Drilling ACRYLITE® Acryl Sheet

This brief geeft advies voor:

• Materiaal om acryl te boren
• Procedures
• Troubleshooting
• Materiaalleveranciers

Materiaal om acryl te boren

Boren

Alle in de handel verkrijgbare, door een motor aangedreven materiaal is aanvaardbaar voor het boren van acrylplaten. Dit omvat draagbare boren, boorpersen, draaibanken, automatische meerspillige booreenheden, CNC routers en bewerkingscentra.

Boorbeitels

Een aantal fabrikanten bieden speciaal voor kunststoffen ontworpen boorbeitels aan. Boren zijn gemaakt van high-speed staal (HSS), kobalt, HSS met hardmetalen punten of massief hardmetaal. De metaal-werkende drilboren van het hoge snelheidsstaal kunnen met één of andere wijziging worden gebruikt.

De standaard metaal-werkende boren worden ontworpen om agressief in metaal te snijden aangezien zij in het worden gevoed. Indien gebruikt op acryl zonder aanpassing, zullen deze bits chip en andere schade aan de kunststof veroorzaken. Deze boren moeten opnieuw worden geslepen om het plastic te schrapen in plaats van scherp in het materiaal te snijden en het te gutsen. Er zijn drie punten die moeten worden overwogen bij het aanpassen van een standaard metaalbewerkingsboor voor kunststoffen:

2. De snijkant moet “vlak” geslepen zijn tot een hoek van 0-4°. Deze snijkant zal het acryl schrapen, niet uitgutsen. Zie figuur 2.

3. Het oppervlak achter de snijkant moet worden weggeslepen tot vrijloophoeken van 12-15°. Deze rugontlasting vermindert het contact tussen metaal en kunststof en de warmteontwikkeling. Deze modificatie is standaard op de meeste draaiboren van hoge kwaliteit. Zie figuur 3.

Bit geometrie beïnvloedt de kwaliteit van geboorde gaten omdat het de grootte van de spaan en de spaanafvoer beïnvloedt. Bits met een grotere diameter en bits met kleinere tiphoeken produceren grotere spanen. Als de boordiepte (H) kleiner is dan de boordiameter (D), worden grote spanen gemakkelijk uitgeworpen. Als de diepte van het gat toeneemt, d.w.z. H>D, worden grotere spanen moeilijker uit te werpen vanwege de nauwe speling tussen de bit en de wanden van het gat. Een grotere hoek van de boortip vermindert de grootte van de gegenereerde spanen en vergemakkelijkt het uitwerpen van de spanen. Maar, zoals hierboven vermeld, als de tiphoek te groot is, groter dan 90°, kunnen blow out en chipping een probleem zijn wanneer de bit uit de acryl komt.

Procedures

Volg altijd de veiligheidsaanbevelingen van de fabrikant voor apparatuur en materialen die met ACRYLITE® plaat worden gebruikt.

Bij het boren van ACRYLITE® plaat wordt warmte gegenereerd door de nauwe speling tussen de boor en de wanden van het gat en door de moeilijkheid om spanen uit te werpen. Zoals hierboven vermeld, wordt het uitwerpen van spanen moeilijker naarmate het gat dieper wordt. De wrijving tussen de bit en het materiaal neemt ook toe door het relatief lage warmtegeleidingsvermogen van acryl en de hoge thermische uitzettingscoëfficiënt, waardoor het materiaal uitzet. Als met deze factoren geen rekening wordt gehouden, kan het materiaal smelten en gommen, wat een minder dan optimale kwaliteit van het gat oplevert. Het is daarom essentieel om de opgewekte warmte te verminderen en spanen snel te verwijderen.

Het werkstuk moet stevig worden vastgehouden of, bij voorkeur, stevig worden vastgeklemd op de werktafel. Het is het beste om het te boren werkstuk te ondersteunen met acryl, een andere thermoplastische plaat of MDF (Medium Density Fiberboard), zodat de boor doorloopt in stevig materiaal als hij in de onderkant dringt. Dit zal afbrokkeling van de onderkant voorkomen.

Geschikte boorcondities

De juiste boorcondities zijn een combinatie van toerental (RPM) en voedingssnelheid (IPM) van de spindel. Twee parameters worden gewoonlijk gebruikt om deze te bepalen. Deze zijn:

• SFM (oppervlakte voeten per minuut) – de snelheid bij SFM waarbij de snijkant van de boor het materiaal raakt.
• IPR (inches per omwenteling) – de hoeveelheid IPR materiaal die per omwenteling van de boor wordt verwijderd, ook wel spaanlading genoemd. De SFM en IPR kunnen niet rechtstreeks worden ingesteld op handmatig bediende boorapparatuur. De SFM- en IPR-gegevens kunnen echter worden gebruikt om de juiste instellingen voor het toerental van de spil in RPM (omwentelingen per minuut) en de voedingssnelheid in IPM (inches per minuut) te bepalen. Als de optimale SFM en IPR bekend zijn, kunnen de instellingen met de volgende vergelijkingen worden bepaald:

RPM =3,82 x SFM/D

IPM=IPR x RPM

Voor acrylaatboren staan de aanbevolen waarden voor SFM en IPR in de onderstaande tabel.

Figuur 7

Zoals in de bovenstaande grafieken en tabel is aangegeven, zijn lagere SFM’s vereist voor grotere boren. Dit is om soepel en trillingsvrij boren te waarborgen, omdat grote boren de neiging hebben het materiaal meer te grijpen. Dit heeft tot gevolg dat de voedingssnelheid in het algemeen moet worden vertraagd om spanen te voorkomen en dat het spiltoerental moet worden verlaagd om smelten te voorkomen.

Voor H>D moet gebruik worden gemaakt van pikboren, waarbij in stappen wordt geboord en de boor regelmatig uit het materiaal wordt gehaald om spanen op te ruimen.

Handmatig boren

Handmatig boren moet met een lagere snelheid en voeding worden uitgevoerd dan geautomatiseerd of CNC-boren, rekening houdend met de diameter van het boorbit, de materiaaldikte en de mogelijkheid om tijdens het boren af te koelen. Bovendien moeten bij diepere gaten pikboren worden toegepast om het smelten te beperken. Bij handmatig boren is het moeilijk de voedingssnelheid nauwkeurig te regelen. De afwerking van het gat kan als richtsnoer voor de juiste voedingssnelheid worden gebruikt zodra het juiste toerental is vastgesteld. Als het materiaal versplintert, is de voedingssnelheid te hoog en moet deze worden verlaagd. Als het materiaal smelt, is de voedingssnelheid te laag en moet deze worden verhoogd.

Vorm van de spanen

De vorm van de spanen die bij het boren ontstaan, kan als leidraad dienen voor de booromstandigheden. Optimale omstandigheden resulteren in gaten met een glad oppervlak en gladde, ononderbroken spanen. Als de spanen brokkelig zijn en de snede ongelijkmatig is, is de voedingssnelheid te hoog of is het toerental te laag. Gesmolten spanen en gesmolten gaten wijzen op een te lage voedingssnelheid of een te hoog toerental.

Koelmiddelen

Wanneer mogelijk moeten lucht- of vloeistofkoelmiddelen worden gebruikt. Koelmiddelen verminderen de warmteontwikkeling en verbeteren daardoor de kwaliteit van de gaten. Bij bepaalde boordieptes en -afmetingen zijn koelmiddelen noodzakelijk om smelten te voorkomen. Als algemene regel geldt dat koelmiddelen moeten worden gebruikt wanneer de diepte van het gat (H) groter is dan de boordiameter (D) (bv. voor D=0,250″, moet een koelmiddel worden gebruikt voor H>0,250″). Koelmiddelen moeten ook worden gebruikt voor gaten groter dan of gelijk aan 1/2″ in diameter (D ≥1/2″).

Koude luchtpistolen zorgen voor een goede koeling en zijn meestal schoner in gebruik dan vloeibare koelmiddelen. Vloeibare koelvloeistoffen zorgen echter voor meer koeling, omdat de vloeistof in het gat kan sijpelen terwijl de boor door het materiaal gaat, wat resulteert in betere afwerkingen van de gaten. Water, kerosine, minerale olie en andere compatibele oplosmiddelen kunnen worden gebruikt.

Ontbramen en verzinken

Circuit Board Drilling

Circuit Board Drilling is een speciaal geval waarbij geautomatiseerde machines duizenden minuscule gaatjes boren op zeer hoge snelheid. Speciaal ontworpen bits zijn vereist. Aanbevelingen voor de voedingssnelheid en het toerental zijn te vinden in de figuren 8 en 9.