Литьё или экструзия: какой акрил выбрать для вывески и POSM

Литьё: сироп между двумя стёклами

Чтобы понять, откуда у двух видов оргстекла такой разный характер, стоит начать с того, из чего и как их делают, ведь сырьё у них совершенно разное. Литой лист получают из метилметакрилата, или ММА, — жидкости, которая по густоте больше всего напоминает сироп. В неё заранее вводят нужные добавки и присадки, а затем заливают в своеобразную форму из двух листов силикатного стекла с безупречно обработанной поверхностью: между стёклами наливают строго отмеренное количество ММА, по краю прокладывают ПВХ-шнур, который на заводах называют кембриком, чтобы жидкость не вытекла, и всю эту конструкцию стягивают зажимами.

Собранные таким образом формы устанавливают в стойки, и дальше у каждого производителя свой подход к тому, как довести материал до твёрдого состояния. Одни отправляют стойку в печь-термостат, где идёт воздушная полимеризация, другие опускают её в водяную ванну, третьи сочетают оба способа и после воды досушивают форму в печи. Когда процесс завершён, зажимы снимают, стёкла разнимают, а застывший между ними лист обрезают по краю вместе с кембриком, оклеивают защитной плёнкой с двух сторон и укладывают на паллеты, после чего он и превращается в тот товарный лист, который приходит на рекламное производство.

У такой технологии есть важное следствие, о котором полезно помнить при выборе материала. ММА растекается между стёклами абсолютно равномерно и твердеет в покое, без давления и вытягивания, поэтому внутренних напряжений в литом листе нет. Кроме того, объём одной партии определяется размером формы, так что литой акрил вполне реально заказать в количестве всего 500 кг, а толщина листов может быть любой в диапазоне от 2 до 200 мм.

Помимо привычной горизонтальной схемы, существует и вертикальная, обозначенная как процесс Rostero, при которой кассеты с ММА устанавливают в стойки стоймя. Её смысл в том, что силикатные стёкла площадью около 6 кв. м, стоящие вертикально, не провисают под собственным весом, поэтому лист получается ровнее по толщине, а пыль и прочие случайные включения опускаются к нижней кромке, которую потом всё равно обрезают, и прозрачность материала от этого только выигрывает.

Экструзия: гранулы, шнек и щелевая головка

Для экструзионного акрила жидкое сырьё не нужно: его делают из гранул полиметилметакрилата (ПММА), которые на вид напоминают бисер. Из большого резервуара гранулы поступают в экструдер и там разогреваются до расплава, а вращающийся шнек, устроенный по принципу архимедова винта, проталкивает эту массу к щелевой головке, ширина щели в которой и задаёт толщину будущего листа.

Выйдя из головки, горячий расплав попадает на зеркальные каландры — полированные валы, где он немного остывает и получает гладкую поверхность, а затем ложится на транспортную ленту. Пока лента движется, продольные пилы обрезают кромки, а поперечная пила, которая едет вместе с листом с той же скоростью, нарезает полотно на куски нужной длины, так что останавливать линию не приходится. В конце листы оклеивают защитной плёнкой, и штабелёр складывает их на паллеты. Кроме сплошных листов, на таких линиях выпускают текстурированные, а также трубы и стержни.

Благодаря тому что зазор в головке не меняется, толщину экструзионного листа удаётся выдерживать очень точно: допуск составляет ±5% для листов от 3 мм и ±10% для более тонких. Однако у той же технологии есть и оборотная сторона, ведь в тот момент, когда расплав продавливают через узкую щель, его молекулярные цепочки вытягиваются вдоль направления движения и в таком положении застывают, оставляя в листе внутренние напряжения.

Напряжение появляется в тот момент, когда расплав выдавливают через щелевую головку. В каком направлении его давят, так оно в листе и остаётся

Эктор Наполес

То, что экструзионная линия работает непрерывно и рассчитана на большие объёмы, сказывается и на выборе цветов. Чтобы сделать на экструдере партию цветного листа, желательно выкатывать не меньше пяти тонн материала, тогда как для литья, как мы уже видели, достаточно 500 кг, поэтому и палитра цветов и фактур у литого акрила намного богаче.

Допуск по толщине против анизотропии

Если положить рядом литой и экструзионный лист и сравнить их характеристики, окажется, что по большинству свойств они почти одинаковы: оба прозрачны и обладают отличными оптическими качествами, устойчивы к химическим веществам и царапинам, хорошо режутся лазером и фрезой, гравируются и поддаются вакуумной формовке. Различия, которые действительно важны для рекламного производства, сводятся к двум параметрам, и любопытно, что сильная сторона одного материала как раз и оказывается слабым местом другого.

Слабое место литого акрила — допуск по толщине, рассчитываемый по формуле ±(0,4 + 0,1 × толщина листа) мм. Если перевести её в цифры, лист номиналом 3 мм может отклоняться от заявленной толщины на 0,7 мм в ту или другую сторону, а десятимиллиметровый — на 1,4 мм, тогда как у экструзионного листа тех же номиналов отклонение не превышает 0,15 и 0,5 мм соответственно. Причина кроется в самой технологии: масса застывает между двумя большими стёклами, которые в горизонтальном положении неизбежно чуть провисают, и добиться одинакового зазора на площади в несколько квадратных метров не получается.

Зато экструзионный лист расплачивается за точную толщину анизотропией, и это слово пришло из греческого языка, где anisos означает «неравный», а tropos — «направление». Так называют зависимость механических, оптических и других свойств материала от того, в каком направлении внутри него их измерять, и самый понятный пример из природы — дерево, которое вдоль волокон ведёт себя совсем иначе, чем поперёк. Анизотропия свойственна всем экструзионным материалам: две полосы, вырезанные из одного листа вдоль и поперёк направления экструзии, под одинаковым грузом прогибаются по-разному. Литой лист такого недостатка лишён, и его свойства одинаковы в любом направлении.

Долгое время выбор между литьём и экструзией во многом решала цена, и все, кто давно работает с акрилом, привыкли к тому, что экструзионный лист намного дешевле. Во времена, когда материал везли из Европы, так оно и было, однако сейчас ситуация на рынке развернулась, и экструзия обходится даже дороже литья.

Раньше это была аксиома: экструзия дешевле. Сейчас рынку это, может быть, непривычно, но экструзионный акрил получается даже дороже литого, и мы живём в этой парадигме. Для нас это даже хорошо, потому что литого акрила мы поставляем больше

Рассказывает Эктор

Световая вывеска: разнотолщинность и оттенок

В световой вывеске акрил работает на просвет, и особенности материала, которые в обычном изделии могли бы остаться незамеченными, здесь сразу бросаются в глаза. Разнотолщинность литого акрила, которая связана со способом его производства и на большой площади светового короба оборачивается неравномерным свечением.

Экструзионный лист по толщине гораздо стабильнее, зато в цветном исполнении он может преподнести сюрприз другого рода. Из-за той же анизотропии оттенок детали зависит от того, как именно её вырезали из листа, и если одну панель поставить в том положении, в каком она лежала на листе, а соседнюю развернуть, одна окажется заметно светлее другой.

Если вы вырезали деталь и поставили её по-другому, оттенок может получиться светлее или темнее. С разнотолщинностью это никак не связано, это именно анизотропия

Эктор Наполес

Отсюда вытекает правило раскроя, которое стоит держать в голове при работе над любым проектом из экструзионного акрила, выполненным в едином цвете и стиле: все детали нужно вырезать в одной ориентации относительно направления экструзии. На схеме детали 1, 2 и 3 разложены вдоль листа правильно, а повёрнутые поперёк детали 4 и 5 перечёркнуты, хотя такая раскладка и позволила бы сэкономить материал. С литым листом подобных ограничений нет, его можно раскраивать как угодно, и никакой разницы между деталями ни по механике, ни по цвету не появится.

Для наружной рекламы, где заказчик обычно приходит со своим фирменным цветом, у литого акрила есть ещё один козырь — палитра. Цветов и фактур у литого листа намного больше, а если нужного оттенка всё-таки нет, его можно получить партией от 500 кг, тогда как экструзионную линию ради нового цвета придётся запускать минимум на десять тонн. Литьё к тому же перекрывает весь диапазон толщин от 2 до 200 мм, а вакуумная формовка, без которой не обходится изготовление объёмных лицевых элементов, доступна для обоих материалов.

POSM и торговое оборудование: шип, гравировка, гибка

В торговом зале покупатель рассматривает POSM-конструкцию с расстояния вытянутой руки, и любая неточность сборки или неровная гравировка видна здесь куда лучше, чем на вывеске над входом. Обрабатывать оргстекло при этом можно практически как угодно: резать механически, лазером и на плоттере, фрезеровать, сверлить, гравировать, гнуть, термоформовать, склеивать, печатать на нём цифровым способом и шелкографией, покрывать лаком. Однако, выбирая способ обработки, приходится учитывать и то, каким способом был произведён сам лист.

Нагляднее всего это видно на стойках, дисплеях и подставках, которые вырезают лазером и собирают в шип. Паз в таких деталях рассчитан на номинальную толщину листа, а литой акрил в разных местах может оказаться толще или тоньше, и тогда одни шипы не войдут в пазы, а другие будут в них болтаться.

Если изделие собирается в шип и вы режете его лазером, тут только экструзия. Из-за разнотолщинности литого листа где-то шип у вас будет входить, а где-то, наоборот, вываливаться

Объясняет Эктор

Разнотолщинность мешает литому листу и там, где на больших площадях нужна гравировка или фрезеровка. Маленьким изделиям вроде гравированных брелоков, она не страшна, но на крупной панели фреза в одних местах пройдёт на заданную глубину, а в других не дотянется до поверхности вовсе, и в изображении появятся пробелы.

Зато из-за внутреннего напряжения экструзионные листы в большей степени подвержены разрушению при воздействии внешних агрессивных сред при изгибании. Поэтому при производстве различных изделий из экструзионного акрила, где требуется его деформация, необходимо избавиться от таких напряжений.

Сделать это можно отжигом — готовое изделие помещают в печь и выдерживают при температуре, близкой к верхней границе постоянной эксплуатации материала, — для многих марок акрила это 70–80 °C — из расчёта примерно один час на каждый миллиметр толщины. Для гнутых элементов POSM, а также для деталей из экструзионного листа, где напряжения заложены ещё на заводе, такая процедура заметно снижает риск растрескивания.

Все эти тонкости лучше выяснять заранее, в разговоре между продавцом материала, его производителем и тем, кто будет воплощать проект, и начинается такой разговор с пяти вопросов: какой нужен эффект, где будет стоять изделие, как его будут обрабатывать, насколько оно сложное и каким выйдет тираж.

Ответы на них помогают подобрать подходящий лист, не переплатить и уложиться в сроки. АО «Оргстекло», эксклюзивный дистрибьютор концерна HASWEIT, поставляет оба вида акрила, и, по словам Эктора Наполеса, литого листа компания сегодня продаёт больше, чем экструзионного.