Plexiglas

VERARBEITEN, SCHLEIFEN UND POLIEREN

PlexiglasPlexiglasPlexiglas

1

Materialkunde

Ein bisschen Materialkunde zum Thema „Kunststoff“, damit man auch die Hintergründe der weiteren Schritte versteht.

2

Be- & verarbeiten

Werkzeuge, Zuschnitt, Um- und Warmformen und Tempern von Plexiglas.

3

Schleifen und polieren

Keine Angst - unabhängig ob die Schäden innen oder außen vorliegen - das Entfernen von Kratzern in Plexiglas-Becken ist nicht unmöglich.

Plexiglas verarbeiten und bearbeiten

Im ersten Teil dieses Praxisseminars wurden bereits die Unterschiede zwischen den Produkten GS (Guss-Verfahren) und XT (Extrusions-Verfahren) kennen gelernt. Bis auf wenige Ausnahmen, werden beide Produkte mit den gleichen Werkstoffen bearbeitet, auf die wir nachfolgend ein bisschen näher eingehen wollen. Vieles davon kennen wir bereits aus der Holzbearbeitung.

Welche Werkzeuge benötigen wir?

Je nach Bedarf, benötigt man folgende Werkzeuge zur Bearbeitung von Plexiglas®:

  •  ein wasserfester Stift zum Anzeichnen der späteren Bearbeitungspunkte
  • weiches Reinigungstuch mit Wasser
  • zum reinigen der Flächen- eine Ziehklinge, z.B. Teppichmesser
  •  zum entgraten- Metallfeile
  • zum nacharbeiten- Stichsäge mit Sägeblatt (Geradverzahnung und einer Zahnteilung von 2,5 mm)
  • Kreissägeblatt mit Geradverzahnung (Trapez-Flachzahn, Zahnabstand ca. 13mm)
  • HSS-Bohrer (dieser sollte spitz nachgeschliffen werden – Winkel 60-90°)
  • Fräse- Kleber- Keile, Klemmen, Bänder usw. zum fixieren
  • Wasser zum kühlen

Grundsatz

Die auf neuem Plexiglas angebrachte Schutzfolie soll nach Möglichkeit während des gesamten Bearbeitungsprozesses nicht abgezogen werden, um ein verkratzen zu vermeiden.
Während der Bearbeitung muss das Plexiglas® fixiert werden, um ein sicheres Arbeiten zu ermöglichen. Schutzhandschuhe und –brille sollten selbstverständlich sein und je nach Arbeit auch ein Staubschutz für Mund und Nase.

Zuschnitt

Plexiglas kann mit handelsüblichen Werkzeugen zugeschnitten werden. Hier bieten sich schwingungsarme Stich- oder Kreissäge an, aber auch Ritzbrechen, also dass mehrfache einritzen einer bestimmten Stelle mit anschließendem abbrechen an der verdünnten Stelle.

Kreissäge: Das Sägeblatt nur soweit wie erforderlich ausfahren, um die Reibungswärme so gering wie möglich zu halten. Für einen geraden Schnitt, sollte auch nur mit Anschlag gearbeitet werden. Das Plexiglas vorsichtig bei laufender Maschine ansetzen und mit mittlerem Vorschub sägen.

Stichsäge: Auch hier vorsichtig bei laufender Maschine das Plexiglas® ansetzen und dann mit mittlerer Schnittgeschwindigkeit und ohne Pendelhub (das Sägeblatt darf nicht vor- und rückwärts pendeln) sägen. Bei Bedarf kann auch mit Leitungswasser gekühlt werden, dabei sollte aber nicht die Maschine nass werden.

Bohren und Fräsen

Wie bereits oben erwähnt, können zum bohren handelsübliche HSS-Bohrer verwendet werden, deren Spitze aber noch um 60 – 90° angespitzt werden muss. Im Fachhandel gibt es diese bereits angespitzt zu kaufen, allerdings sind diese nicht sehr günstig. Neben dem Bohrer können auch Kegel- oder Stufenbohrer eingesetzt werden.
Die Bohrmaschine fixiert man am besten auf einem Bohrständer, um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Dabei den Bohrer bei langsamer bis mittlerer Geschwindigkeit vorsichtig aufsetzen und bei Bedarf mit Wasser kühlen. Kurz vor dem Durchstoßen aber den Druck zurücknehmen oder noch besser, eine Holzplatte unterlegen.

Auch kann man Plexiglas sehr gut mit einer Fräse bearbeiten. Hierbei empfehlen sich neue und damit auch scharfe Fräser, um das beste Ergebnis zu erzielen. Das Plexiglas muss dann entgegen der Laufrichtung der Fräse geschoben werden. Die Schnittkanten können dann entweder mit einer Ziehklinge (Teppichmesser o.ä.), einer Maschinenfeile oder aber auch mit einem Profilfräser nachbearbeitet werden.

Plexiglas kleben

Plexiglas XT kann relativ leicht mit speziellem Plexiglaskleber, Lösungsmittel wie Dichlormethan oder auch mit Sekundenkleber auf Cyanacrylat-Basis miteinander verklebt werden. Dabei darauf achten, dass die Kleberänder glatt und fettfrei sind.Hierbei ein wenig vom Kleber bzw. Lösungsmittel auf ein Werkstück gleichmäßig verteilen, mit dem 2. Werkstück verbinden und entweder durch Klebeband, Spannvorrichtungen oder Gewichten beide Werkstücke fixieren. Nach kurzer Zeit haben sich die Oberflächen leicht gelöst und beide Teile sind dauerhaft verbunden. In unserem Beispiel haben wir z.B. eine Zettelbox, eine Spindelröhre sowie eine View-Box gebastelt.

Für Plexiglas GS verwendet man am besten „flüssiges Plexiglas“, einen 2-Komponenten-Polymerisationsklebstoff. Dieser ist wie flüssiges Plexiglas und eignet sich auch für großflächigere Stumpfverklebungen, Flächenverklebungen und Kehlnaht. Hiermit werden auch die Aquarien fugenfüllend verklebt, so dass man die Klebenähte nach der Politur nicht mehr sehen kann. Dass Becken wirkt dadurch wie aus einem Guss.
Besonders schön wirkt das, wenn man die Ränder in Gehrung zugeschnitten hat. Hier hat man auch eine größere Klebefläche und damit auch eine höhere Festigkeit. Bei der Klebung von Flächen, die auf Gehrung geschnitten sind, darf der Kleber nicht zu schnell aufgetragen werden, sonst wird die darunter liegende Luft eingeschlossen und kann nicht entweichen.

Um- und Warmformen

Plexiglasplatten lassen sich unter Temperatureinwirkung gut umformen.
Die Umformtemperatur beträgt bei XT ca. 150° und bei GS ca. 160°. Zum Erhitzen eignen sich diverse haushaltsübliche Hilfsmittel. Für ein gezieltes Abkanten oder linienförmiges biegen, z.B. für Aufsteller oder Halter, kann man z.B.einen Heizstab, Heizdraht, eine teilweise abgedeckte IR-Heizlampe oder aber auch eine Herdplatte, die mit temperaturbeständigen Material so präpariert wird, dass ein offener Mittelstreifen frei bleibt, verwenden. Die Platte lässt sich an der erhitzten Stelle in die gewünschte Form biegen und härtet nach Abkühlung schnell wieder aus. Dieser Vorgang kann bei Nichtgefallen auch wiederholt und korrigiert werden. Auch kann man ganze Plattenzuschnitte komplett erwärmen. Beim Aquariumbauer werden mit dieser Methode z.B. Rundbecken oder Panoramascheiben geformt.

Auch das fertige Plexiglasbecken kommt noch einmal in den „Ofen“, um hier eine optimale Qualität zu erzielen.
Als Wärmequelle nutzt der Fachmann zur Erwärmung einen entsprechend großen Wärmeschrank, aber bei kleineren Werkstücken tut es auch ein Backofen oder eine Kochplatte mit aufgesetzter Aluplatte. Bei letzter Methode aber aufpassen, dass das Plexiglas nicht zu nah an der Heizplatte ist. Hier besser 1 cm Luft zwischen Herd und Aluplatte lassen und dickere Stücke auch beidseitig erwärmen.

Ist die Plexiglasplatte erst einmal warm, dann kann man diese auf eine vorbereitete Form legen (vorbereitet = Schablone z.B. aus biegsamen Spanplatten gefertigt und mit Handschuhstoff oder ähnlichem überzogen, damit es keine Holzmaserungen auf dem Plexiglas gibt) und diese dann solange fixieren, bis das Material auf ca. 60°C runter gekühlt ist. Lässt sich die Platte nur mit Kraftaufwand in der richtigen Position fixieren, dann muss die Platte noch mal in den Ofen, da die optimale Temperatur wohl doch noch nicht erreicht wurde.

Für kompliziertere „Projekte“ sollte man sich aber trotzdem an einen kunststofferfahrenen Betrieb wenden, der dann unter anderem auch mit Positiv- und Negativ-Formen arbeiten kann. Am Beispiel eines Rundbeckens, konnten wir teilweise live miterleben, wie 2 Platten erhitzt und als U geformt wurden. Die fertigen Platten wurden dann miteinander verklebt und so mit Spanngurten befestigt, dass sich ein Oval ergibt.
Die Klebenähte wurden mit dünnen Plexiglasstreifen jeweils unten und oben verstärkt und so getempert. Nach mehreren Verarbeitungsschritten, werden dann die Spanngurte entfernt und durch erneutes tempern verformt sich das Becken wie von selbst rund. Die Klebenähte werden dann noch sauber abgeschliffen und poliert, Boden und Randverstärkung dran geklebt und fertig ist das Rundbecken.

Zu guter Letzt, das Tempern…

Beim „Tempern“ wird Plexiglas GS über einen längeren Zeitraum langsam erhitzt und anschließend noch langsamer und gleichmäßig wieder auf die Raumtemperatur angeglichen. Hierbei wird das Material von inneren oberflächlichen Spannungen befreit, die bei der Bearbeitung wie sägen oder bohren aufgetreten sein können. Ohne tempern kann es dazu kommen, dass sich dauerhafte Spannungen aufbauen und die Oberfläche mit der Zeit reißt.
Es wird daher empfohlen, das Material vor einer Anwendung z.B. in einem Backofen/Umluftherd zu tempern, also damit von den Spannungen zu befreien.

Ofen auf ca. 80°C vorheizen – Anschließend das Plexiglas in den Ofen legen. Die Temperatur muss während der Erwärmungsphase die ganze Zeit auf 80°C gehalten werden. Der benötigte Zeitraum in Stunden errechnet sich aus der Materialstärke in mm durch drei, es müssen jedoch mindestens zwei Stunden sein. – Zum Schluss muss das Plexiglas im geschlossenen Ofen langsam und gleichmäßig auf Raumtemperatur abkühlen. Hier also auch entsprechend Zeit einplanen.

Alle Fotos © Janka Heißinger und Norman Pfannkuchle.

Dieser Beitrag wurde in Zusammenarbeit mit dem NRW-Riff-Forum (Peter Wollborn) erstellt – Vielen Dank an Euch!