарственные и другие надписи на металле, стекле, фарфоре не станут для вас проблемой. Кстати, для "пишущего" диска подойдет монета 5...10-копеечного достоинства с предварительно заостренным обрезом (гуртом). Сейчас достать моторчик и гибкий вал - не проблема. Не сложно купить и готовую бормашинку. Но ведь недаром у домашних мастеров главный девиз в их работе: "Сделай сам!". Сделать бормашинку самому - одно удовольствие. Да и детали сборки "со свалки" обойдутся дешевле.

Рис. 21. Получение отверстий в заготовках из поролона: а - вырубкой (вырезанием); б - выжиганием

На рис. 22 я представляю свою бормашинку, которую "слепил из того, что было". Механизм смонтирован на основании из 10-миллиметровой финской фанеры. Крышка - кожух этого механизма надет на стержень, укрепленный в основании, и прижат к основанию гайкой. У крышки на боковых стенках предусмотрены вентиляционные отверстия, сами стенки сделаны из 3-миллиметровой фанеры. Крышку можно выполнить и из картона или оргстекла.

Рис. 22. Бормашинка (общий вид): 1 - гайка, прижимающая кожу к основанию; 2 - гибкий вал; 3 - наконечник; 4 - бор-фреза

На рис. 23 показана сборка бормашинки. Конструкция последней весьма проста, так что дополнительных разъяснений здесь не требуется. Замечу лишь то, что для привода подойдет любой электромоторчик мощностью 25...50 Вт с частотой вращения 2500...3000 об/мин на 127 или 220 В. Пасик я вырезал из камеры большого колеса трактора "Беларусь". Некоторые трудности возникают при изготовлении шкивов, которые требуют токарной обработки. Их можно сделать и вручную из картона или оргстекла, но работа эта весьма кропотливая, а изделия получатся не сбалансированными.

Рис. 23. Конструкция бормашины: 1 - шкив (ведомый); 2 - пасик; 3 - стойка; 4 - крыльчатка; 5 - шкив (ведущий)

Здесь лучше поклониться токарю. Крыльчатку для принудительной вентиляции привода вырезал из консервной жести и соединил ее с ведущим шкивом алюминиевыми заклепками. Разметить лопасти на заготовке-круге очень просто. Сначала круг по главным осям делим на 4 части, потом - на 8 и 16 частей. Края лопастей по окружности слегка закругляют и, чтобы лопасти не задевали за пасик, отгибают на 2...5°, а сами лопасти, для создания потока воздуха, разворачивают относительно боковой плоскости шкива на 15...20°. Для создания баланса на ступицах шкивов лучше предусмотреть не один стопорный винт, а два одинаковых винта М4 друг напротив друга.

Теперь пора переходить к технологии изготовления самих изделий из органического стекла.

Поделки из оргстекла

Самые простые поделки из оргстекла - это плоские изделия: силуэтные фигуры, линейки, транспортиры, угольники, лекала, ножи для разрезания бумаги, разделочные доски и др. Разделочные доски особенно хороши своей гигиеничностью и оригинальным внешним видом.

Ножи для разрезания бумаги. На рис. 24 даны чертежи нескольких ножей для разрезания бумаги. Полотна этих ножей достаточно просты по конфигурации и их не очень сложно вырезать из листов оргстекла с помощью резака и линейки. Доводку кривых силуэта производят наждачным камнем и цилиндрическими стержнями с наждачной шкуркой. После того, как полотну ножа придана необходимая форма, затачивают лезвие (с одной или с обеих сторон полотна), готовят поверхность для полировки, после чего полируют. Если нож необходимо сделать более эффектным, его ручку украшают накладными разноцветными или одноцветными деталями, а лезвие - такими же деталями и отверстиями. Так, на рис. 24, а приведен нож с обоюдоострым лезвием и накладками на ручке. На разрезе Б-Б видно, что накладки плоские с заоваленными гранями. Цвет накладок выбирают и примеряют, как галстук к рубашке, только не по моде, а по гармоничному сочетанию цветов и силуэтов деталей.

На рис. 24, б накладки в сечении имеют форму сегментов, а в лезвии ножа сделаны три отверстия. Заточка лезвия односторонняя. В обоих случаях полотна ножей сделаны из прозрачного цветного оргстекла, а накладки из оргстекла с глухой окраской.

Рис. 24. Варианты ножей для разрезания бумаги

Полотно ножа (рис. 24, г) сделано из листа оргстекла с темной (глухой или прозрачной) окраской, а накладка - из оргстекла молочной окраски. Листики и цветы вырезаны из прозрачного зеленого и красного оргстекла. Для ножа на рис. 24, д выбрано оргстекло густого молочного цвета. А на бутоны пошло зеленое, красное и голубое оргстекло. Полотно из темного, черного оргстекла, а накладки из желтого с глухой окраской характерны для ножа, изображенного на рис. 24, е. У ножей (рис. 24, ж, з, и) полотна сделаны из густого молочного или светлого оргстекла, а накладки - из темного и глухого пластика.