DIY 座仓盖.doc

/bbsxp/ShowPost.asp?id=4924DIY 座仓盖第一章 简述首先，事实是在Homebuild这一领域内做为座舱透明件的硬质材料主要有聚丙烯酸和聚碳酸酯两大类。其中应用最多的是前者（即俗称有机玻璃）。一、有机玻璃你可以在网上看到老外的座舱盖材料涉及最多的单词是由“acrylic”，什么是“acrylic”？就是压克力（或亚克力），那么什么是压克力呢？在这说出来可能有人知道，而有人可能就要撇嘴了，acrylic就是我们平时几乎是天天可见的有机玻璃。说到这儿可能有人就问了：“压克力怎么是有机玻璃呢？”，也可能有人反驳：“有机玻璃是有机玻璃，压克力是压克力！，不急，咱们慢慢来。查一下字典就知道，acrylic是丙烯酸的意思，而有机玻璃化学名称是聚甲基丙烯酸甲酯，为MMA的均聚物或共聚物，简称PMMA（Polymethylmethacrylate），俗称有机玻璃，acrylic可以认为它是丙烯酸和甲基丙烯酸类化学物品的总称，美、英、德、日等国均称之为acrylic。压克力是它的译音，来自港台（港台这帮人也是，我们叫激光他们叫雷射，我们叫立体声他们叫身历声，我们叫戈尔巴乔夫他们非叫戈巴契夫，这不是作对么？）。透明塑料不止只有有机玻璃（象有人把什么透明不饱聚酯树脂、水晶什么的都搬出来要做舱盖），有些人认为透明的塑料板就是有机玻璃，为避免混淆，现在很多人把PMMA板材称作压克力板，而把各种PMMA材料笼地称为压克力或亚克力（许多媚俗的主持人用港台腔说话，没想到技术领域也这样）。为了改进有机玻璃的性能，人们对它进行各种改性，有各种不同的成分。压克力在国内有人把它称为特殊处理有机玻璃或高纯度有机玻璃，说了半天不还是有机玻璃？！有心的话或许又发现老外在制作舱盖时又冒出另一个单词Plexiglass或者Plexiglas，这还是有机玻璃，Plexiglass或者Plexiglas是商标名，就好象我们有时候只说“邦迪”而不说“创可贴”一样。Perspex 为另一亚克力的商标名注：以下我还是均称压克力压克力的研究发展，距今已有一百多年的历史。1872年丙烯酸的聚合性被发现；1880年甲基丙烯酸的聚合性为人知晓；1901年聚丙酸脂的合成法研究完成；1927年运用前述合成法尝试工业化制造；1937年甲基丙烯酸脂工业制造法开发成功，由此进入规模型制造。与硅酸盐玻璃（又称无机玻璃）相比，压克力有比重小、抗碎裂能力高、易加工成形等优点，加之其还具有优异的强韧性及透光性等，二战期间因首先被应用于飞机的挡风玻璃，之后，压克力产品进入生活的各个方面。飞机制造初期，曾使用过赛璐珞、硅酸盐玻璃做飞机的舱盖及窗户的透明材料。1938年，聚甲基丙烯酸甲酯以平板形式首先装配到飞机上。随着航空工业的发展和对性能的进一步要求，促使舱盖从早期简单的风挡逐渐变成具有双曲面的气密结构形式。而正是这一要求，奠定了压克力在这一领域的地位。二战后，美国首先对拉伸定向聚丙烯酯酸（俗称定向有机玻璃）进行研究，1953年制造了生产定向聚丙烯酸酯大板的双轴拉伸设备，研究成功了定向聚丙烯酸酯零件的成型及安装工艺，确定了该材料耐老化性良好的结论。从此，定向聚丙烯酸酯被广泛用作座舱透明件，使用结果表明定向聚丙烯酸酯可显著减少银纹（银纹指表面的细缝网，通常是由机械加工或热态压克力迅速冷却而产生的内应力造成）、提高断裂韧性、延长使用寿命、减少舱盖透明件的破裂事故。二、聚碳酸酯说起聚碳酸酯许多人是很陌生，但我一提起一样东西你就会恍然大悟太空杯，之所以叫太空杯是由它的材料起因的，因为聚碳酸酯出现比丙烯酸类的透明材料来的晚，某些性能更优异，用在航空航天领域虽然不如有机玻璃广泛，但常用在更“高级”的方面。因其强度高，还有人叫它“防弹胶”聚碳酸酯的英文是Polycarbonate，简称PC工程塑料，最早是由美国通用公司研发的。PC是一种综合性能优良的非晶型热塑性树脂，具有优异的电绝缘性、延伸性、尺寸稳定性及耐化学腐蚀性，较高的强度、耐热性和耐寒性；还具有自熄、阻燃、无毒、可着色等优点，在你生活的各个角落都能见到PC塑料的影子，从光盘、光学安全镜片、汽车车灯到家电产品、从手机、电子零件、食品器具、医疗器材、通信设备、防弹玻璃等等。和Plexiglass或者Plexiglas一样，聚碳酸酸也有它的商标名Lexan，国内称为“列桑”、“莱克桑”等。压克力和聚碳酸酯主要性能三、未来发展五十年代后，随着超音速飞机、大型客机的时代的到来，对透明座舱件的材料逐渐向耐热方向发展。先后研制了改性聚丙烯酸酯、聚酯和烯丙基类树脂及应用了有优异的冲击波韧性和耐热性透明聚碳酸酸酯，除此之外，透明聚芳砜、酚酞聚碳酸酯、耐燃烧的环氧偏硼酸已甲酯体系（简称EXTMB）等也得到了研究。同时，合理地组合不同特性的材料，创制综合性能良好的层合透明材料将是解决大型座舱透明件的一个有效途径。研制增强透明材料是获得透明材料的又一途径，利用玻璃纤维和聚合物胶粘剂折光率相同的原理，可获得耐热、耐裂、耐气候性良好并透明的玻璃纤维增强塑料板。另一途径是开展复合透明材料的研究，利用不同特性的透明材料合理组成复合结构，可获得单层材料所不能具有的综合性能。但这已不是通常的homebuilders们所涉及的材料与工艺，轻度交联的聚丙烯酸酯和共聚的丙烯酸酯具有较高的耐热性和强度，至今仍是主要的航空有机透明材料。第二章 材料特性一、聚丙烯酸酯俗称有机玻璃，根据成分不同可分为增塑和不增塑的聚甲基丙烯酸甲酯、共聚的聚丙烯酸酯和交联的聚丙烯酸酯等品种，是目前塑料中透明性最好的品种，并有优异的耐老化性能，比重仅为无机玻璃的一半，抗碎裂能力却超过几倍，因此成为飞机透明件的主要材料。1、聚丙烯酸酯板材的制造聚丙烯酸酯板材的制造方法相同，只是工艺控制条件有差别，有封闭浇注法和环带式连续浇注法，后者所制板材光学性能不如封闭浇注法，目前尚未用作航空透明材料。2、聚丙烯酸酯的结构与性能聚丙烯酸酯是典型的线型聚合物，它存在三种力学状态：玻璃态、高弹态和粘流态。在施加一定外力时，这三种状态在不同的温度范围内出现。聚丙烯酸酯的玻璃态是作为座舱透明材料的使用范围。高弹态是它成形和进行分子取向的范围，在此温度范围内属于可逆的高弹性形变，允许板材多次重复成形。但在接近粘流态时会产生解聚现象，故不允许在此温度范围进行加工成形。3、改性的聚丙烯酸酯聚甲基丙烯酸甲酯虽具有优异的光学性能和耐气候性，但耐磨性和韧性较差，易产生银纹，并受耐热性的限制，因此国内外对它进行了大量改性工作，主要是：改变侧链的特性、副价交联、主价交联、多元共聚与交联共聚等。二、定向聚丙烯酸酯把浇注聚丙烯酸酯板材加热至高弹态，施以外力拉伸，使分子链的轴在与板面授平行的方向成有序排列，在不改变板材化学成分的条件下获得韧性好、抗裂性高的新型透明材料定向聚丙烯酸酯。1、 定向聚丙烯酸酯的制造方法定向聚丙烯酸酯也称拉伸聚丙烯酸酯或定向有机玻璃，可用拉伸法、压延法或吹塑法制成，其中以拉伸法最为普遍。按拉伸方向可分单轴拉伸、双轴拉伸和多轴拉伸，航空用定向有机玻璃大多采用双轴拉伸法制成。2、 定向聚丙烯酸酯的结构与性能定向聚丙烯酸酯在高弹态拉伸时，在分子链由卷曲状态象弹簧地伸展开，断面类似纤维索状物沿拉伸方向排列，形成“超分子结构”，超分子结构的形成与拉伸度有关，并与定向聚丙烯酸酯性能有明显的对应关系，但是拉伸度达到目的72%之后纤维状结构逐渐分离成个别的结构单元，各项性能趋于下降。定向聚丙烯酸酯与不定向聚丙烯酸酯相比，具有下列特性：A：韧性长期以来，人们以单位面积的冲击功来表征材料抗断裂的韧性，因它未和断裂强度相联系，未能直接用于结构设计，仅作为材料参考指标。飞机座舱透明件在飞行中往往出现突然爆破事故，但用传统试验方法检验材料强度和设计程序并未发现问题，无法解释这种现象。观察其断面可看出破坏是裂纹源迅速扩张引起的，因此，从断裂力学观点看，材料抵抗破坏的能力，应该用材料阻止裂纹扩展的能力断裂韧性来衡量。聚丙烯酸酯定向后，最突出的变化就是提高了抗裂纹增长强度（用K表示），不定向聚丙烯酸酯在40至54范围内K值基本不变或随温度增加稍有下降，而定向聚丙烯酸酯的K值随温度上升明显增加。定向聚丙烯酸酯出现银纹、裂纹、螺栓孔存在缺口或其他原因引发裂纹后，仍能承受较高载荷，不致造成裂纹迅速扩展使构件产生空难性破坏。应用断裂韧性概念，对座舱透明件采用破损安全设计、选材标准和质量控制都具有特殊意义。B：抗银纹性目前所有透明塑料制品都容易产生银纹，但程度不同。聚丙烯酸酯定向后，明显搞高了抗银纹的性能。C：热性能热松驰是定向聚丙烯酸酯的特征性能。由于在高弹态拉伸的高分子处于不平衡状态，它力图恢复到拉伸前高度卷曲的形态，从而产生热松驰现象。定向聚丙烯酸酯的线膨胀系数比不定向聚丙烯酸酯（指平板拉伸方向），这种尺寸变化比不定向聚丙烯酸酯明显减少的特点，对座舱透明件采用刚性联结很有利。D：其他性能定向聚丙烯酸酯由于是平面定向，因此平行分子链轴方向的强度增加，并提高了抗裂纹增长强度。而垂直于分子链方向的强度被削弱，缺失了层间剪切强度，因而定向聚丙烯酸酯的边缘连接宜采用螺栓结构，不宜采用胶接。三、聚碳酸酯透明塑料聚碳酸酯（PC）来自GE公司，作为一种新型的航空透明材料，最早用在军用飞机上，美国曾用作B1，F111，F16等飞机之上。PC因其具有高于聚丙烯酸酯的耐热性和优异的冲击韧性，广泛引起了人们的注意，现在航空上正式使用的仅限于双酚A型。1、 碳酸酯板材的制备方法航空用透明聚碳酸酯由聚合物挤压制成，但挤压板材带有波纹、流痕、麻点等缺陷，透光度低，雾度、光学畸变大，必须借热压抛光或机械抛光才能获得光学性能好的板材。2、 聚碳酸酯的结构和性能A：热性能聚碳酸酯主链中含有庞大的苯环，阻碍旋转的位障大，链段不易运动，因此玻璃化温度比以碳原子构成主链的聚丙烯酸酯明显提高，为了148150，热变形温度为132。玻璃化温度高，在升高温度条件下高聚物的拉伸强度也较高。室温时聚碳酸酯强度不如拉伸改性聚丙烯酸酯，温度高于60，前者的强度就超过后者。104时拉伸改性聚丙烯酸酯已产生热松驰，110120以后改性聚丙烯酸酯几乎没有强度。而聚碳酸酯在高温条件下，强度变化比较平稳，拉伸蠕变性能也远比拉伸聚丙烯酯酯好。B：冲击强度具有高冲击强度和抗鸟撞性能是聚碳酸酯最突出的特点。其冲击强度，目前其他任何一种工程塑料都无法与之相比。室温时聚碳酸酯悬臂梁缺口冲击强度是聚丙烯酸酯的16倍，定向聚丙烯酸酯的5倍。例如用4磅的鸟，速度为430公里/小时，撞击15。5毫米的聚碳酸酯风挡进行试验时，风挡完好，而对比试样，如层合玻璃风挡内层严重散碎；23毫米的单层拉伸聚丙烯酸酯亦损坏。聚碳酸酯悬臂梁缺口冲击强度与试验温度、板材厚度有明显的依赖关系，当温度降到18或厚度为4。5毫米左右，冲击强度明显下降。厚度增至6。35毫米，缺口拉伸强度与厚度为3。17毫米相比下降了50%。在厚度3。176。35毫米之间则塑性变成脆性。因此飞机透明件多采用厚度3。8毫米以下的板材或它的复合板材。然而有的研究者提出来不同的试验结果和观点，认为落球冲击没有发现这种骤变，悬臂梁冲击强度的骤变不明由于厚度的变化，而是表面存在压缩应力所致，对试样淬火或退火可以改变应力状态，从而改变冲击强度。最近出现了消除厚度对韧性影响的改性新品种，当厚度为6。4毫米时，其悬臂梁缺口冲击强度保持与厚度3。2毫米者相同。PC作为航空透明材料还不能称为完全理想的材料，还存在一些弱点，例如其刚性分子链的结构使成形和机械加工形成的内应力不易消除，促使它在某些介质作用下产生应力开裂，导致脆性破坏；分子中的酯基易受某些化学介质如酮类的作用而断链；对水也较敏感，因此在成形前必须进行干燥处理，防止成形时起泡，但这种加热干燥相当于对材料的硬化处理，伴随产生的是屈服强度的提高、伸长率的降低。聚碳酸酯耐气候性不如聚丙烯酸酯，大气曝晒后分子量明显下降，透光率和表面光泽降低、雾度增加，颜色变黄，甚至出现银纹和开裂。聚碳酸酯的另一弱点是耐磨性差，表面需涂透明涂层保护。目前聚碳酸酯经常与其他材料复合后才用作飞机的风挡或座舱盖。聚碳酸酯的自身层合或与其他透明塑料板层合有热压熔融复合、预制胶片复合和灌聚复合三种方法自身层合或与熔点接近、折光指数相近的其他板材可采用热压熔融复合。预制胶片复合所得的胶层厚度容易明均匀。灌聚法收缩率较大，但工艺简单。由于聚碳酸酯的特点、弱点及成本较高，它在轻小型飞机上的使用远不如丙烯酸类透明材料。第三章 机械加工压克力的表面硬度低，很容易受损，如果你够买的板材两面没有保护纸，那么最好自己加上，并在这种受保护的情况下进行操作从划线到模压前的加热。所有的工作台面应保持平整、清洁。在压克力上的划线工作可先用塑料、层板或金属板制成样板，划线可用尖针或划线工具，划线时将划线工具紧沿样板边缘，不可太用力，若划痕太深板材容易沿划痕裂开。对压克力和聚碳酸酯表面除油前者可用甲醇，后者用甲醇或三氯乙烯一、 机械加工压克力可以都可采用加工金属和木材的设备和车、铣、刨、削、钻、磨等方法加工。压克力切削加工（包括清除屑片）与青铜或黄铜相似。由于其热容量小，导热性能差，在机加工时，除由于它是热的不良导体，加工时容易引起摩擦热而产生内应力外，刀具与有机玻璃摩擦产生的热难以传人有机玻璃内部，极易在表面积蓄产生过热，使有机玻璃软化，甚至分解。若加工温度过低，则易破裂，应注意选择适当的刀具及加工参数，采取冷却措施，随时清除屑渣。在机加工时可用水或油冷却，但是会使加工复杂化，另外，采取冷却液会因为压克力摩擦系数低而容易打滑，较好的冷却方法是用压缩空气吹冷，要注意风向、风温及风量。加工时注意进刀量，因为压克力弹性模量小，加工时有一定的回弹性，所以机加工时，要求夹紧力不宜过大，刀具刀口要锋利；钻孔、攻丝口时，工具尺寸要略大于加工金属时所用的数值。在高速切削时，由于切削下来的碎屑易呈胶溶状态而粘附在刀具上，要及时去掉切削，并适当改变刀具角度，增大切削深度，可避免上述现象。一般机加工最适宜温度是20左右，太低时对冲压加工不利，因为板材在低温时易脆裂。加工必须不间断进行，因为在工作过程中如果停止，工具刀头可能把材料烧灼而胶着。在停止加工以前，刀具必须退出。二、 割切压克力可用锯切法或熔化法（类似于电热丝切割泡沫塑料）进行，但用的最广的仍是锯切。选用手锯时应选用细齿，齿距不超过3毫米，齿深约0.5毫米，厚度约0.60.8毫米，锯切时加于锯条的压力不应超过3公斤。使用带锯机锯切时可用组合排列的深齿（齿深大于1.5毫米），切削速度不大于15米/秒，进料速度的大小根据厚度调整，约在12米/分钟之间。使用圆锯锯切时锯轮直径约为300350毫米，细齿（齿深0.62.5毫米，锯齿斜出在1毫米以内），切削速度就不小于2535米/秒，进刀速度要小，不应大于2米/分钟。在上述情况下锯切时，工具和材料均不致发生高热，故不需冷却。不可把多块材料重叠锯切，因为重叠锯切时材料将产生的热量会沿切痕边缘出现许多细小连续的裂痕。在使用熔切时应电热丝（或0.10.15毫米的薄钢片通电亦可）固定，将材料推向电热丝，进料速度约为0.5米/分钟。三、 铣切如需拼接压克力或加工边缘，可用木工铣床或仿形铣床进行。如下图： 铣刀可用螺旋形齿的圆柱形、圆锥形或带柄铣刀及正齿形铣刀。铣切压克力的原则：1、 进料方向必须与铣刀旋转方向一致2、 铣刀旋转时螺线先进方向应由材料边缘进到材料上面。3、 铣刀刀口必须研磨锋利。4、 必须铣切两道，让第二道精铣留有0.5毫米容差。5、 不需用冷却液。6、 铣切斜接面时，为避免材料剥落，斜接面的锐角顶边应削平，使有0.10.3毫米的厚度。四、 钻孔压克力钻孔可用普通的高速钢麻花钻，顶角的大小视材料厚度而定，一般在60140度之间，可依照下列公式决定：式中 D孔眼直径（毫米） S材料厚度（毫米）手动进刀时加于钻头的压力视孔径而定，以不使材料过热为原则，大致在510公斤内。钻孔时钻头的颤动不应超过0.1毫米，以免损伤孔眼边缘，研磨钻头时钻头中心必须准确，顶端交叉部分必须以两条槽为基准相互对称，刀口长度亦应一致。为避免钻槽内被屑片沾粘，钻时应经常将钻头退出清除屑片；但当钻头还未由材料中退出之前，钻头不应停止转动，以免发生胶着。水可用作冷却液，但只适用于高速度的钻削。用压缩空气效果较好。为了使孔眼边缘不产生细小的裂痕，钻孔完结后，可用直形烙铁或加热后的圆形金属棒插入孔内，使孔眼边缘轻微熔化。第四章 成型工艺当压克力加热至105150时，性质变软，有塑性，能制成各种形状的物件。复杂的模压比简单的折弯需要更高的加热温度，然而热度太强时压克力表面会变得太软，以致不但容易产生细小的不均匀状态，如小瘤、凹痕、以及偶尔掉入的尘屑而形成斑点等，而且还留有手指印或手套的布印等。因此，压克力的加热只需到相当于某种模压操作所需的温度。如在模压前把温度控制好，则在模压时所产生的内应力能减至最低程度。经模压的压克力在冷却至3040以后，除了由于温度降低而稍有变形外，几乎能够完全保持其一定的形状。压克力可以冷折弯，但不能在冷却状态下模压。要记住，即使薄压克力冷弯，在材料内部亦能产生相当大的应力，而使外层出现细微的裂痕，机械性能将会被破坏，故我不认为冷折弯为压克力的成型工艺。经模压的有机玻璃如果在自由状态下再度加热，能恢复原来的平面形状。一、作为热塑性材料，它的成型方法笼统分两大类型：A：压延成型（或称接触模胎成形）可分为阴模真空成形、阴模气动成形和在有压紧框的模胎上成形。这类方法的缺点是为了避免与模具接触时制品表面带有绒布或麂皮痕迹及其它压、印的瑕疵，加热后要先于空气中冷却片刻(1015秒钟)，使表面形成硬层，后果是压克力表面层产生较大的应力，在成形过程中可能引起银纹。除非操作环境极好、模具精度极高（对个人来说未必现实），否则最好经过这一工序。优点是成型工艺最为简单。B：吹塑成型（或称自由成型法、自由拉伸法成形）适用于制造气泡形、半球形的制品。它是将板材夹在金属（或木制）压框和金属（或木制）板之间，在板孔中吹入一定压强的经预热的压缩空气，使已加热至高弹态的板材延伸至所需的高度。不用气动成形，采用真空法也可得到同样的效果。自由拉伸法成形的制品，因不与任何表面接触，具有良好的光学性能，成形过程中产生聚合分子取向，制品具有较高的强度和最少的缺陷，但却不一定得到理想的外形。把上述两种方法细分一下可得到三种成型方法：A：压延成型法对于HOMEBUILER来说这是最简单的办法，缺点一是阳模要足够结实，二是可能因模具表面缺陷造成成品的瑕疵，三是积留的内应力较大。但若不是对成品曲率及其它等要求太高的话仍不失为DIY者的首选。B：吹塑成型法此法成品质量最好，深度可达其宽的一半，但是通常要通入加热的压缩空气，对设备和工艺要求较高。另外，一般吹制成后可用的部分仅为制品的2/3，浪费大，此外，制品的厚度将比原板厚度薄，有时吹制完成后厚度仅为原来的25%，要求预先采用比成品厚的板材，总的材料浪费常达50%。这种方法外形不易控制。C：真空成型法此方法最大的好处是可以得到与模具完全一致的成品，是目前轻小飞机座舱成型最常用的工艺。需注意的是在板材在接触模具时要控制好负压和温度，以免被印上模具的表面的斑痕等，好在这种成型方法即使制品表面有缺陷也比使用压延法容易处理。（我认为严格分的话可再细分为四种，因为真空抽吸法根据成型结果有材料接触模具与不接触模具两种情形，因此我个人又杜撰了第四种成型法的名词）D：真空自由成型法即同样使用真空成型，但材料只接近而不接触模具，以期获得吹塑成型和真空成型二者的好处。二、模具制作模具的制作过程、选材等有其通用性，如同玻璃钢制品一样，可用木材、金属、复合材料甚至石膏，表面加工要求也类似，要注意的是材料的收缩性。塑料的收缩是体积收缩，因此，塑料件的各向尺寸都就加收缩余量，但各方向的收缩不一定相同，通常在设计和加工模具时，凸模尺寸取大些，凹模尺寸取小些，以便试模时校准。收缩率计算方法为：S=（AB）/B*100%A为室温下模具直线尺寸（MM），B为室温下塑料件的直线尺寸。（压克力一般收缩率在2%左右，聚碳酸酯一说是在0.7%左右）塑料成型与其它产品制造一样，也要求公差，影响其公差的因素很多，例如模具的制造精度和磨损、塑料的收缩和成型条件引起的收缩变化，以及塑料的修整工艺操作等。压克力和聚碳树脂一般采用6级或多或7级，自由尺寸一般用9级以下。三、加热方法成形的温度影响制品的质量，如接近玻璃化温度成形时，会呈现较大内应力，零件形状稳定性不好，耐裂性低，所以压克力的成形一般在高于玻璃化温度2030的范围内进行。制品模压前压克力的加热，可用室式加热炉，以蒸气、煤气或电发热，并装有适当的温度调节器，以保证炉内温度在105150之间。放入炉内的毛料表面必须均匀受热，因此，加热炉常装有通风设备，民产生干净热空气气流的连续循环。空气在进入炉内之前，必须经过一个清除灰尘的滤器。加热炉一般可分为两种：一种是把材料悬挂；另一种是平放。平放的应垫放绒布或麂皮。利用红外线照射的方法，能使压克力的加热较为方便和经济。这种红外线照射可由敞开的荧光屏上或关闭的（风洞式）装置中发出。至于热源，可用瓦斯辐射装置或白热灯泡（可用500瓦、灯泡内带有反射镜那种）当红外线波长大于1时,有机玻璃开始吸收红外线，但波长大于2.5时，能使压克力变得不透明。白炽灯泡发出的光线中以波长1.2的光线为最多，在一般情况下，这种波长只能给予压克力很低的加热效率。如果加以适当的屏蔽和隔热装置，效率可提高数倍。下图为使用1.75千瓦的灯泡辐射装置，通常只需23分钟就可使压克力很快发热。压克力也可放在水槽或油槽内加热，但是这种方法听起来很简单，但不是很合理的，除加热介质需要很长的时间才能烧热外，压克力在槽中加热也比较慢，（依厚度自15分钟到2小时），在模压前，还需擦净表面上的水或油渍，这样就延长了施工程序，并使已经加热的材料冷却。（一个老外买了5加仑的花生油加热至375度（190）阳模压延他厚度为1/16英寸的压克力）另：关于加热温度各有说法，但都依据材料的厚度、外观曲率及成型方法而变，如亦有人称压克力板材变形温度是华氏280度（摄氏137度），应把炉温设为华氏350400度（176.6204.4）等等。五、 压延成型（接触模胎成形）压延法最大好处是变形可用手工操作而不用其他设备，加热板材后直接在阳模上模压，但很难成型复杂曲面。模型表面必须依据样板加工和磨光，已加工的模型表面应用无毛软绒布、人造麂皮或耐热橡胶覆盖，模型面是须画上明显的线条，以指示制品外形的界线及板材安放的位置。说明：压克力在温度115时加热15分钟，从炉中取出并经短时间（约数秒）冷却后，立即放在模型表面，毛料的边缘要叠过模型上划的界限，由于有机玻璃本身的重量，同时用手轻压，就可使材料与模型吻合。毛料冷却时，毛料边缘与模型接合处有与模型表面分离的倾向，为了避免这种现象，折弯后可用条或片状物制成压边条，垫在毛料上，用夹钳夹紧。如下图所示：上图：利用手工压延成型的压克力在模具上夹紧的情况下为一老外手工模压垂直尾翼顶端航向灯的过程，此方法并不适合制作座舱盖，仅以此例助你理解手工模压工艺。1：材料2MM 压克力板、木材。2：阳模制作使用刀具、砂纸等制成阳模，阳模尺寸比之实际垂尾端部小2MM。如下图所示：3：压框制作一压框板材厚度为0.5英寸（12CM左右）。另一压框厚度为0.25英寸（6MM左右），两块压框中空形状及尺寸与所制阳模俯视图一致。4：将阳模安放于外形相仿但尺寸略小于阳模的底座上，四角安置定位螺栓、螺母、垫片。注意固定螺栓的木质垫块的高度为底座高度减去薄压框的厚度。如下图：5：模压步骤A：将家用烤箱预热至华氏300度左右（摄氏148.8左右）B：如上图所示将压克力板夹在两块压框中间并在固定于定位螺栓上。C：将整个装置置于烤箱中1015分钟。D：取出后快速拧紧螺母，使压克力板成形，但不是一次性完成，而是一次只压下几毫米。E：重复步骤C、D直至压框底部接触到固定螺栓的垫块表面。F：修整已压制成的制品。G：打磨制品，消除阳模留在压克力表面的瑕疵。 下面是几个老外为修复一架二战时的轰炸机炮塔的情形，材料为压克力。 压延法还有一种改良的方法，可获得更好的气动外形，就是板材不动而模具动阳模相当于冲头进行顶推，但要注意的是这种方法可不是概念上的塑料模压成型，那种方法阴阳模之间的间隙等于材料的厚度，所要求的工艺和设备不是我们普通DIYER所能轻易获得的，有钱也没必要这样做。而这里所说指的方法是材料只接触做作冲头的阳模而不接触其他。设备示意如下：上图：1冲头（即阳模）2冲模（或称压延环）3压紧材料用垫圈4垫片5板材说明：将材料、边框、垫片等一同放入炉内，在130135下保持1530分钟，取出后放在材料固定在框架上，用弓形夹固定好，并用冲头顶压。顶压时不能用过大的力量和过快的速度，这样会破坏有机玻璃的光学性质。成型后将冲头与材料一同冷却至3040，然后分离，进行后期的修整和打磨等。六、 真空成型真空成型是制造复杂形状成品的一种非常便利的方法，也是用的最多的方法。它是将固定有压克力板材的压延环安放在底部附有真空抽吸装置的开口模型上，并加以密封，利用真空泵抽出空气，使外部大气压迫使材料变形。图：1真空筒2空气出口3板材4密封垫5弓形夹6成型到位触发开关 7已成型材料也可以把真空装置与加热设备连在一起使用，一般是将红外线加热灯装于真空装置上方（因加热设备是敞开放置的，所以它的加热效率较低，约不超过40%），加热后开动真空泵，使板材向下伸延。如我前面所述的，这种方法有两种情危阂皇遣牧喜唤哟撸梢曰竦美嗨拼邓艹尚头墓庋阅芎突灯分剩赡艿貌坏嚼硐氲耐庑危欢嵌砸跄砻娼心獾染恚共牧辖哟撸曰裣胍耐庑危叩谋砻婢纫咄猓挂谏厦嫘矶嘈】祝共牧媳怀槲笔芰取?br如下图： 上图：1真空筒2阴模3密封垫4空气出口5板材6辐射加热装置7反光镜老外自制的真空成型工作台，热源为电热烧烤格架 下面为另一老外自制的用于压克力真空成型的装置，用了26盏250 瓦的GE“Warm up”灯泡，压克力板距灯泡底部10英寸（约25厘米），加热时间依据材料不同在820分钟之间，没有太多技术细节、参数等。 下图为一国产的小型真空成型设备下面这老兄花了大量的试验来验证PETG真空成形工艺先是一个试验的过程上图：开始采用了一个1000W，12英寸（30公分左右）的石英加热器（灯），但发现热量不够。上图：模具为一不锈钢碗，底部开一孔供抽气用，后发现抽吸时板材变形集中于该孔，不得不将孔“分割”开，力图使负压在开孔处分散开而不用另行开孔。上图：换用了4000W，5英寸（12.7厘米）石英加热器（灯），悬挂于模具上方，可以上下和左右移动以保证均匀加热。上图：最后制成的“碗”上图是各种试制品下为正式制作过程：1：热源为4000 watt/220v的石英远红外加热器（灯），悬挂于1/16英寸（1.6MM左右）厚的PETG板上方8英寸（约20公分）处。2：阴模为玻璃钢制成，钻有十二个0.0208英寸（0.53毫米左右）的孔作为抽吸用（孔越多越小越好）。3：清洁PETG板，置于阴模之上，在层板所制的压框和PETG板间用氯丁橡胶垫圈作密封件。4：抽气管联有一球阀，加热后当板材略微下垂时逐渐用该阀门增加负压。5：当PETG板成形至阴模1/2英寸（或更近）时立即将模具与热源分离，使成形过程中止。6：在使用阀门时应缓慢，否则制品顶部将会变薄。7：待PETG冷却并变硬后，将抽气量开至最大，重新打开加热器一、二分钟使PETG接触到模具表面，一但两者接触要马上分离热源并保持负压，直至PETG重新冷却变硬。此步骤可以使PETG完全符合模具形状而不至于因模具表面的缺陷、灰尘等造成制品的瑕疵（若不用成品不完全符合模具的形状，那么在两者接触前完成过程即可）。 下为另一老外的真空Lexan成形，热源也是红外石英加热器，距平板18英寸（45厘米左右），密封垫圈为氯丁橡胶 下图为用真空成型法制成的座舱盖。使用6*8*1/4英寸的压克力平板，热源总共6000W，在华氏400度（摄氏204度）炉温下加热1012分钟（下第三幅图），抽吸设备是用汽车空调压缩机改装，以0。25马力马达驱动。先做阳模然后翻制玻璃钢阴模，操作要点为在平板变形到模具表面时立即停止过程。下图为使用真空法制成的Pitts S-1座舱盖在模具中下图后部立放的是Pitts S-1的舱盖，前面是BD-5的座舱盖五、吹塑成型前面已经谈到过吹塑成型法（自由成型）的优劣。下图是老外blow压克力滑翔机座舱的图片（没有技术数据）： 虽然吹塑成型有最好光学、物理品质，但由于通常的方法是要吹入加热过的压缩空气，对个人来说不如加热后“抽”来的容易，所以下面这个老外用折衷的办法边加热边“吹”他的Lexan：他做的炉子装有温度计、灯和观察窗以便监控，用毡圈在板材和层板间密封。 附注一：定向聚丙烯酸酯机械加工方法与不定向的相同。由于加热至玻璃化温度以上，它有回缩到原来形状的热松弛特征，不能完全沿用不定向材料的成形工艺，定向聚丙烯酸酯成形方法的特点是必须沿玻璃周边用刚性金属框架夹紧，防止加热时消向。成型时在低于玻璃化温度1520充分加热，定向聚丙烯酸酯零件的成形温度相当于它的平板拉伸温度，压紧框周边必须通水冷却。加热时间不充分致使预成形温度过低，往往导致毛坯产生银纹。附注二：聚碳酸酯可以采用与聚丙烯酸酯类似的机械加工方法，但加工表面现象必须严格防止化学介质的污染，设法降低应力。单层板材的曲面成形方法也和聚丙烯酸酯类似，但为避免吸湿起泡，成形前必须进行干燥处理。第五章 后期加工一、胶接压克力能用对接、斜角接、搭接等形式很好地胶合，被胶合的部分能有与原材料几乎相同的强度和透明性。压克力通常使用市售胶粘剂粘结，也可自制胶粘剂。自制胶粘剂配方单一粘结剂：通常能溶解压克力的任何有机溶剂都可用于压克力的胶接。例如蚁酸和冰醋酸、酸性二氧化矽、甲基乙醚、二氯（代）乙烷及其他。配方一：将干净的压克力溶解于上述任何一种溶剂中，所得的厚浆状溶液，即为胶液。配方二：取三氯甲烷100份(重量)，加入10份压克力搅拌均匀，用于压克力之间的粘结。通常用二氯（代）乙烷常溶入23%的压克力碎屑以增加胶的粘性。在室温下，胶会很快变稠、厚，因此必须保存在封闭的容器中，保存温度为1820度，每次制的胶分量只需够一天用。复合粘结剂：配方一：取二氯乙烷40份(质量)，丙酮40份，压克力粉末20份混合搅拌均匀，可用于压克力与金属、织物、橡胶、聚氯乙烯等的粘结。压克力之间的粘接或压克力同其他塑料之间的粘结，可按下述程序进行：a：将压克力粘结处表面打毛，并用丙酮擦除污物b：用粘结剂涂复被粘结物两个表面并注意厚度要适当，量太少易造成缺胶，太多往往使粘结层厚度增加易发生粘结层的内聚破坏。c：粘结时要将两个粘结表面先小面积接触，然后逐渐扩大接触面积，并注意赶走粘结表面空气泡，以防形成应力集中而降低接头强度d：被粘接头在粘结后可适当加压，以提高粘结强度。接合后有弓形夹等夹紧，须施加13公斤/CM*CM的压力，以驱除胶合缝中的气泡，但避免用高压，以免将胶液挤出。施压时间在室温下不少于46小时，被胶合部件在去压力24小时后方可进行加工。e：胶接时可用普通浆糊将纸条贴在胶接位置的边缘，防止胶液流到表面上由于其它胶粘剂中常含有增塑剂，增塑剂向压克力中迁移，会使粘结后压克力产生龟裂。为了防止粘结后残留应力引起的龟裂，粘结后可加温退火，典型的退火温度是约低于成形温度56，并保持一段时间。例如可在60下保持2