Nå er det kanskje slik at plast for noen er et fremmedelement i alt som har med damp å gjøre. Det er forsåvidt et par åpenbare grunner for dette; plast har ikke den styrken og stivheten som metaller har, i hvert fall når vi snakker om metaller fra sink og oppover. De tåler heller ikke altfor høye temperaturer. Nå endrer dette seg noe om vi snakker om sprøytestøpte detaljer i plast, da er mulighetene for armering tilstede. Da kan man lage plaster som har tilnærmet stålets styrke og som kan tåle høye temperaturer, opp til flere hundre grader. Men sprøytestøping ligger langt utenfor våre områder. Det gjør derimot ikke de ektruderte variantene og det er dem jeg tar for meg denne gangen. Med dem kan man lage mye rart med plater, bolter, rør og andre profiler. Jeg regner likevel ikke med at samtlige av dere kaster alle prosjekter for å lage artige ting med plast, men noen enkelte detaljer kand det være på sin plass å lage i plast. For eksempel vinduer til lokomotiver. Det er vanskelig å se gjennom messing uten å lage en mengde hull i platene og det tar mye tid......
Plastmaterialene, og det er mange varianter av dem, har så absolutt sine gode sider. Et par av dem er utmerklede glidematerialer og anvendes i stedet for glide- og kulelagre der hvor hastigheter og trykk ikke er altfor store. Noen plastmaterialer egner seg også godt som vinduer, som nevnt ovenfor. Og selvsagt veldig mye mer.....
Men, og dette er litt viktig, plast er noe helt annet enn metaller om en ser på materialene på molekylnivå. Dette betyr at plastemner må behandles anderledes med tanke på sponfraskillende bearbeiding. Det går som oftest riktig galt om man borer i dem med sløve bor. Eller dreier og freser med sløve skjær. Verktøyene må være så skarpe som overhodet mulig. I tillegg bør skjærevinkler være anderledes enn for metaller. Grunnen til dette er at det lett bygger seg opp lokale spenninger i områdene som bearbeides. Man kan være heldig å lage et perfekt hull, men sansynligheten er ganske stor for enkelte materialer at det sprekker på ett eller annet tidspunkt. Og det vil jo være dumt.
Et annet problem er at plast er en svært dårlig varmeleder. Det betyr at det hurtig bygger seg opp høye temperaturer rundt området som bearbeides. Dette kan føre til spenningsreaksjoner og i verste fall til lokal smelting. Plastene er også følsomme for enkelte kjemikalier. kjølevester er derfor ikke å anbefale. Men en kraftig luftstrøm fra en kompressor kan gi god kjøling der det trengs.
I vår verden er det tre plastmaterialer som blir mest benyttet, vil jeg tro. Det er polymetmetakrylat, PMMA, akryl eller som det heter som handelsnavn; plexiglass (kjært barn har mange navn som kjent). Det andre er polyoxymetylen eller forkortet POM. Det tredje materialet er polystyren eller PS.
Plexiglass brukes som ordentlige vinduer i campingvogner, i utstillingsutstillinger, fasader, kunst, og mye mer.
POM har i tillegg til styrke og svært gode glideegenskaper også gode fjærende egenskaper. Et eksempel er snepplåsene som finnes på ryggsekker og annet sportsutstyr.
Polystyren finnes i de fleste blisterforpakningene. Disse er nesten alle disse plastembalasjene vi kjemper vettet av oss for å åpne og som er gjennomsiktige for å vise hva man kjøper.
De to siste materialene egner seg glimrende til varmforming og vakuumforming, noe som kan være aktuelt i enkelte sammenhenger.
Jeg skal ikke gå noe mer i detaljer vedrørende bearbeiding og behandling av materialene, men jeg legger ved noen enkle tkjemaer som viser hva og hvordan i forhold til slik bearbeiding. Og skulle noen ha spørsmål er det selvsagt bare å spørre. Jeg har osgså utstyr for vakuumforming.
Boring
Bore prosessen kjennetegnes ved to bevegelser: den roterende hovedbevegelse og tilspenningsbevegelsen. Boringen inkluderer også senking til avtrappede huller og riving av cylindriske hull med finere passning. Boring er en skrubbearbeidningsmetode, og fremstillingstoleransen er sjeldent finere enn IT12.
Verktøy
Kvaliteten er sterkt avhengig av borets slip og av den maskinen og oppspenning som benyttes.
Figuren viser spiralborets detaljer. Tverrskjæret krever særlig oppmerksomhet, idet hastigheten nærmer seg null mot skjærets sentrum. Tverrskjæret utfører derfor ikke en skjæring, men en slitende og knusende bearbeiding. Dette gir anledning til dannelse av varme og spenninger i det bearbeidede emnet.
Ved plast er det veldig uheldig, og derfor bør tverrskjæret gjøres så lite som mulig. Ved boring av store hull er det nødvendig å forborre.
Hovedskjærenes kvalitet er av største betydning for bearbeidningens kvalitet, så anvend aldri et bor, som har arbeidet i andre materialer enn plast.
Under boreprosessen kan det være nødvendig å løfte boret flere ganger for å fjerne sponene. Et messingbor er velegnet på grunn av den lille spiralvinkelen, som lettere lar sponene forsvinne fra hullet.
Ved hull over Ø12 mm skal det alltid forbores.
Ved boring i plast skal disse regler følges:
unngå unødig varmeutvikling
bruk skarpe bor, som kun brukes i plast
løft boret ofte, så spon ikke brenner fast i hullet
kjøl med vann eller kjølemiddel, alt etter plasttype
slå ikke en syl i sprø materialer
i noen av de delkrystallinske plastmaterialer f.eks. PA og PE blir hullet litt mindre enn boret
Borets geometri
Spiralvinklen (stigningen) har betydning for fjerning av spon og danner normalt sponvinkelen g (gamma).
Spissningsvinkelen f (Phi) danner sponens fasong. Ved meget spiss vinkel blir sponen tynn og bred.
Frigangsvinklen a (alfa) slipes som normalt til metallbearbeiding.
Eggvinklen b (beta) er gitt av summen:
a + b + g = 90°
Skjærehastighet
Borets skjærehastighet regnes ved dets periferi:
V = p x d x n / 1000 (m/min)
n = omdreiingstall pr. min.
d = bordiameter
Herav kan omdreiingstallet n bestemmes, når hastigheten V velges, og d er kjent fra tegning eller skisse.
n = V x 1000 / p x d (omdr./min)
Riving
Ved etterbearbeiding av et hull med rival til en finere passning anvendes en almindelig rival. Hullet har en tendens til å bli litt mindre, enn rivalens toleranse angir. Det skyldes, at rivalen ikke utelukkende skjærer, men også presser hullet.
Gjengeskjæring
Gjengeskjæring skal anvendes med omtanke på de kjervfølsomme plasttyper. Tapper med avrundede skjær bør foretrekkes. Ved materialer, som klemmer omkring tappen, kan det med fordel anvendes tapper, hvor annenhver tann er fjernet på den sylindriske del av tappen. Det nedsetter friksjonen og gjør smøringen mer effektiv. Ulempen ved den type tapp er, at den krever tvangsstyring.
Ved gjengeskjæring i plast skal disse regler følges:
forboring skal være 0,1 mm større enn ved metall
tappene skal være skarpe og må kun benyttes til plast
bruk ikke skjæreolie uten å kontrollere, om plasten kan tåle det
ved returkjøring av tappen skal det utvises særlig forsiktighet, da gevindet ellers kan rives av
Gjengebøsninger til ipressing er velegnet til bløtere plasttyper. De fordeler spenningene over en større overflate og gir derved mulighet for overførsel av større krefter. Det er heller ikke så stor risiko for at ødelegge gjengene ved av- og påskruing.
Dreiing
Maskiner
Alle dreiebenker kan benyttes til dreiing av plastmaterialer. Det stilles ikke så store krav til maskinenes stivhet og motorkraft, fordi skjærekreftene er små sammenlignet med dreiing i stål og aluminium. Derimot skal omdreiningstallet kunne settes høyt og maskinen skal være stabil og med minimalt slør for at bearbeidingen skal gi et godt resultat.
Verktøy
Skjærets geometri
Korrekt utforming og riktige vinkler på det skjærende verktøy er av avgjørende betydning for et godt bearbeidingsresultat og for minimering av bearbeidsspenninger i materialet. Skjærets geometri er illustrert i figuren under ved hjelp av et fritt stål, som anvendes til dreiing, høvling eller fresing med borehode.
Sponvinkel g (Gamma)
Stor positiv sponvinkel gir et lett skjærende stål, som minsker kraft og effektbehovet ved spontagningen. Da minskes risikoen for deformasjon av bløte materialer og utbøyingen. Negativ g anvendes sjeldent ved bearbeiding i plast.
Spiralvinkel b (Beta)
Da a, b og g tillsammen er 90°, medfører en stor g (sponvinkel), at b (spiralvinkel) blir mer spiss. Spiralstyrken er derfor mindre.
Frivinkel a (Alfa)
Bløte materialer krever normalt en stor a, og herved sikres en mindre oppvarming og trykkbelastning av materialet. Stor a gir imidlertid stort slit på stålet. Derfor bør a normalt ligge på 5-15° ved bearbeidingen i de fleste materialer.
Egheldningsvinkel l (Lambda)
Verktøyets mest kritiske og sårbare punkt er skjærespissen. Ved avbruttt spor f.eks. ved fresing er den særlig utsatt. Ved bearbeiding i plast er en æghældningsvinkel fra 0-4° mest hensiktsmessig.
Spissningsvinkel e (Epsilon)
Summen av f, e og k er 180°. Størst mulig e gir den beste varmeledning gjennom verktøyet, hvilket er en stor fordel ved skrubbearbeiding.
Sidestillingsvinkel k (Kappa)
Sponareal
Den energi, som tilføres under bearbeidingen, vil stort sett omsettes til varme. Ved bearbeidning i plast er dette uheldig, da de fleste plasttyper ikke tåler så høye temperaturer, samtidig med at de har en lav varmeledningsevne. Derfor må man tilstrebe, at varmen ledes bort fra arbeidsstedet.
Avhengig av bearbeidingsmetoden, emnets geometri og materialet kan det være nødvendig å kjøle enten med kjølemiddel eller luft.
Varmeutvikling i emnet minskes ved et langt og smalt sponareal, hvilket oppnås ved en mindre sidestillingsvinkel (k) og mindre tilspenning.
Betingelsene for rationell dreiing er derfor:
høy skjærehastighet
lilte spontverrsnitt
skarpt verktøy
effektiv kjøling
fornuftig oppspenning
lange og tynne spon
Unngå dessuten:
vibrasjoner
gratdannelser
skarpe overganger
Ved langsponede materialer: sørg for en effektiv fjerning av sponene - den er farlig, hvis den vikler seg om noe under dreiing.
Oppspenning
Ved oppspenning av plastemnet i dreiebenken oppnår man den sikreste oppspenning med en pneumatisk eller hydraulisk spenneanordning. Derved kompenseres automatisk for den setning, som eventuelt kan oppstå i materialet under bearbeidingen. Dette problem er størst, hvis materialet krever bearbeiding i oppvarmet tilstand. Ved lengre operasjonsstider bør en manuell fastspenning kontrolleres med mellomrom.
For stor spennekraft øker risikoen for at dreie trekantede hull. Eksempelvis skal et glideleie ikke kun være cirkulært innvendig. Godstykkelsen skal være ensartet hele veien rundt. Hvis den ikke er det, er det risiko for at leiet, etter det er presset i leiehuset, får punktvis berøring med akslen. Dette kan medføre et uhensiktsmessig slit og i verste fall en overbelastning av glideflaten.
En tang virker bedre enn en treklo, fordi spennetrykket fordeles over hele diameteren. Ved en sånn oppspenning kan det være problemer med å få alle stengene til å passe i samme tang. Det skyldes, at plasthalvfabrikata har store utvendige toleranser. Løsningen kan være å kjøpe stengene slipt til mindre toleranser eller å anvende en større spennetang og forsyne den med en gummibelegning innvendig. Dette vil være i stand til å utligne diameterforskjellene og samtidig holde stengene tilstrekkelig fastspent. Spennekreftene behøver ikke å være så store ved plast som ved metall på grunn av de lavere skjærekreftene.
Skjærehastighet
Ved beregning av skjærehastighet anvendes følgende formel:
V = p x D x N / 1000 (m/min.)
V = skjærehastighed (m(min.)
p = 3,14
D = emnets diameter (mm)
n = omdreiingstall pr. min.
Ved omregning fås:
n = V x 1000 / p x D (omdr./min)
Tilnærmet kan regnes med følgende, idet de konstante størrelser er omregnet til 320.
V = D x n / 320 eller n = V / D x 320
Artikkelen fortsetter.............