Techniek - Experiment met kunststof: bakje uit acryl-plaat

In m'n rommelvoorraad lagen nog een paar stukken plexiglas van verschillende diktes.
Onder het motto 'dat komt vast nog eens van pas' lag het al een paar jaar te verstoffen en zonder beschermfolie was het inmiddels aardig onder de krassen komen te zitten.

Omdat ik al tijden een ander werkstuk uit acryl wou maken maar telkens vastliep op het lasmiddel, besloot ik het eens met een modelbouw-middeltje te proberen.
Ik was bekend met de lassende werking van Plastruct's 'Bondene Styrene & ABS plastic solvent cement'. Styreen kon ik er muur en muurvast mee aan elkaar 'lijmen'. Ik ga gewoon eens wat proberen! Bekrast was het acryl al, dus een mislukking zou geen ramp zijn.

acryl staf en plaat in diverse afmetingen en vormen

Het materiaal en z'n eigenschappen

Om te beginnen is Plexiglas een merknaam, net zoals Perspex. De juiste term is acrylaat.
De volledige naam is polymethylmethacrylaat, waar het de afkorting PMMA aan dankt.
Het materiaal is een zogenaamde thermoplastische kunststof, wat betekent dat het door middel van verhitting te vervormen is. Dat wordt thermisch vervormen genoemd.
Vooral deze eigenschap maakt het tot een bij hobbyisten en kunstenaars geliefd materiaal.

Acrylaat staat bekend om de uitstekende optische eigenschappen. Het heeft veel van de voordelen van glas, maar is stukken makkelijker te bewerken. Over de UV-bestendigheid lees ik wisselende verhalen: bij de ene leverancier staat dat het UV-bestendig is, bij de ander wordt vermeld dat buitengebruik niet aan te raden is.

Geëxtrudeerd en gegoten: een verschil

Als je bij een kunststoffen-handel plaat of staf zal uitzoeken, zal je met deze twee begrippen geconfronteerd worden. Wat is het verschil?
Extruderen betekent min of meer 'trekken': een geëxtrudeerde stuk acrylaat is dus met mechanische kracht tot een plaat van de juiste dikte gevormd. Daardoor staat het materiaal (onzichtbaar) onder spanning. Bij mechanische bewerking is de kans op barsten of breuk dan ook groter dan bij acrylaat dat gegoten is.

Het voordeel is dat extruderen de optische eigenschappen ten goede komt. Plaat en staf is van optisch betere kwaliteit dan wanneer dit gegoten is, wat meer vervormingen geeft. Ook zijn er meer toleranties in de maatvoering. Als je werkstuk niet al te precies is, zal vooral enige afwijking in de maat niet het grootste probleem zijn.

In de handel wordt 'gegoten' vaak voluit geschreven maar 'geëxtrudeerd' vaak afgekort tot 'XT': XTruded (extruded = geëxtrudeerd).

Verbinden

Natuurlijk kun je voor het verbinden van 2 delen acryl een stel schroeven gebruiken. Die zijn bij een transparante kunststof echter wel hinderlijk zichtbaar.
Een van de prettigste eigenschappen is dat acrylaat zo goed als onzichtbaar te verlijmen is.
Bij veel kunststoffen, waaronder acrylaat, spreekt men liever van lassen, daar de verbinding gelijk is aan het materiaal zelf en de verbinding niet op kleefkracht berust. Een goede acryl-las is vrijwel net zo helder als een niet gelast gedeelte. Als je nog nooit kunststof gelast hebt zal je zeker verrast zijn dat de las na volledige uitharding enorm sterk is.

Overigens gaat lijmen zelfs erg slecht met de meeste gangbare lijmen, omdat het materiaal een erg glad oppervlak heeft, waar de meeste lijmen juist de poriën van een materiaal benutten om kleefkracht uit te halen.

Bewerken

Bewerken van plexiglas kent een paar risico's die je bij metaalbewerking en zeker bij hout niet zo snel tegen zult komen.
Acryl geleidt slecht hitte. In de praktijk betekent het dat je voorzichtig moet boren, zagen en andere bewerkingen rustig toe moet passen.
Laat het gereedschap het werk doen: te hard duwen op de boor resulteert in een happende boor wat tot versplintering en vorming van barsten in het werkstuk kan leiden.
Een te hoog toerental zal het acryl doen smelten, met opnieuw een happende boor en vervorming van het gat tot gevolg.

Voor zagen geldt hetzelfde: niet te snel of met teveel druk, anders vreet het zaagje zich vast. Met figuurzagen loop je het risico dat het zaagje breekt en het restant in het werkstuk achter blijft en dat krijg je er heel, heel slecht uit.
Bij zagen met een machine (tafelcirkelzaag) bestaat het risico op ernstige verwondingen als de zaag het werkstuk grijpt. Voor het zagen van acryl is niet elke machine-zaag geschikt en een speciaal zaagblad voor acryl is dan ook aan te raden. De spanen van acrylaat kunnen bijzonder heet zijn! Let hier op bij het zagen om schrikreacties te voorkomen.

Uit persoonlijke ervaring kan ik vermelden dat geëxtrudeerd acryl knippen met een guillotineschaar mislukt. De snijzijde wordt een nest van kleine barstjes en zal allesbehalve haaks zijn. De mechanische spanning in het materiaal is hier verantwoordelijk voor. Ik heb nog nooit gegoten acryl-plaat in handen gehad en weet dus niet of dat wel te knippen is met een guillotineschaar.

Tot zover de theorie, over naar de praktijk. Ik besloot een bakje te bouwen voor m'n vijltjes, die tot dan toe overal en nergens rondslingerden in m'n la. Het toch al bekraste acryl zou er niet beter op worden met een stel vijltjes als inhoud, dus ook daarom ging ik liever met oude stukken materiaal aan de gang.

Benodigde materialen:

Gereedschappen:

Met het blokhaakje is prima haaks af te meten. Zoals je misschien al gemerkt hebt werken maar weinig aftekenstiften goed op acryl of polycarbonaat, dus daar gebruik je de kraspen voor.
Met de figuurzaag is vervolgens prima het lijntje te volgen.

Ik zal de knutselaar vast uit de droom helpen: met de hand perfect haaks werk afleveren is ontzettend moeilijk. Met een goede vijl en schuurpapier kunnen oneffenheden goed weggewerkt worden, maar meteen fantastisch wordt het pas na veel oefening.

Het acryl zelf

Bekraste acryl-plaat van 5 mm dik Hiernaast kun je een close-up zien van het acryl dat ik zou gaan gebruiken voor het bakje. De krassen zitten er rijkelijk op. De gekante randen zaten er al op toen ik het spul kreeg.

Heb je nieuw acryl, dan is het aan te raden het beschermfolie zo lang mogelijk te laten zitten. Bij zagen, vijlen, boren en alle andere bewerkingen behalve thermisch vervormen, is het materiaal zo beschermd tegen krassen.

Acryl plaat, blokhaak, kraspen, vijl en lasmiddel voor het bewerken van acryl Een deel van de 'gereedschappen' die ik deze keer zal gebruiken. Je ziet de vijl, de kraspen, het blokhaakje, het figuurzaagplankje, het potje met lasmiddel en het materiaal dat er aan moet geloven.

Acryl-plaat met door kraspen aangebrachte lijnen voor het zagen en lassen Het aftekenen van de zaaglijn en het lijntje waar straks precies het andere deel op uitgelijnd kan worden voor het lassen. Per ongeluk verkeerd krassen is niet erg: ik kwam erachter dat het lasmiddel dat zo goed als onzichtbaar 'vult'.

Niet recht gezaagde kopse kant van een acrylplaat close-up Ik zei het al: slechts met veel oefening is het mogelijk haaks te werken met de hand.
We kijken hier langs een van de kopse kanten, waar ik niet recht gezaagd heb.

2 stukken haaks gevijld acryl-plaat Na veel vijlen kreeg ik het geheel dan toch nog aardig recht. Het deel wat bovenop het bodemdeel gelijmd zou gaan worden ging daarbij iets over het laslijntje heen, maar dat bleek geen probleem.

Het lassen

2 acryldelen met haaks metaalblokje om haaks te kunnen lassen Waar ik een hoeklijntje schreef had ik een blokje metaal met haakse hoeken liggen.
Wat je ook doet, kijk uit dat het lasmiddel niet tussen het hulpmiddel en het acryl kan 'kruipen' omdat het anders zeker het materiaal zal vervormen/verminken.

Vrijwel elk lasmiddel berust op capillaire werking, dat wil zeggen dat de oppervlaktespanning van het lasmiddel verantwoordelijk is voor de verspreiding ervan in de lasnaad. Door de hele kleine ruimte tussen de 2 delen zal het middel zich ertussen 'trekken'.

Voor het lassen even met het pluisvrije doekje bevochtigd met spiritus over de laszijdes gaan ter ontvetting.

Omdat ik het 'watertje' van Plastruct gebruik als lasmiddel, volgt hieronder de werkwijze met dit middel.
Neem het potje en probeer een zo 'vol' mogelijk 'geladen' kwastje met lasmiddel uit het potje te halen.
Het kwastje dus niet afstrijken of uit laten druppelen.

Breng het kwastje tegen de lasnaad, het makkelijkste is dat aan de binnenkant van de hoek. Als de delen goed haaks en vlak zijn zul je het lasmiddel zich in een soort 'flits' tussen de delen zien verspreiden, tot uiteraard het kwastje te leeg is. Dit effect moet je echt een keer zelf zien om te begrijpen wat ik bedoel.
Voeg zo snel mogelijk meer lasmiddel toe tot de hele lasnaad gevuld is.

Een tweede hulp waarbij duidelijk is of het lassen goed gaat: de las zal onmiddellijk 'donker' kleuren zodra het lasmiddel zich in de lasnaad verspreid. Blijft het 'licht geven' dan zijn de delen niet vlak genoeg of dien je meer lasmiddel toe te voegen.

Wat je ook doet: zorg dat de te lassen delen niet bewegen tijdens het uitharden van de las.
Druk uitoefenen op de 2 delen is over het algemeen niet nodig.

Verschil in optische eigenschappen tussen ongelaste en gelaste delen Nog een las-handigheidje: Teveel lasmiddel toevoegen is helemaal niet erg. Veel lasmiddelen, waaronder het spul van Plastruct, verdampen snel.

Voeg je teveel toe, ga het dan NIET WEGVEGEN maar laat het simpelweg verdampen. De aanslag die op het werkstuk achterblijft kan daarna gemakkelijk weggepoetst of gekrabt worden.
Hetzelfde gaat op voor het morsen van lasmiddel op een plek waar helemaal niet gelast dient te worden. Niet wegvegen met vingers of papier, gewoon laten verdampen.

Op de foto zie je het verschil kwa optische eigenschappen wat betreft het lassen. We kijken naar de bodem, waar ik zojuist rechts een plaatje vastgelast heb. Links staat een plaatje zonder las. Duidelijk is te zien dat links 'licht' lijkt te geven en rechts 'donker' is.

Het resultaat

Acryl bakje na het volledig lassen Uiteraard herhaal je alle stappen tot je een bakje hebt en als dat zover is, dan kan onderstaand het resultaat zijn.
Het bakje is enorm sterk en praktisch onverwoestbaar in de hobby-omgeving waar hij m'n vijltjes bij elkaar mag gaan houden.

Close-up van acryl-las waar zich wat belletjes gevormd hebben Een close-up van een van de lassen: we kijken dwars door de bodem door een van de zijwanden van het bakje. Zoals je ziet zitten er hier en daar belletjes in de las. Dat is niet alleen het gevolg van onnauwkeurig werk, ook het lasmiddel is hier verantwoordelijk voor. Sommige lassen leken perfect op elkaar te passen, maar na een half uur toch belletjes gevormd te hebben.

De vlekjes onderaan zijn residu-vlekken van het lasmiddel: met wat spiritus zijn deze vlekken prima weg te poetsen. Krabben met je nagel kan ook, maar geeft risico op krassen, bij mij niet erg, bij jou misschien wel.

Nawoord

Uiteraard kun je een bakje, of een ander werkstuk van acryl, combineren met allerlei half-fabricaten die je in de handel kunt krijgen. Te denken valt aan acryl staf in ronde of vierkante vorm. Zeshoekige vormen of brede strips zijn bijvoorbeeld verkrijgbaar bij de betere modelbouwzaak.

Bij de kunststoffenhandel is acryl vaak ook in andere kleuren leverbaar. Rood- of blauw-transparant zijn maar een paar kleuren. Vaak kun je ook nog kiezen tussen transparant en semi-transparant. De laatste laat wel licht door, maar niet zodanig dat je objecten die zich aan de andere kant bevinden, kan onderscheiden.