Der ultimative Acrylglas Ratgeber

Aus Acrylglasplatten lassen sich technische Präzisionskomponenten sowohl für Haushalts- als auch Industrieprodukte herstellen. Zu den typischen Anwendungen gehören Leuchttransparente, allgemeine Verglasungsanwendungen und Sicherheitsverglasungen, Dachlichter, Möbel, Beleuchtungskörper und eine große Anzahl industrieller Produkte. Perspex® Acrylglasplatten werden in gegossener und extrudierter Form angeboten.

Gegossene Acrylglasplatten sind in vielen verschiedenen Stärken und Farben erhältlich, darunter auch Blöcke und aufwändige Farbmuster und Strukturen.

Je nach Herstellungsverfahren weisen gegossene und extrudierte Platten unterschiedliche Eigenschaften auf, die auf die Molekularstruktur zurückzuführen sind und die Verarbeitungseigenschaften beeinflussen. Wenn dies zutrifft, weisen wir in diesem Handbuch gezielt darauf hin. Andernfalls kann davon ausgegangen werden, dass das Verarbeitungsverhalten für beide Produkte sehr ähnlich ist.

Außergewöhnliche Lichtdurchlässigkeit bei praktisch keiner Farbverzerrung – das gilt selbst für dicke Blöcke.
Klares Acrylglas überträgt 92 Prozent des sichtbaren Lichts. Kein anderes Produkt – auch nicht Glas – verfügt über eine bessere Lichtdurchlässigkeit.

Exzellente Witterungsbeständigkeit im Außenbereich.
Wir bieten eine Zehnjahresgarantie für die Witterungsbeständigkeit unseres Acrylglas Standardangebots in der Außenanwendung. Das bedeutet, weder das Erscheinungsbild noch die physikalischen Eigenschaften erfahren über einen Zeitraum von 10 Jahren signifikante Veränderungen.

Eine hochglänzende, harte Oberfläche.
Acrylglas ist eines der härtesten thermoplastischen Materialien und behält seinen ästhetischen Look weit länger als viele andere Kunststoff- Plattenprodukte.

Hohe Zugfestigkeit und Steifheit.
Acrylglas eignet sich besonders für Anwendungen, bei denen die Oberflächen sich nicht verbiegen oder verformen dürfen.

Leichtgewichtig.
Acrylglas wiegt nur halb so viel wie eine vergleichbare Glasscheibe und lässt sich so leichter transportieren, installieren und befestigen.

Gute Schlagfestigkeit. 
Acrylglas ist international anerkannt für Sicherheitsverglasungen und entspricht den Anforderungen von ANSI Z.97 und BS 6262.

Reinigungsfreundlich.
Dank seiner hochglänzenden Oberfläche lässt sich Acrylglas leicht reinigen und erfordert einen geringen Wartungsaufwand.

Einfache thermische Verformung.
Acrylglas kann mit kostengünstigen Werkzeugen einfach verformt werden und erlaubt so eine kosteneffiziente Verarbeitung.

Hervorragendes Umweltverhalten.
Acrylglas ist ein effizient hergestelltes, nicht toxisches, reines Material mit einer langen Lebensdauer. Es kann bis zu den Ausgangsmonomeren der Rohmaterialien recycelt werden – unabhängig von Farbe oder Effekt.

Konstruktionsdaten
Die langfristigen mechanischen Eigenschaften von Acrylglas sind abhängig von Temperatur und angewandter Spannung. Bei der Herstellung von Maschinenbaukomponenten müssen diese Faktoren berücksichtigt werden. Tabelle 1 beinhaltet eine Übersicht der maximalen lang- und kurzfristigen Nennspannungen auf Basis mechanischer Bruchstudien, die problemlos für die Herstellung von Maschinenbaukomponenten aus gegossenen Acrylglasplatten angewendet werden können. Informationen zu kurzfristigen technischen Eigenschaften befinden sich in Kapitel 3.3.1 im technischen Anhang dieses Handbuchs.

Tabelle 1 Konstruktionsdaten gegossener Acrylglasplatten bei einer Temperatur von 20°C

Wie dehnt sich Acrylglas bei Wärme und Feuchtigkeit aus?
Wie alle Acrylmaterialien dehnt sich Acrylglas abhängig von der Temperatur aus bzw. zieht es sich zusammen. Genauso absorbiert es bei langer Anwendungsdauer Wasser. Diese natürlichen Eigenschaften des Materials müssen bei der Herstellung von haltbaren und kosteneffizienten Schildern berücksichtigt werden.

Acrylglasplatten können über einen langen Zeitraum bis zu zwei Prozent Wasser absorbieren. Dadurch verändern sich die Dimensionen eines Schildes. Wasseraufnahme und Verformung hängen von der Luftfeuchtigkeit und dem ursprünglichen Wassergehalt der Platte ab. Einhundertprozentige Luftfeuchtigkeit kann zu einer Größenzunahme von 0,3 Prozent führen. Diese Abweichungen sollten berücksichtigt werden, um Verformungen des Schildes vorzubeugen.

Extrudierte Acrylglas Platten können aufgrund des geringeren ursprünglichen Wassergehalts in einem feuchten Umfeld noch höhere Größenabweichungen aufweisen.

Der Wärmeausdehnungskoeffizient thermoplastischer Materialien ist höher als bei den meisten anderen Werkstoffen. Bei Installationen im Außenbereich, die großen Temperaturschwankungen ausgesetzt sind, sollte eine wärmeabhängige Ausdehnung des Materials eingerechnet werden.

Bei Schildern aus Acrylglas Platten für den Außenbereich muss schon während der Planung und Herstellung ein hinreichender Spielraum für die temperaturabhängige Ausdehnung oder das Zusammenziehen des Materials eingerechnet werden. In Europa sind Schilderinstallationen Temperaturschwankungen zwischen -20°C im Winter und +30°C im Sommer ausgesetzt. Das bedeutet einen Temperaturunterschied von 50°C. Aus der langjährigen Erfahrung heraus – und immer berücksichtigend, dass dunkle Farben stärker auf Hitze reagieren als helle Farben – hat sich ein Spielraum von 0,5 Prozent oder 5 Millimetern pro laufendem Meter bewährt. Für die Paneelgröße sollte also immer eine temperaturabhängige Ausdehnung und Veränderungen der Luftfeuchtigkeit einkalkuliert werden.

Weiterhin sollte bei der Überlappungstiefe von Rahmen, in die Acrylglas Schilder eingepasst werden, nicht nur die Ausdehnung des Materials, sondern auch dessen Zusammenziehen beachtet werden. Ansonsten könnten Schilder in den Wintermonaten bei starkem Wind aus ihren Rahmen springen.

Wie wird Acrylglas für den Transport geschützt?
Die Oberflächen von Acrylglas sind zum Schutz bei Transport, Lagerung und Verarbeitung durch Folien geschützt. Auf Wunsch und abhängig von der Liefermenge können thermisch verformbare Schutzfolien verwendet werden.

Wie kann Acrylglas gelagert werden?
Acrylglas Platten sollten im Innenbereich, vorzugsweise in einem kühlen, gut durchlüfteten, trockenen Raum und bei gleichbleibenden Temperaturen gelagert werden. Wir empfehlen die horizontale Aufbewahrung der Platten. Vom Aufeinanderstapeln der Platten raten wir dringend ab, da dadurch interne Spannungen entstehen können und die Platten nicht länger eben sind. Acrylglas kann auch vertikal in Ständern gelagert werden, wenn die Abstände der Halterungen nicht mehr als 30cm betragen. So sind die Platten ausreichend gestützt und erfahren Stabilität. Die Platten sollten jedoch nicht länger als sechs Monate gelagert werden. Außerdem müssen sie sich ausdehnen können, um nicht zu verziehen. Vorbereitung für die Verarbeitung Die Schutzfolie kann während der Verarbeitung auf der Platte verbleiben und Markierungen können auf ihr angebracht werden. Vor der thermischen Verformung muss die Folie allerdings entfernt werden.

Wie lässt sich Acrylglas reinigen?
Acrylglas Oberflächen müssen in der Regel erst nach der Verarbeitung und vor der Verpackung gereinigt werden. Sollte die Oberfläche jedoch anschließend bearbeitet werden, beispielweise durch Vakuummetallisieren oder Siebdruck, empfiehlt es sich, diese vorher mit frischem Wasser und einem Ledertuch oder weichen Lappen zu säubern. Dadurch werden nach der Entfernung der Schutzfolie alle Spuren statischer Aufladung beseitigt, die ansonsten Staub anziehen könnten. Für die allgemeine Reinigung von Acrylglas sollte ausschließlich klares Wasser verwendet werden, dem etwas Reinigungsmittel beigefügt wurde. Lösungsmittel wie Brennspiritus, Terpentin, Terpentinersatz oder Fensterreiniger sind weder notwendig noch empfehlenswert.

Ledertücher eignen sich für die Reinigung, dürfen jedoch niemals trocken verwendet werden.

Wie entferne ich Kratzer aus Acrylglas?
In jedem gut sortierten Baumarkt sind Acryl-Polituren erhältlich, mit denen sich die Oberflächen von Acrylglas Verglasungen ausbessern lassen, sollte es zu versehentlichen Kratzern kommen.

Die Verarbeitungsbedingungen von Acrylglas ähneln denen von Weichmessing oder Hartaluminium, mit zwei wesentlichen Unterschieden:

1. 1. Acrylglas erweicht, wenn es auf über 80°C erhitzt wird. Bei der spanenden Bearbeitung kann große Hitze entstehen, die Spannungen verursacht. Es ist sehr wichtig, die Hitzeentwicklung auf ein Minimum zu reduzieren. Deshalb empfiehlt sich während der Verarbeitung der Einsatz von Kühlmitteln, die gleichzeitig als Schneidflüssigkeit dienen und Späne aus dem Schneidbereich entfernen.
   2. Acrylglas ist ein sprödes Material. Deshalb darf es nur mit geringem Andruck und niedriger Vorschubgeschwindigkeit zugeschnitten werden. Dabei können verschiedene Kühlmittel wie beispielsweise Wasser und Wasser-/Luftnebel, lösliche Öle und Druckluft eingesetzt werden. Lösliche Öle müssen als Öl-in-Wasser- Emulsion verwendet werden und dürfen keine Lösungsmittel enthalten, da diese Haarrisse verursachen könnten.

Beim spanenden Bearbeiten, Bohren oder Schneiden von Acrylglas kann die Wärmeentwicklung zu Haarrissbildungen führen, ein Phänomen, das bei vielen Kunststoffmaterialien unter Spannungseinwirkung auftritt. Diese Gefahr kann durch einfaches Tempern reduziert oder eliminiert werden. Ein Vorgang, der für alle spanend bearbeiteten Komponenten aus Perspex® angewendet werden sollte. Alle Informationen zum Tempern finden Sie in Kapitel 1,5.

Für kleinere Arbeiten kann Acrylglas mit feingezahnten Handsägen wie z.B. Schweif- oder Bügelsägen zugeschnitten werden. Das Arbeitsstück muss gut befestigt und es darf nur geringer Druck angewendet werden. Motorsägen, bei denen jeder zweite Zahn abgeschrägt ist, wie sie für Aluminium verwendet werden, empfehlen sich besonders für das Sägen von Acrylglas sowie auch Band-, Stich- und Schweifsägen. Tabelle 2 vermittelt die empfohlenen Sägebedingungen für Acrylglas.

Beim Schruppen ist es ratsam, einen kleinen Vorschub mit großer Spantiefe zu kombinieren und die Schneidespitze mit einem Radius von mindestens 0,5 mm zu versehen, um eine riefenfreie Oberfläche zu erhalten.

Beim Feindrehen sollte die Spantiefe maximal 2 mm betragen. Bei größerem Vorschub können Materialausbrüche durch das Einstellen einer kleineren Schnittgeschwindigkeit vermieden werden.

Tabelle 2 Bedingungen für das Sägen von Acrylglas

Acrylglas Platten bis 4 mm Stärke können mit einer scharfen Reißspitze mehrmals vorgeritzt werden und dann mit der geritzten Seite nach oben über einer Kante abgebrochen werden. Abbildungen 2 und 2a verdeutlichen das Ritzbrechen.

Abbildung 2 Ritzbrechen von Acrylglas – Abbildung 2a Brechen entlang der eingeritzten Linie

Acrylglas kann mit Laserschneidgeräten – auch zu anspruchsvollen Formen – zugeschnitten werden. So können Platten bis zu einer Stärke von 25mm zugeschnitten werden. Allerdings erfordern Stärken über 12mm eine gewisse Übung, um ein optimales Ergebnis zu erzielen. An den Schnittkanten könnten dabei Spannungen auftreten. Deshalb ist es wichtig, den Laserstrahl genau zu fokussieren. Wenn im Bereich einer Laser-Schnittkante geklebt oder dekoriert werden soll, empfiehlt es sich unter Umständen, vorher kurz zu tempern (siehe unten), um die Gefahr von Haarrissbildungen entlang der Kante zu vermeiden. Gegebenenfalls ist es von Vorteil, die obere Schutzfolie zu entfernen, um den Kantenpoliereffekt des Laserstrahls zu nutzen.

Hinweis: Beim Laserschneiden von Acrylglas ist es wie auch bei anderen Materialien wichtig, dass der Schneidkopf über ein adäquates Belüftungssystem verfügt, das unangenehme Verbrennungsdämpfe abzieht. Im Zweifelsfall ist der Rat des Maschinenherstellers einzuholen. Vor dem Laserschneiden sollten die Sicherheitshinweise zur Entflammbarkeit und zu Verbrennungsprodukten beachtet werden

Acrylglas lässt sich mit Stromabnehmern oder CNC-Maschinen problemlos gravieren. Dadurch lassen sich auch genaue Details herausarbeiten. Neben der auf den Schnittkopf gerichteten Druckluft, mit der dieser gekühlt wird und mit der der Staub entfernt wird, sind im Normalfall keine weiteren Kühlmittel erforderlich. Füllungen sollten mit herkömmlichen Wachsen ausgeführt werden. Zum Bemalen sollten nur solche Farben verwendet werden, die mit Acrylglasplatten kompatibel sind. Beim Gravieren und anschließenden Ausfüllen mit Farbe sollte die gravierte Fläche vor allem bei Außenanwendungen vor dem Bemalen getempert werden, um anschließende Risse auszuschließen.

Standard-Spiralbohrer für die Holzbearbeitung können für das normale Bohren von Acrylglas eingesetzt werden. Es empfiehlt sich, Spiralbohrer nachzuschleifen, um einen Spanwinkel von Null zu erhalten.

Abbildung 3 Standard-Bohrer (130°) mit nachgeschliffenen Schneidkanten für das Bohren von Acrylglas

Nach Möglichkeit sollte das Arbeitsstück auf der Unterseite mit Acrylglas Resten oder Hartholz unterstützt werden, um eine Splitterbildung zu verhindern, wenn die Spotze auf der Unterseite durchtritt. Auf keinen Fall darf das Acrylglas vor dem Bohren mit einem Körner oder Dorn markiert werden. Ein kleines Markierloch sollte vorgebohrt werden, um die Bohrung zu kennzeichnen.

Beim Bohren tiefer Löcher in Acrylglas müssen Kühlmittel verwendet und Bohrspäne regelmäßig aus der Bohrung entfernt werden.

Lochsägen können für das Bohren großer Löcher mit einem Durchmesser über 12mm verwendet werden. Für das Bohren großer Löcher in dünnen extrudierten Platten haben sich Kegelschneidbohrer bewährt, insbesondere dann, wenn das Bohrstück nicht unterstützt werden kann.

Für das Schneiden von Gewindegängen können herkömmliche Gewindebohrer und Schneideisen eingesetzt werden. Nach Möglichkeit sollten jedoch Grobgewinde verwendet werden, die weniger schadensanfällig sind. Schmiermittel, vor allem Wasser und lösliche Öle, sind unbedingt erforderlich. Die Gewinde dürfen keiner starken Beanspruchung ausgesetzt werden und es ist nicht ratsam, Gewinde in Perspex® zu schneiden, deren Verbindungen häufig wieder gelöst werden müssen. In solchen Fällen wird zu Metalleinsätzen geraten.

Acrylglas kann auf konventionellen Metalldrehmaschinen bearbeitet werden. Es ist jedoch wichtig, dass das Werkstück durch Kühlmittel und niedrige Vorschubgeschwindigkeiten kühl gehalten wird. Eine Überhitzung des Werkstücks kann zu lokalen Verformungen und zu Toleranzverlust führen. Später kann es auch zu Haarrissbildungen kommen.

Der Drehstahl muss korrekt geschliffen werden. Dafür empfehlen sich HSS-Werkzeuge mit einem Spanwinkel von Null und einem Freiwinkel von 15° bis 20°. Die feinkörnige Struktur von HSS-Werkzeugen führt zu einem besseren Finish als TCT-Werkzeuge, allerdings müssen alle Schleifflächen sehr scharf gehalten werden.

Schneidgeschwindigkeiten von 90-150m/Minute sind typisch für das Drehen von Acrylglas. Um ein erstklassiges Finish zu erhalten, sollten jedoch Geschwindigkeiten von 15 bis 30m/Minute angewendet werden.

Für ein gut poliertes Oberflächenfinish nach dem Drehen empfiehlt sich das Diamantschneiden.

Unterfräsmaschinen eignen sich für die schnelle Bearbeitung von Acrylglas. Dabei können Maschinen für die Holzbearbeitung eingesetzt werden, vorzugsweise mit zwei Schneidblättern. Das Fräsen kann in trockenem Zustand erfolgen, da sich Späne einfach entfernen lassen.

Das Fräsen ist heute eine weitverbreitete Bearbeitungsmethode von Acrylglas. Herkömmliche feststehende, bewegliche oder tragbare Holzfräsen können für Acrylglas mit den gleichen Geschwindigkeiten wie in der Holzbearbeitung angewandt werden. Schneidwerkzeuge mit zwei Auskehlungen, die geschliffen und gehont sind und einen Freiwinkel von ca. 12° oder mehr aufweisen, sind besonders empfehlenswert.

Gefräst wird gewöhnlich im trockenen Zustand. Dennoch sollten die Frässpäne entfernt und das Werkzeug mit Hilfe eines Druckluftstrahls gekühlt werden. HSS-Schneidwerkzeuge führen zu besseren Ergebnissen als TCT-Werkzeuge, obwohl sie eine kürzere Lebensdauer haben. Deshalb müssen sie regelmäßig geschärft werden.

Spanend verarbeitete Oberflächen von Acrylglas sind für gewöhnlich matt. Das gilt jedoch nicht, wenn Diamantschneidwerkzeuge eingesetzt werden. Eine Ausnahme bilden auch laserbearbeitete Werkstücke, deren Kanten viele Kunden belassen, wie sie sind. Markierungen werden am besten durch Abziehen mit einer auf 90° eingestellten scharfen Klinge oder durch Schleifen entfernt. Anschließend kann der Glanz durch Polieren wieder hergestellt werden.

Maschinen- oder Schnittmarkierungen können mittels eingespannter oder tragbarer Schleifmaschinen oder auch Bandschleifmaschinen von den Kanten des Acrylglas Werkstücks entfernt werden.

Das Schleifen sollte trocken und nur mit geringem Druck vorgenommen werden, um ein Aufweichen oder Schmelzen der Oberfläche zu vermeiden.

Nach dem Schleifen muss die Acrylglasplatte getempert werden, bevor sie verklebt oder weiter bearbeitet wird.

Das Polieren mit rotierenden Schwabbelscheiben ist die üblicherweise für Acrylglas herangezogene Technik. Die Kanten müssen zuerst durch Abziehen oder Schleifen vorbereitet werden, um sämtliche Maschinenmarkierungen zu entfernen. Anschließend kann ein mildes Scheuermittel aufgetragen werden. Wir empfehlen für das Polieren eine geringe Geschwindigkeit und nur sehr leichten Druck, da es ansonsten zu Überhitzung kommen kann.

Mit dieser Technik lassen sich besonders gerade Kanten erzielen. Sie vermeidet abgerundete Kanten, die oft durch die Verwendung von Schwabbelscheiben entstehen. Diamantpolieren führt zu nur sehr geringen Spannungen in der Oberfläche.

Die Flammpoliertechnik eignet sich besonders für die Politur dünner Acrylglas Kanten, da sie schnell und wirksam ist. Eine gute Fräs- oder Abziehkante ist erforderlich, Für das Flammpolieren werden Spezialprodukte angeboten, es kann jedoch auch eine kleine lötlampenartige Gasflamme verwendet werden. Die Technik setzt etwas Übung voraus, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Die Flamme muss schnell über das Werkstück geführt werden und nur der heißeste Teil der Flamme darf kurz auf das Werkstück auftreffen. Vorsicht ist geboten, damit sich die Oberfläche nicht entzündet. Außerdem muss darauf hingewiesen werden, dass Flammpolieren Spannungen an den Kanten verursachen kann. Sollen die Kanten im Anschluss verklebt oder weiter bearbeitet werden, müssen sie zuvor getempert werden.

Flammpolieren kann bei stark pigmentierten Platten schwierig sein und zu einem matten Finish oder zu Verfärbungen führen.

Handpolieren eignet sich zum Entfernen kleiner Kratzer und zum Wiederherstellen des ursprünglichen Glanzes. Tiefe Kratzspuren sollten zuerst mit einem wasserfesten 600er Schleifpapier unter Wasserzufuhr und mit kreisenden Bewegungen entfernt werden. Um eine Ränderbildung zu vermeiden, sollte der geschliffene Bereich viel größer als die beschädigte Oberfläche sein. Anschließend kann die matte, aufgeraute Fläche mit einer Acryl-Markenpolitur poliert werden. Auch eine qualitativ hochwertige Metallpolitur für Silberartikel kann verwendet werden, sofern das Produkt geprüft und für Acrylglas kompatibel befunden wurde.

Allgemein

Acrylglas muss für die thermische Verformung gleichmäßig erhitzt werden, wobei gegossene Acrylglasplatten etwas mehr Wärme benötigen als extrudierte Platten. Die optimale Dauer für das Erhitzen und die genaue Temperatur hängen von der Stärke der Platte, der Art der verwendeten Form und dem gewünschten Dehnungsgrad ab.

Zwischen der thermischen Verformung von gegossenen und extrudierten Platten existieren fundamentale Unterscheide. Diese Unterschiede müssen vor Arbeitsbeginn bekannt sein, um beste Ergebnisse zu erzielen. Im Spritzgussverfahren hergestelltes Acrylglas und extrudierte Platten haben beispielweise eine niedrigere Erweichungstemperatur als gegossene Platten. Das heißt, sie erweichen schneller und können mit geringerem Kraftaufwand gedehnt werden. Deshalb eignen sie sich besser für das Vakuum-Tiefziehen als gegossene Acrylglas Platten. Wenn extrudierte Platten vertikal in einen Ofen gehängt werden, dehnen sie sich bei zu starker Erwärmung unter ihrem eigenen Gewicht. Deshalb müssen die Heizzeit und die Temperatur kontinuierlich überwacht werden, sollte die Erwärmung im Ofen erfolgen.

Das Erwärmen extrudierter Platten auf einem horizontalen Ofeneinsatz wird nicht empfohlen, da auf der heißen Plattenoberfläche leicht Markierungen entstehen und die Platte schnell auf dem Einsatz festkleben kann. Dieses Problem lässt sich mit Infrarot-Tiefziehmaschinen umgehen, die für die thermische Verformung von extrudierten Platten empfohlen werden.

Gegossene Acrylglasplatten eignen sich besser für die thermische Verformung mittels mechanischer Formpresstechnik, bei der durch Klemmen und Pressen eine größere Kraft angewandt werden kann.

Im Normalfall müssen gegossene Acrylglasplatten vor der thermischen Verformung nicht vorgetrocknet werden. Dies gilt allerdings nicht für Acrylglas, das im Spritzgussverfahren hergestellt wurde oder extrudierte Platten, für die das Vortrocknen allgemein empfohlen wird.

Gegossene Acrylglasplatten werden durch das Erwärmen auf 140 –170°C elastisch und gummiartig und lassen sich in durch Kraftaufwendung, z.B. durch Druckluft oder mechanische Klemmen, in komplexe Formen bringen. Wenn sie in dieser Form verbleiben und auf unter 90°C herunter gekühlt werden, behalten sie diese Form bei. Bei erneuter Erwärmung nehmen sie ihre ursprüngliche flache Plattenform wieder an.

Extrudierte Acrylglasplatten verhalten sich bei Erhitzen auf diese Temperatur ähnlich wie gegossene Platten. Nur lassen sie sich leichter verformen, benötigen dafür weniger Kraftaufwand und fließen eher, als dass sie sich dehnen. Folglich bilden sich Formteile aus extrudierten Platten bei Wiedererwärmung nicht in den ursprünglichen flachen Zustand zurück.

Abbildung 4 veranschaulicht die Wirkung der Erwärmung auf gegossene und extrudierte Platten. Generell sollte die Temperatur für die thermische Verformung bei gegossenen Platten 170°C und bei extrudierten Platten 155°C betragen.

Beim Erwärmen schlagzäh modifizierter Perspex® Typen wird die Platte bei Formtemperatur opak. Dies ist völlig normal, und die Klarheit kehrt zurück, wenn die Formteile wieder Raumtemperatur erreicht haben.

Abbildung 4 Erwärmen von Acrylglas – Übergangsphasen

Die gesamte Acrylglas Platte sollte gleichmäßig erwärmt werden, außer es sollen nur Teilbereiche der Platte verformt werden.

Für gegossene Platten eignet sich dafür am besten ein Umluftofen mit genauer Temperaturregelung. Sowohl klare als auch farbige Platten können auf sauberen, horizontalen Hordenblechen in den Ofen gelegt werden. Wenn jedoch das optische Erscheinungsbild besonders im Vordergrund steht, sollten die Platten vertikal in den Ofen gehängt werden, um Oberflächenbeschädigungen oder Kontamination während des Erwärmens zu vermeiden. Geeignete Klemmen können so konstruiert werden, dass die Platten entlang ihrer größten Abmessungen aufgehängt werden. Auch für das Erwärmen extrudierter Platten in einem Umluftofen empfiehlt sich das vertikale Aufhängen.

Alternativ zu Umluftöfen können bestimmte Infrarot-Heizgeräte für die Erwärmung von Acrylglas Platten verwendet werden, zum Beispiel mit Quarz- oder Keramikelementen. Da diese das Acrylglas sehr schnell erhitzen können, müssen Heizelemente und Heizplatten so konstruiert sein, dass sie eine gleichmäßige Erwärmung unter sorgfältig kontrollierten Bedingungen gewährleisten. Dadurch wird eine Überhitzung und Schwächung der Platte vermieden.

Abbildung 5 Umluftofen

Abbildung 6 zeigt die Erwärmung von Acrylglas mit typischen Infrarot-Heizelementen.

Bei Verwendung von Infrarot-Heizelementen sollte die Acrylglasplatte gleichmäßig auf beiden Seiten erwärmt werden, d.h. unter Verwendung doppelseitiger Heizplatten.

SICHERHEITSHINWEIS
Auf Vakuumformmaschinen verwendete Infrarot-Heizelemente können die Temperatur der Platte sehr schnell erhöhen und zu einer Überhitzung führen. Wenn die Oberflächentemperatur von Acrylglas 200°C übersteigt, kommt es zu einem Materialabbau, gefolgt von Zersetzung und der Entstehung entzündlicher Zersetzungsgase. Erste Anzeichen sind bei gegossenen Platten eine Blasenbildung auf der Oberfläche, gefolgt von einem knisternden Geräusch, wenn die Platte beginnt, sich zu zersetzen.

Wenn bei extrudierten Platten Blasen auftreten, ohne das es Anzeichen einer Zersetzung gibt, ist dies wahrscheinlich eher auf absorbierte Feuchtigkeit zurückzuführen. Dann ist ein nächtlicher Trocknungszyklus bei einer Temperatur von 75 bis 85°C erforderlich.

Die Verarbeitungsverfahren von gegossenen und extrudierten Acrylglas Platten entscheiden sich wesentlich voneinander, und beide Materialien schrumpfen etwas bei Erwärmung auf die Warmformtemperatur. Eine gegossene Platte ist nach Erwärmung und anschließender Abkühlung 2 Prozent kürzer und schmaler als vorher und die Plattenstärke nimmt sichtbar zu. Bei erneutem Erwärmen schrumpft die Platte nicht noch einmal. Dieses einmalige Schrumpfen sollte jedoch berücksichtigt werden, wenn die Platte vor der thermischen Verformung zugeschnitten wird.

Eine extrudierte Platte weist bei Erwärmung eine höhere Schrumpfung in Extrusionsrichtung auf und nur sehr wenig in der anderen Richtung. Es fällt schwer, genaue Schrumpfungswerte für extrudierte Platten anzugeben, da diese von der Stärke der Platte und der Heizzeit abhängen. Generell schrumpfen 2 mm starke Platten etwas ausgeprägter als 5 mm starke Platten, im Normalfall etwa fünf Prozent.

Wird die Platte vor der Erwärmung kalt in einen Rahmen gespannt, wird die Schrumpfung unterbunden und normalerweise sind keine Schrumpfungstoleranzen erforderlich.

Nach der thermischen Verformung sollten gegossene Platten in der Form verbleiben, bis sie sich auf eine Temperatur von ca. 60°C abgekühlt haben. Wichtig ist die gleichmäßige Abkühlung, um ein Verziehen des Formteils und Spannungen zu verhindern. Die Formteile sollten aber nicht zu lange in der Form verbleiben, weil sie sich sonst auf der Form zusammenziehen und beim Herausnehmen beschädigt werden könnten.

Bestimmte Acrylglas Farben können sich währenddes Erwärmens verändern, besonders, wenn die Platte überhitzt wird. Deshalb sollte die erste Oberfläche immer die „Vorzeigeseite” sein, da die Gegenseite nach der Erwärmung unter Umständen etwas matter ist. Außerdem kann es beim Dehnen farbiger Platten zu einer unvermeidlichen Verdünnung der Platte im Dehnbereich kommen. Dies führt gegebenenfalls zu geringerer Opazität.

Bei gegossenen Acrylglas Platten ist die „Vorzeigeseite” immer die Seite, auf der sich die bedruckte Schutzfolie befindet.

Acrylglas lässt sich mit verschiedenen einfachen Techniken thermisch verformen. Dabei bestimmt der gewünschte Dehnungsgrad, welche Technik eingesetzt werden sollte. Für Blaskuppeln und ähnliche Formen ist eine Formstation mit Kniehebelspannern und Stahlringen zur Befestigung der heißen Platte notwendig. Die Abbildungen 7 und 8 zeigen typische Grundkonstruktionen.

Abbildung 7 Typische Formstation – Abbildung 8 Kniehebelspanner

Abbildung 9 zeigt Einspannmethoden für die Befestigung der heißen Platte unter dem Blasring mittels Kniehebelspannern.

Das Formen einfacher Krümmungen erfordert wenig Kraft, weil dabei kaum Dehnung erforderlich ist. Abbildung 10 zeigt eine Form zur Herstellung von Windschutzscheiben für Motorräder. Das heiße Acrylglas wird auf die Form gelegt, die mit mehreren Schichten Tuch ausgelegt ist, um die Oberfläche nicht zu beschädigen. Die Platte nimmt dann die Form der Krümmung an.

Abbildung 10 Warmverformen einfacher Krümmungen

Das Streckformen ist eine weitere Technik für die einfache Krümmung von Acrylglas. Dafür ist etwas mehr Kraft erforderlich, um die heiße Platte über einen Formkern zu ziehen und sie mit mehreren weichen Tüchern in dieser Position zu halten, bis sie sich abgekühlt hat. Siehe Abbildung 11.

Abbildung 11 Überlegformwerkzeug

Aus erwärmten Acrylglas Platten können Rohre hergestellt werden, indem das Acrylglas in ein mehrteiliges zylindrisches Werkzeug gelegt und das Werkzeug in einer Einspannvorrichtung fixiert wird. Dabei muss die Wärmeschrumpfung berücksichtigt werden. Unter Umständen sind einige Versuche erforderlich, um die genaue Größe des Rohlings zu erzielen. Die Verbindungskante im Formteil kann verklebt werden.

Abbildung 12 veranschaulicht das Verfahren und die verwendeten Werkzeuge. Diese Technik eignet sich zur Herstellung von Rohren mit großem Durchmesser, beispielsweise für Displays, die durch Extrusion oder Gießen nur schwer herzustellen sind.

Das Abkanten ist eine sehr wichtige Technik für die Herstellung von Ausstellungsobjekten, POS-Objekten und vielen anderen Komponenten aus Acrylglas, wie zum Beispiel Kästen, Regalen, Leuchtkörpern, Tabletts etc.

Die Acrylglas Platte wird mit Hilfe eines Heizelementes, gewöhnlich einem Heizdraht, entlang einer schmalen Linie erwärmt. Wenn die Formtemperatur erreicht ist, wird die Platte abgekantet und so lange in einer Abkühlvorrichtung festgehalten oder festgeklemmt, bis sie abgekühlt ist. Zu den für das Abkanten geeigneten Heizelementen gehören Nickelchromdraht und elektrische Heizbänder, die je nach Radius der erforderlichen Krümmung und Stärke der verwendeten Platte eingesetzt werden.

Für Platten mit einer Stärke größer als 5mm empfiehlt sich eine doppelseitige Erwärmung. Entsprechende Ausrüstungen lassen sich selbst herstellen, bestens geeignete Maschinen sind jedoch auch im Handel erhältlich. Abbildung 13 zeigt eine Vorrichtung zum Abkühlen von abgekantetem Acrylglas.

Um eine scharfe Abkantung an einer gegossenen Acrylglasplatte herzustellen, kann eine „V”-förmige Einkerbung entlang der Innenseite auf ungefähr der halben Plattentiefe vorgenommen werden. Durch das Entfernen des Materials lässt sich die Platte besser abkanten, die so entstandene Kante ist jedoch auch wesentlich schwächer.

Abbildung 13 Vorrichtung zum Abkühlen von abgekantetem Acrylglas

Für eine scharfe Abkantung sollte die Breite der zu beheizenden Zone das Vier- bis Sechsfache der Plattenstärke betragen. Beim Abkanten langer, flacher Teile kann es entlang der Krümmungslinie zu einem gewissen Verzug kommen. Dies ist beim Abkanten immer möglich und sehr schwer zu verhindern. Wenn dies absolute inakzeptabel ist, muss entweder mit thermischer Verformung oder mit Verkleben gearbeitet werden.

Um den Verzug zu reduzieren, sollte eine beinahe rechtwinklige Krümmung hergestellt werden, da diese dem Paneel zusätzliche Steifheit verleiht. Je flacher der Krümmungswinkel, desto größer ist gewöhnlich die Materialverwerfung.

HINWEIS:
1) Erhitzen bestimmter Bereiche einer Acrylglas Platte, speziell beim Abkanten, verursacht Spannungen in der Dehnungskante, da die Platte entlang der erwärmten Stelle schrumpft. Insbesondere bei extrudierten Platten kann es durch Klebstoffe, Farbe oder Spraylacke zu
Spannungsrissen kommen. Um diese Gefahr zu vermeiden, sollten die Formteile nach dem Abkanten getempert werden.

Das Vakuumverformen ist eine gebräuchliche Methode, um Formteile aus Polymerplatten herzustellen. Es sind sehr viele kommerzielle, computergesteuerte Vakuumformmaschinen erhältlich, die mit Infrarot-Heizplatten ausgestattet sind und hohe Produktionsgeschwindigkeiten erzielen. Extrudierte Acrylglas Platten eignen sich aufgrund ihrer niedrigeren Schmelzfestigkeit hervorragend für die Vakuumverformung. Die Platten lassen sich mit relativ geringen Vakuumkräften tiefziehen, sind sehr dehnbar und passen sich dadurch der Form des Werkzeugs besonders gut an.

Gegossene Acrylglas Platten erfordern stärkere Kräfte bei der Verformung und eignen sich deshalb weniger für die Vakuumverformung – es sei denn, es handelt sich um größere, einfache Formen wie z.B. Badewannen.

Das Vakuumverformen ist eine gebräuchliche Methode, um Formteile aus Polymerplatten herzustellen. Es sind sehr viele kommerzielle, computergesteuerte Vakuumformmaschinen erhältlich, die mit Infrarot-Heizplatten ausgestattet sind und hohe Produktionsgeschwindigkeiten erzielen. Extrudierte Acrylglas Platten eignen sich aufgrund ihrer niedrigeren Schmelzfestigkeit hervorragend für die Vakuumverformung. Die Platten lassen sich mit relativ geringen Vakuumkräften tiefziehen, sind sehr dehnbar und passen sich dadurch der Form des Werkzeugs besonders gut an.

Gegossene Acrylglas Platten erfordern stärkere Kräfte bei der Verformung und eignen sich deshalb weniger für die Vakuumverformung – es sei denn, es handelt sich um größere, einfache Formen wie z.B. Badewannen.

Abbildung 14 Pressformen mit Luft und/oder Vakuumtechnik

Erwärmen
Für die Vakuumverformung von Acrylglas Platten über 2mm Stärke empfehlen wir beidseitiges Erwärmen. Es ist schwierig, genaue Empfehlungen bezüglich der Heizzeiten und Heizbedingungen auszusprechen, da diese von der verwendeten Maschine abhängen. Der Maschinenhersteller sollte jedoch in der Lage sein, diese Angaben zu liefern. Generell sind die oberen Heizelemente normalerweise auf eine Leistung von 20kW/m2 und die unteren Heizelemente auf 8kW/m2 eingestellt. Davon ausgehend, sollte die Platte vorsichtig erwärmt und der Vorgang sorgfältig überwacht werden, bevor die Platte zum Formen bereit ist. Dies erfordert einiges Experimentieren. Es ist jedoch wichtig, dass die Platte nicht überhitzt wird und auf die untere Heizfläche absackt, da dies zu Beschädigungen der Maschine führen kann und sogar Brandgefahr besteht. Durch das Einführen von Luft in den Ofenhohlraum sollte ein Temperaturausgleich geschaffen werden, um so die erwärmte Platte am Ende des Heizvorgangs zu unterstützen.

Extrudierte Platten können Feuchtigkeit absorbieren, die beim Vakuumformen zu Blasenbildung führen kann. In diesem Fall sollte die Platte – am besten ohne Schutzfolie – erst einmal getrocknet werden. Dafür ist ein Zeitraum von mindestens 24 Stunden bei 75-85°C erforderlich.

Für alle Acrylglas Typen können Acrylklebstoffe eingesetzt werden. Es bieten sich verschiedene Tensol® Produkte an, die über die Firma Bostik® Ltd. bezogen werden können. Eventuelle Anfragen sollten an Bostik® Ltd. gestellt werden.

Die Wahl des richtigen Klebstoffs entscheidet über die Festigkeit, Haltbarkeit und optische Klarheit einer Klebeverbindung.

Zwei Acrylglas Platten können mit dem lösungsmittelfreien, klaren Klebstoff Tensol® 70 miteinander verklebt werden. Tensol® 70 besitzt eine hervorragende optische Klarheit und mechanische Festigkeit.

Quellschweißen ist die schnellste und einfachste Technik für die Herstellung von Kantenverbindungen. Die besten Ergebnisse erzielt man einfach und sicher mit EXTRU-FIX/ Tensol® 12 und einer EVO-PLAS® Flasche. Dieses für Innenanwendungen vorgesehene System ermöglicht gute Beständigkeit gegen Haarrissbildung – selbst in abgekanteten Bereichen – und eine sehr klare, blasenfreie Verbindung. Ausfüllende Klebstoffe wie Tensol® 12 eignen sich besser zum Verkleben von Lücken oder Spalten.

Für Außenanwendungen ist ein besonders haltbarer Klebstoff wie Tensol® 70 notwendig.

Beim Verkleben von extrudiertem Acrylglas ist größte Vorsicht bei der Verwendung von Tensol® 12 oder Tensol® 70 geboten, um Spannungsrisse zu vermeiden. Dies gilt vor allem für abgekantete Verbindungen, für die EXTRU-FIX besser geeignet sein könnte.

Die einfachste Art Acrylglas mit anderen Materialien zu verbinden, ist mit Cyanacrylat- Klebstoffen, hier empfiehlt sich Bostik® 7452. Damit lassen sich nicht nur kleine Acrylglas Teile miteinander verkleben, sondern auch andere Elemente auf Acrylglas befestigen.

Ist eine hohe mechanische Festigkeit gefordert, sollte ein zäher Acrylklebstoff wie EVO-tech® TA 431 bevorzugt werden.

Im Normalfall raten wir von Bolzen und Schrauben zur Befestigung von Acrylglas Platten ab. Sollte diese Methode doch erforderlich sein, muss unbedingt die temperaturabhängige Ausdehnung und das Zusammenziehen des Materials berücksichtigt werden. Große Löcher müssen gebohrt, und Schrauben dürfen nicht überdreht werden. Außerdem sollten selbstsichernde Muttern verwendet werden, und wir empfehlen den Einsatz von Unterlegscheiben, um Lasten zu verteilen.

Fugen von Acrylglas und verschiedenen anderen Materialien können mit einem geeigneten, Acryl verträglichen Silikondichtmittel effizient versiegelt werden. Um Spannungsrisse zu vermeiden, muss das Dichtmittel neutral aushärten. Ein Mittel mit geringer Elastizität, wie etwa Bondflex® Low Modulus Silikondichtmittel, gleicht am besten eventuelle Bewegungen zwischen den einzelnen Komponenten aus.

Das Bostik® Sortiment an Klebstoffen, Reinigungsmitteln, Spiegelklebern und antistatischen Reinigern ist bei den meisten Acrylglas Händlern erhältlich. Ansonsten können Sie sich auch direkt an Bostik® wenden.

Vor dem Verkleben sollte der Anwender das entsprechende Sicherheitsdatenblatt einsehen und sicherstellen, dass der Klebstoff sich für die vorgesehene Anwendung eignet.

Acrylglas lässt sich problemlos durch Siebdruck, Spritzlackieren und Heißfolienprägung dekorieren. Dafür sollten Lacke und Siebdruckfarben verwendet werden, die speziell für Acrylglasplatten geeignet sind. Wir empfehlen ausdrücklich, die Plattenoberfläche vor dem Dekorieren zu waschen, um beste Anwendungseigenschaften im Außenbereich zu erzielen. Es gibt auch für die thermische Verformung geeignete Siebdruckfarben. Generell sollten alle Siebdruckfarben und Lacke ausreichend UV-beständig sein.

Farbige Muster und Buchstaben können mit Hilfe von selbstklebenden Vinylfolien auf Acrylglas Schildern aufgebracht werden. Dabei handelt es sich meistens um transluzente, lichtdurchlässige Folien. Durch die Entwicklung kleiner High-Speed-Plotter und Schneidemaschinen hat die Verwendung von Vinylfolien in den letzten Jahren großen Anklang gefunden. Designs können mit Hilfe von Scannern oder CAD-Verfahren schnell erstellt werden. Dadurch ist ein kosteneffizientes und schnelles Verfahren zur Herstellung von Schildern entstanden.

Wie schon beim Siebdruckverfahren und Spritzlackieren muss auch bei der Verwendung von Vinyl-Folien sichergestellt sein, dass sich die Folien für Acrylglas eignen und dass sie für die langfristige Anwendung im Außenbereich entwickelt wurden.

Spannungen können bei vielen Materialien wie auch bei Acrylglasplatten auftreten. Sie entstehen durch Krafteinwirkung und können im Extremfall zu einem vollständigen mechanischen Ausfall der Platte führen. Bereits lange bevor diese Grenzwerte erreicht werden, zeigen sich auf der Platte feine Haar- oder Spannungsrisse, die im besten Fall unschön aussehen, im schlimmsten Fall jedoch die mechanischen Eigenschaften des Materials beeinflussen.

Spannungen entstehen aus unterschiedlichen Gründen: bei der thermischen Verformung, wenn zu niedrige Temperaturen aufgewendet werden, durch Kraftanwendung oder durch zu viel Hitze während der Verarbeitung, etwa beim Bohren. Als Folge dieser Spannungen, insbesondere Eigenspannungen, treten Risse auf. Diese entstehen beispielsweise, wenn Materialien Chemikalien (umweltbedingte Spannungsrisse), Klebstoffen, Siebdruckfarben oder hohen Strahlungen ausgesetzt sind.

Deshalb ist es wichtig, dass während der Verarbeitung oder thermischen Verformung von Acrylglasplatten nur sehr geringe Spannungen auftreten. Und dass Formteile so konstruiert werden, dass sie während ihrer Anwendung nur geringen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind. Extrudierte Acrylglasplatten verfügen über geringere Spannungstoleranzen als gegossene Platten. Diese Tatsache muss während des Gestaltungsprozesses berücksichtigt werden.

Eigenspannungen (d.h. während der Verformung entstandene Spannungen) können für gewöhnlich nach dem Formen oder Verarbeiten durch Tempern beseitigt werden. Dabei handelt es sich um eine leichte Wärmezufuhr, durch die sich Spannungen lösen, ohne dass Risse auftreten. Tempern sollte immer dann angewendet werden, wenn Formteile verklebt oder mit Siebdruck bearbeitet werden sollen. Das gilt vor allem für die Verwendung von extrudierten Acrylglasplatten.

Für das Tempern von gegossenen Acrylglas Platten empfehlen wir folgendes Verfahren:

1. Formteile bei Raumtemperatur in einen Umluftofen legen.
2. Die Ofentemperatur kontinuierlich, aber nicht um mehr als 18°C pro Stunde, steigern.
3. Wenn die Tempertemperatur von 90°C erreicht ist, wird sie wie folgt aufrechterhalten:
   1. 1 Stunde für eine Plattenstärke bis 3mm
   2. 2 Stunden für eine Plattenstärke bis 6mm
   3. 4 Stunden für eine Plattenstärke bis 12mm
   4. 6 Stunden für eine Plattenstärke bis 20mm
4. Abkühlen auf Raumtemperatur, aber nicht schneller als um 12°C pro Stunde.

Für thermisch verformte Komponenten sollte die Tempertemperatur auf 70° bis 85°C verringert werden.

Wir empfehlen, alle Formteile aus extrudierten Acrylglasplatten vor dem Verkleben, Lackieren oder Siebdrucken zu tempern.

Für einen schnellen Temperzyklus, der sich insbesondere für dünne Platten anbietet, wird der Ofen zuerst auf 80°C vorgeheizt, anschließend wird für eine Stunde getempert, dann werden die Teile aus dem Ofen genommen und bei Raumtemperatur abgekühlt.

Die während des Gießvorgangs entstandenen Spannungen in Acrylglasplatten wirken sich im Normalfall nicht auf das fertige Produkt aus. Wenn jedoch während der Verarbeitung die Toleranzen des Materials sehr stark ausgereizt werden, empfiehlt es sich, die Spannungen des Gießvorgangs durch einen Normalisieren genannten Prozess zu beseitigen. Erhitzt man Acrylglas oberhalb der Glasübergangstemperatur, bilden sich die Spannungen zurück und die Platte schrumpft um ca. 2 Prozent.

Normalisiertes Acrylglas gilt deshalb als spannungsfrei und vollständig geschrumpft. Während des Normalisierungsprozesses muss die Temperatur sorgfältig überwacht und ein genauer Zeitplan eingehalten werden, abhängig von der Stärke der Platte. Die zu normalisierende Platte wird in einem Umluftofen auf 140°C erhitzt und die Temperatur gehalten, bis sich die Platte gleichmäßig erwärmt hat. Dann lässt man die Platte langsam abkühlen, damit nicht erneut Spannungen entstehen.

Abkühlung von 105° bis 110°C auf Raumtemperatur: nicht schneller als 4°C/Stunde. Minimale Abkühlzeit: 21 Stunden. Maximal zulässige Differenz zwischen Material- und Umgebungstemperatur bei der Entnahme aus dem Ofen: 7°C.

Sachgemäße Anwendung ist vor allem für starke Platten und Blöcke sehr wichtig. Tabelle 3 nennt die üblichen Zyklen für die Normalisierung von gegossenem Perspex®.

Tabelle 3 Übliche Zyklen für die Normalisierung von gegossenen Acrylglas Platten und Blöcken
HINWEISE
1) Vorausgesetzte Raumtemperatur: 20°C.
2) Tatsächliche Plattenstärke in mm.
3) Für Plattenstärken, die sich wesentlich von den oben genannten unterscheiden, ist entweder der entsprechende Zyklus zu berechnen oder es sollten die Werte für die nächst größere Stärke herangezogen werden

Handling und Bearbeitung
Acrylglas ist ein hartes Material. Scharfe Kanten können zu Schnittverletzungen führen und Späne können die Augen verletzen. Deshalb sollte zu jeder Zeit angemessene Schutzkleidung getragen werden.

Thermische Verformung
Bei der Verwendung von Pressen oder Kolben für die thermische Verformung müssen ausreichende Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden, damit die Hände der Verarbeiter nicht in die Maschine geraten. Dazu gehören Schutzgitter und Sicherheitsriegel, die regelmäßig auf ihren ordnungsgemäßen Zustand zu überprüfen sind. Öfen müssen mit zuverlässigen Sicherungsschaltern versehen sein, um die Gefahr einer Überhitzung zu vermeiden.

Entflammbarkeit
Alle Acrylglas Typen sind brennbar und brennen weiter, wenn sie Feuer fangen. Brennende Acrylglas Platten geben nur wenig Rauch ab, ihr Brandverhalten gleicht dem von Hartholz. Gegossene Acrylglas Platten entwickeln keine Schmelztropfen.

Verarbeitern von Acrylglas empfehlen wir das Materialsicherheitsdatenblatt (MSDS) von Perspex International, das Sie über Ihren Händler erhalten können. Vor der Verwendung anderer, in diesem Handbuch genannter Materialien sollten die Sicherheitshinweise des jeweiligen Herstellers beachtet werden.

Acrylglas GS – Gegossene Acrylglasplatten
Gegossenes Acrylglas ist das ursprüngliche, erstmals vor 80 Jahren im Gussverfahren hergestellte Acrylprodukt. Es verfügt über bessere optische Eigenschaften und eine bessere Haarrissbeständigkeit als andere Acrylprodukte in Plattenform und wird deshalb bevorzugt für optisch ausdrucksvolle Anwendungen gewählt. Es steht in einer großen Auswahl von Farben und Stärken zur Verfügung. Darüber hinaus sind eine zähmodifizierte Variante sowie Produkte mit unterschiedlicher Oberflächenstruktur für Verglasungsanwendungen erhältlich. Ausführliche Informationen zu unseren Produkten finden Sie in unserem Produktratgeber. In unserem Sortiment führen wir i.d.R. gegossene Acrylgläser der Hersteller Perspex und Crylux

Acrylglas XT – Extrudierte Acrylglasplatten
Die Standardvariante unserer extrudierten Acrylglasplatten bietet sich für allgemeine Verglasungsanwendungen an und ist in farblosen, opalen und getönten Ausführungen erhältlich. Einzelheiten zu unserem Angebot finden Sie im Produktratgeber. In unserem Sortiment führen wir i.d.R. extrahierte Acrylgläser des Herstellers Crylon

Acrylglasplatten werden seit vielen Jahren als Verglasungsmaterial eingesetzt. Ursprünglich für die Herstellung von Flugzeugkanzeln entwickelt, wird es heutzutage für die verschiedensten Anwendungen in Architektur, Fahrzeugbau und in der Industrie eingesetzt. Sie alle profitieren von den hervorragenden Eigenschaften von Acrylglas:

Außergewöhnliche Lichtdurchlässigkeit ohne inhärente Randfarbe
Klares Acrylglas überträgt 92 Prozent des sichtbaren Lichts.

Hervorragende Witterungsbeständigkeit
Wir bieten eine Zehnjahresgarantie für die Witterungsbeständigkeit der meisten Acrylglas Typen in der Außenanwendung. Weder das Erscheinungsbild noch die physikalischen Eigenschaften erfahren über den Zeitraum von zehn Jahren signifikante Veränderungen.

Leichtgewichtig und sicher
Acrylglas ist nur halb so schwer wie eine vergleichbare Glasscheibe und fünfmal so hart. Acrylglas ist international anerkannt für Sicherheitsverglasungen und entspricht den Anforderungen von ANSI Z.97 und BS6262.

Beim Einbau von Acrylglas Verglasungen muss gewährleistet sein, dass alle Nebenprodukte und Materialien, die mit der Platte in Kontakt kommen, vollständig kompatibel mit Acrylprodukten sind. Andernfalls könnten die Acrylglas Verglasungen permanente Schäden davontragen. Zum Beispiel sollten Gummidichtungen und –Profile aus Butyloder Polysulfid-Kautschuk bestehen. Alternativ können bestimmte EBDM-Kautschuktypen ebenso wie kompatible Silikondichtungsmittel eingesetzt werden. Auf jeden Fall muss immer vor Gebrauch solcher Produkte der Rat des jeweiligen Herstellers eingeholt werden. Auf keinen Fall dürfen PVCweiche Dichtungen verwendet werden, da diese Haarrisse bei Acrylglasplatten verursachen.

Die empfohlene Plattenstärke für Fensteranwendungen beruht auf zwei Faktoren:

Erstens von der gewünschten Schlagfestigkeit und zweitens von der Windbelastung, die ein Außenfenster aushalten muss. In den meisten Ländern gibt es gesetzliche Vorschriften oder allgemeingültige Vorgehensweisen die festlegen, welchen Windbelastungen ein Gebäude standhalten muss. Für Großbritannien handelt es sich beispielweise um den Kodex BS CP3, Kapitel V, Part 2.

Abbildungen 15 und 16 zeigen die empfohlene Stärke von Acrylglas bei unterschiedlichen Windbelastungen.

Hinweis: Die Plattenstärke gilt für den gesamten Bereich zwischen den jeweiligen Linien.

Beispiel für die Verwendung von Abbildung 16
Zur Bestimmung der Acrylglas Stärke für ein 1100x1520mm großes Fenster bei einer Windbelastung von 90km/h (380N/m2) muss der Schnittpunkt zwischen der Windbelastung und der kürzeren Paneelseite berechnet werden (gestrichelte Linie) Die empfohlene Plattenstärke
beträgt 6mm.

Hinweis: Bei der empfohlenen Plattenstärke kann sich die Platte bei voller Windbelastung trotzdem durchbiegen. Deshalb muss die geeignete Überlappungstiefe gemäß Tabelle 11 gewählt werden, um sicherzustellen, dass die Platte fest im Rahmen verbleibt.

Nach Möglichkeit sollten Acrylglas Verglasungen in Metallrahmen fixiert werden. Generell sind auch Aluminium- oder andere Verglasungprofile akzeptabel.

Acrylglas sollte, wie bei Verglasungen allgemein üblich, mit Gummiprofilteilen im Rahmen befestigt werden. Alternativ können auch ein elastischer Kitt oder Polysulfid-Dichtungsmassen eingesetzt werden. Auch Silikon-Dichtungsmassen kommen in Frage, es sollte jedoch vorher geklärt werden, ob die verwendeten Gummiprofilte und Dichtmittel mit Acrylglasplatten kompatibel sind. Im Zweifelsfall sollte der jeweilige Hersteller kontaktiert werden.

Bei jeglicher Installation von Verglasungen in einem Rahmensystem sind zwei entscheidende Faktoren von Bedeutung:

1. Toleranzen für die thermische Ausdehnung
2. Überlappungstiefe

Verglichen mit herkömmlichen Verglasungsmaterialien hat Acrylglas einen hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Deshalb müssen innerhalb der Rahmen Toleranzen für die Ausdehnung und Kontraktion der Paneele vorgesehen werden. Andernfalls können sich in der Platte Spannungen aufbauen, die das Paneel verformen und mit der Zeit an den Kanten zu Haarrissen führen können.

Bei Einbau ist eine Toleranz von 5mm pro Plattenmeter in beide Richtungen zu berücksichtigen. Erfahrungen haben gezeigt, dass dieser Wert für alle Standorte und Klimazonen Gültigkeit hat.

Aus dem oben Genannten ergibt sich, dass die Überlappungstiefe der Wärmeausdehnung aber auch der Kontraktion im Winter entsprechend angepasst werden muss. Die Überlappungstiefe muss ebenfalls gewährleisten, dass die Platte bei böigen Winden nicht aus dem Rahmen springt.

Abbildung 17 zeigt eine typische Profilmontage für Verglasungslösungen, und Tabelle 4 nennt die empfohlene Überlappungstiefe für verschiedene Paneelgrößen, wenn die Installation bei 20ºC erfolgt.

Abbildung 17 Einbaudetails für Acrylglas Verglasungen

Tabelle 4 Empfohlene Überlappungstiefe für Acrylglas Verglasungen in Rahmenprofilen

Um die maximale Schalldämmung einer doppelten Verglasung nutzen zu können, muss die Schallaustritt innerhalb des Rahmens entsprechend reduziert werden.

Tabelle 5 Schalldämmwert für Acrylglas in Dezibel (db)

Tabelle 6 Wärmeübergangskoeffizient (U-Wert) von Acrylglas und Glasfenstern gemessen in W/m2. ºC

Tabelle 7 Der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient (K-Wert) von Perspex® und Glas

HINWEIS: Es liegt in der Verantwortung des Installateurs, sicherzustellen, dass Design und Ausführung einer Acrylglas Verglasungslösung den örtlichen Bau- und Kontrollvorschriften entspricht.

Acrylglas kommt extrem häufig für Dachverglasungen zur Anwendung, etwas für geformte Lichtkuppeln, Oberlichter oder Tonnengewölbe (Empfehlungen zur jeweiligen Plattenstärke finden Sie unten).

Die oben genannten Werte wurden ursprünglich von Spannungs-/Dehnungsstudien abgeleitet. Über 20-jährige Erfahrung hat gezeigt, dass die anhaltende Verringerung des Mindestkaltbiegeradius die Gefahr von Haarrissbildungen während des Gebrauchs erhöht.

Tabelle 8 Der Mindestkaltbiegeradius für Tonnengewölbe aus Acrylglas in gemäßigten Klimazonen

Tabelle 9 Empfohlene Plattenstärke von gegossenem und extrudiertem Acrylglas für Tonnengewölbe, deren Höhe der Hälfte der Gewölbespanne entspricht.

Tabelle 10 Empfohlene Stärke von gegossenem und extrudiertem Acrylglas fürTonnengewölbe, deren Höhe einem Viertel der Gewölbespanne entspricht.

Tabelle 11 Empfohlene Stärke von gegossenem und extrudiertem Acrylglas fürTonnengewölbe, deren Höhe einem Achtel der Gewölbespanne entspricht.

HINWEIS:

1. Alle oben aufgeführten Berechnungen beruhen auf einer angenommenen Windbelastung von 1000N/m2.
2. Bei Verwendung schlagzäh modifizierter Typen sollten die oben angegebenen Stärken auf den nächsthöheren Wert erhöht werden.

Tabelle 12 Empfohlene Stärke von gegossenem und extrudiertem Acrylglas für Flachdächer. Die Werte setzen eine Schneebelastung von 750N/m2 voraus.

Acrylglas wird seit Jahrzehnten in ganz Europa als Einlegeplatten für Balkonverkleidungen verwendet. Im Normalfall kommen dafür 6mm und 8mm starke Platten zum Einsatz, die die erforderliche Steifheit und Schlagzähigkeit gewährleisten. Acrylglas verfügt über die folgenden Zertifikate: ANSI Z.97, BS 6206 und NFP 01-013.

Die hervorragende Witterungsbeständigkeit von Acrylglas stellt sicher, dass die mechanischen Eigenschaften über Jahre hinaus keine signifikanten Veränderungen erfahren.

Wir empfehlen, Einlegeplatten für Balkonverkleidungen aus Acrylglas an allen vier Seiten aufzulagern, um ausreichende Steifigkeit bei kleinstmöglicher Plattenstärke zu gewährleisten. Um zu verhindern, dass die Platte aus ihrem Rahmen springt, sollte die Überlappungstiefe mindestens 20mm betragen. Wenn die Platte nur an zwei Seiten aufgelagert werden kann, sollte die Platte wegen der niedrigeren Biegefestigkeit des Befestigungssystems erhöht werden. Außerdem sollte die minimale Überlappungstiefe auf 35mm erhöht werden, damit die Platte nicht aus dem Rahmen springt.

Von der primären Befestigung der Acrylglas Platte mit Schrauben an der Plattenkante – ohne ausreichende Lastenverteilung – raten wir ab, da Spannungen und Haarrisse entstehen können.

Außerdem muss die Platte innen an einem Träger befestigt werde, um sicherzustellen, dass eventuelle Stoßbelastungen auf den Metallträger und nicht auf die Befestigungsschrauben wirken. Alle Schraublöcher müssen übergroß gebohrt und mit Neopren-Unterlegscheiben versehen werden. Zwischen Acrylglas und Metall sollte immer eine geeignete Neopren-Dichtung zwischengesetzt werden.

Farbloses Acrylglas in der entsprechenden Stärke eignet sich als Sicherheitsverglasung zum Schutz vor Projektilen aus Handfeuerwaffen und anderen Waffen.

Mit seiner hohen Klarheit bietet sich Acrylglas besonders als Schutz für repräsentative Bürogebäude, Banken und andere öffentliche Gebäude an. Als zusätzliche Designoption kann Acrylglas auch als selbsttragende Konstruktion ohne Metallrahmen eingesetzt werden.

Ferner lässt sich Acrylglas mit anderen Materialien wie Glas und Polycarbonat zu kugelsicheren Verglasungssystemen laminieren, die höchsten Ansprüchen gerecht werden.

Aufgrund seiner hervorragenden Witterungsbeständigkeit, auch in maritimem Klima, wird Acrylglas weltweit als Verglasungslösung für Boote eingesetzt.

Mit einer großen Auswahl attraktiver Farbnuancen, erhältlich in vielen Plattenstärken, ermöglicht Acrylglas exzellente Optik, Sicherheit und Komfort.

Seit seiner Einführung als leistungsstarkes, haltbares Material für die Verglasung von Flugzeugen hat Acrylglas viele andere Bereiche des Transportwesens für sich erobert. Das ist nicht nur auf die vielen, hier bereits genannten positive Eigenschaften zurückzuführen, sondern auf auf seine gute Beständigkeit gegen Motoröle und andere Kraftstoffe.

Aufgrund seiner angenehmen Verarbeitungseigenschaften lassen sich aus Acrylglas viele Produkte herstellen, die so mit Glas nicht möglich wären. Ferner kann die Acrylglas Oberfläche durch Polieren problemlos wieder aufgearbeitet werden.

Zu den typischen Acrylglas Verglasungen im Fahrzeugbau zählen:

• Wohnwagenfenster
• Windschutzscheiben von Motorrädern
• Fenster von Segelfugzeugen und Hubschraubern
• Fensterpaneele von Verkehrsflugzeugen
• Bootsverglasungen
• U-Boot-Periskope
• Nummernschilder von Autos
• Windschotte von Autos
• Blendschutz für Lastwagen

Wohnwagenfenster werden mittlerweile fast ausschließlich aus thermisch verformtem Acrylglas gefertigt, das die hohen Anforderungen bezüglich geringem Gewicht, Sicherheit, Witterungsbeständigkeit und einfacher Verarbeitung von doppeltverglasten Anwendungen problemlos erfüllt. Darüber hinaus entsprechen einige Acrylglas Typen und Stärken den Anforderungen der deutschen Straßenverkehrsordnung für Dachlichter sowie Seiten- und Heckscheiben für Autos und Wohnmobile.

In vielen Unterhaltungseinrichtungen (z.B. Tanzsäle und Restaurants, sowohl im Innen- wie im Außenbereich) wird die hohe Lichtdurchlässigkeit von Acrylglas genutzt, um attraktive Designanwendungen zu realisieren.

Für Acrylglas sprechen in diesem Fall die Bruchfestigkeit, Witterungsbeständigkeit und Abriebfestigkeit des Materials. Wichtigstes Kriterium für Fußböden aus Acrylglas ist, dass sie sich fest anfühlen, wenn man darauf entlanggeht. Auch sollte darauf geachtet werden, dass das Fußbodendesign die örtlichen Bauvorschriften erfüllt. Die folgende Tabelle enthält Empfehlungen zur Acrylglas Plattenstärke bei einer angenommenen Belastung von 5000N/m2.

Tabelle 13 Empfohlene Acrylglas Plattenstärke für verschiedenen Einsatzbereiche:

Die Oberflächenhärte von Acrylglas ist für Fußböden normalerweise geeignet. Falls erforderlich, kann der Oberflächenglanz von Acrylglas durch Polieren wiederhergestellt werden.

Bei Fußböden aus Acrylglas besteht die Gefahr von Beschädigungen durch Gegenstände aus Metall oder Holz. Diese lässt sich durch die Verwendung Acryl-kompatibler Gummiprofile vermeiden.

In der Vergangenheit wurden bereits eine Vielzahl glänzender Farben für die Realisierung attraktiver Beleuchtungslösungen aus Acrylglas eingesetzt. Die zunehmende Beliebtheit von LEDS führte jedoch nicht nur zur Entwicklung schmalerer Leuchtkästen mit geringerem Energieverbrauch. Zunehmend kommen auch Acrylglas Varianten mit einer verbesserten Lichtstreuung zum Einsatz. Perspex® Frost Crystal Clear (S2 000) empfiehlt sich beispielsweise für Anwendungen, die eine maximale Lichtleistung erfordern, und Perspex® Frost S2 1T96 ermöglicht Lösungen mit maximaler Lichtstreuung. Alle Produkte der Serie Frost von Perspex® haben zudem den Vorteil, dass ihre gefrostete Oberfläche auch nach der thermischen Verformung besteht.

Über die Jahre hat sich Acrylglas als kreative, flexible und aufsehenerregende Lösung für hochwertige Firmenschilder, Hinweisschilder, Verkaufsdisplays und Ladenbau einen beneidenswerten Ruf erarbeitet. Egal ob, international operierende Unternehmen oder lokale Spezialanbieter – überall auf der Welt kommen die langlebigen, attraktiven und kosteneffizienten Schilder und Displays aus Acrylglas zum Einsatz.

Die Herstellung eines beleuchteten Schildes aus Acrylglasplatten bedarf genauer Planung, um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Angesichts der großen Farbauswahl und der Vielzahl der heutzutage erhältlichen Leuchtmittel ist es schwer, einheitliche Regeln für die Verarbeitung aufzustellen.

Für die meisten Schilder steht die Art der Beleuchtung bereits im Vorhinein fest. Dieses Handbuch dient als generelle Orientierungshilfe und unterstützt Designer darin, ästhetischen Anspruch und optimalen Leuchtgrad in Einklang zu bringen. Bei Schildern mit außergewöhnlichem Design kann es nötig sein, zunächst einen Prototypen anzufertigen, um die effektivste Art der Beleuchtung zu ermitteln.

Für detaillierte Informationen zu Leuchtmitteln, elektrischen Komponenten und für weitere technische Unterstützung zum Design von Lichtlösungen kontaktieren Sie bitte den jeweiligen Hersteller.

Der Begriff „Leuchtdichte” bezeichnet die gemessene Helligkeit eines Oberflächenpunktes, wenn er aus einer vorgegebenen Richtung betrachtet wird. Unter den verschiedenen photometrischen Parametern, hat die Leuchtdichte die höchste Relevanz für die Gestaltung eines Leuchtschildes. Im Folgenden beschreiben wir das Konzept der Leuchtdichte und ihre Anwendung unter praktischen Gesichtspunkten.

Für die Betrachtung der Blendkraft in Relation zur Leuchtdichte bietet es sich an, Leuchtdichte vereinfachend als „Helligkeit“ zu bezeichnen. Die Blendkraft eines Schildes hängt von vielen verschiedenen Faktoren, darunter auch seiner Helligkeit, ab. Dazu gehören seine Größe, Farbe, seine Position im Verhältnis zur Blickrichtung des Betrachters, die Helligkeit seines Umfelds sowie das Alter und der Wartungsaufwand des Schildes. Ein Leuchtschild in einer gut beleuchteten Großstadtstraße erscheint weniger hell als das gleiche Schild irgendwo im Dunkeln auf dem Land. Das Schild sollte also hell genug sein, um Aufmerksamkeit zu erregen, aber nicht so hell, dass Anwohner oder vorbeifahrende Autofahrer sich gestört fühlen.

Um zu entscheiden, wie hell ein Schild an einem bestimmten Ort letztendlich sein soll, empfehlen wir die Lektüre des Technischen Reports Nr. 5 „Brightness of Illuminated Advertisements”, der über die Institution of Lightning Engineers (www.theilp.org.uk) erhältlich ist.

Die Leuchtdichte eines Leuchtschilds oder Fassadenschilds wird von fünf Faktoren beeinflusst:

1. Leuchtmittel – Anzahl, Art, Lichtleistung, Farbe und Position im Gehäuse.
2. Material – Lichtdurchlässigkeit, Reflexion, Absorption und Diffusionsfaktor des verwendeten Acrylglas Typs und der Plattenstärke.
3. Gehäuse – Größe, besonders seine Tiefe, und der Reflexionsgrad der Farbe oder sonstigen Ausführung der Innenseite des Gehäuses.
4. Lichtabsorption – der Lichtabsorptionsgrad der Leuchtmittel und anderen technischen Komponenten im Inneren des Gehäuses.
5. Wartung – die verminderte Lichtleistung der Leuchtmittel mit zunehmendem Alter und der Einfluss von Staub im Inneren des Gehäuses.

Aufsichtsbehörden verwenden oft eine einfache Formel zur Bewertung der Helligkeit eines Leuchtschilds, um sicherzustellen, dass es den Vorgaben entspricht. Dazu muss die Lichtdurchlässigkeit des verwendeten Materials bekannt sein. Die Lichtdurchlässigkeit aller Opal-/Weißtöne und der am häufigsten für die Schilderherstellung verwendeten Acrylglas Farben ist in den Anhängen aufgeführt.

Bei der Planung von Leuchtschildern aus Acrylglas ist der Diffusionsfaktor der gewählten Farbe zu berücksichtigen. Ein guter „Diffusor” streut in beleuchtetem Zustand direktes oder übertragendes Licht einheitlich in alle Richtungen.

Ein Material mit einem Diffusionsfaktor von 0,82 bis 0,89 kann als optimal bezeichnet werden. In unserem Programm führen wir opale/weiße Perspex® Platten. Diese besitzen einen hervorragenden Diffusionsfaktor. Das gilt jedoch nicht für Opal/White 030, das eine hohe Lichtdurchlässigkeit, aber nur einen mäßigen Diffusionsfaktor aufweist. Die meisten transluzenten Perspex® Farben haben einen Diffusionsfaktor, der größer als 0,80 ist. Sie können deshalb als gute Lichtdiffusoren bezeichnet werden.

Die einheitliche Leuchtkraft eines Leuchtschilds aus Acrylglas hängt vom Diffusionsgrad der verwendeten Acrylglas Platte und vom Abstandsverhältnis der Leuchtmittel ab, ganz gleich, ob es sich um LEDs oder andere Leuchtmittel handelt. Generell gilt, dass ein Abstandsverhältnis von 1 bis 1,5 bei einem Diffusionsfaktor von mehr als 0,80 ausreichend ist.

Dieses Verhältnis errechnet sich wie folgt:

Leuchtmittel-Abstandsverhältnis = Abstand zwischen den Leuchtmittelzentren /Abstand vom Leuchtmittelzentrum zur Acrylglas Platte

Wenn in einem einzigen Leuchtschild verschiedene Farben verwendet werden, lässt sich der gewünschte Leuchtgrad und die gleichmäßige Beleuchtung nur schwer berechnen. In diesem Fall muss ein Prototyp angefertigt werden, um zu prüfen, wie die gewünschte Wirkung erzielt werden kann.

Mit einem Prototyp last sich außerdem prüfen, ob die gewünschte Farbbalance erzielt wird, ohne das unerwartete und unerwünschte optische Farbverzerrungen auftreten.