成型工藝與技術

當加熱到成型溫度時，透明亞克力塑料變得柔軟而柔韌，幾乎可以形成任何形狀。冷卻后，它們會保持原來的形狀。如果材料很薄，彎曲半徑至少是板材厚度的180倍，亞克力塑料可以冷彎成單曲率。超過這些極限的冷彎曲對塑料表面施加了如此大的壓力，以至于形成了微小的裂縫或裂痕，稱為裂紋。

加熱

處理塑料時要戴上棉手套，以消除柔軟表面上的手指印。在加熱任何透明塑料材料之前，把所有的屏蔽紙和膠粘劑從塑料片上拿掉。如果片材有灰塵或臟，用清水洗凈并沖洗干凈。用柔軟的吸水紙巾吸干片材。

為了獲得最佳的效果，要持續到熱成型丙烯酸達到制造商推薦的溫度。使用強制空氣烤箱，可操作溫度范圍120-374°F(49-190°C)。如果零件在成型過程中溫度過高，可能會在表面形成氣泡，損害板材的光學質量。

為了均勻加熱，最好將片材垂直懸掛，用彈簧夾抓住它們的邊緣，并將夾子掛在架子上。如圖90所示，如果布料太小，無法用夾子夾住，或者沒有足夠的裝飾面積，可以將布料鋪在鋪有柔軟毛氈或法蘭絨的架子上。確保有足夠的開放空間，讓空氣在片材周圍循環，均勻加熱。

 

（圖90）懸掛丙烯酸薄板

小型成型作業，如落地燈罩，可以在廚房的烤箱中加熱。如果紅外熱燈布置在7到8英寸的中心，并在一堆中使用足夠多的紅外熱燈，可以均勻地加熱薄片。把燈放在離材料18英寸的地方。

千萬不要用熱水或蒸汽直接加熱塑料，因為這可能會導致丙烯酸樹脂變成乳白色或渾濁。

成型

加熱丙烯酸塑料模具幾乎沒有壓力，所以使用的形式可以非常簡單的結構。由壓木、膠合板或石膏制成的形狀足以形成簡單的曲線，但可能需要增強塑料或石膏來形成復雜或復合曲線。由于熱塑料符合任何波紋或不均勻，使用的形式必須完全光滑。為了確保這一點，用砂紙打磨，用柔軟的布料覆蓋它，如戶外法蘭絨或臺球氈。模具應該足夠大，以延伸超出裝飾線的部分，并應作出規定，以保持熱塑料緊貼模具，讓它冷卻。

利用損壞的零件本身，可以為復雜的零件制作模具。如果零件壞了，用膠帶把它們粘在一起，在里面打蠟或涂油，這樣石膏就不會粘在上面，然后用沙子把整個零件支撐起來。用石膏填充零件，讓它變硬，然后從模具中取出。把粗糙的地方弄平，用軟布蓋上?，F在可以用來形成新的部分了。

成型方法

簡單的彎曲成型

將塑料材料加熱到推薦的溫度，從熱源移開，小心地將其覆蓋在準備好的模板上。小心地將熱塑料壓在模板上，握住或夾緊薄片，直到它冷卻。這個過程可能需要10-30分鐘。不要強行冷卻。

復合彎曲成型

復合彎曲成型通常用于冠層或復雜翼尖光罩，需要大量的專用設備。有四種常用的方法，每一種都有其優缺點。

拉伸成型法

預熱的丙烯酸薄板被機械地拉伸在形狀上，以與簡單的彎曲件相同的方式。要特別注意保持材料的均勻厚度，因為有些部分必須比其他部分拉伸得更大。

凸凹模具成型

凸凹模具成型需要昂貴的配套凹凸模具。加熱的塑料片材放在模具之間，然后配對。當塑料冷卻后，模具被打開。

異形模板真空成型

許多飛機的艙蓋都是用這種方法制成的。在這個過程中，一塊切成所需形狀輪廓的面板被連接到真空盒的頂部。然后將加熱軟化的塑料片夾在面板上。當盒子里的空氣被抽走時，外部的空氣壓力迫使熱塑料通過開口，形成凸罩。是塑料的表面張力塑造了凸罩。

凹形真空成型

如果所需要的形狀不是由表面張力形成的，則必須使用凹形模或相關形狀。放置在塑料片材的下方，連接真空泵。當從成型的空氣被抽走時，外部的空氣壓力迫使熱塑料片材進入模具并充滿它。

片切及鉆孔

片切

幾種類型的片切可用于透明塑料;然而，圓鋸是最好的直線切割。葉片應該是中空的，或有一些固定的地方，以防止結扎。邊齒固定后，應該側切，使切口邊緣光滑。推薦使用帶鋸切割扁平的亞克力板，當切口必須是彎曲的，或當板材被切割到一個粗略的尺寸后再進行修整時。嚴格控制尺寸和形狀可以通過帶鋸一塊到1⁄16英寸內所需的尺寸，由塑料上的刻痕線標記，然后用滾筒或帶砂機打磨到正確的尺寸。

鉆孔

與軟金屬不同，丙烯酸塑料的導熱性能很差。鉆孔時要準備好去除熱量。深孔需要冷卻，水溶性切削油是一種令人滿意的冷卻劑，因為它沒有破壞塑料的傾向。

在丙烯酸塑料上使用的鉆頭必須小心地研磨，不能有影響表面光潔度的缺口和毛刺。如圖91所示，用比軟金屬更大的夾角打磨鉆頭。斜角應該為零，以便刮，而不是切割。

 

（圖91）使用夾角為150°的麻花鉆鉆丙烯酸塑料

獲得專利的Unibit®適用于在飛機擋風玻璃和窗戶上鉆孔。如圖92所示，它可以在1⁄32英寸的增量中切割1/8到1/2英寸的孔，并產生良好的光滑孔，邊緣周圍沒有應力裂紋。

 

（圖92） Unibit®鉆孔丙烯酸塑料

粘合

可聚合粘合是將催化劑添加到已經很厚的單體聚合物液體中以促進快速硬化的粘合劑。PS-30®和Weld-On 40®是這種類型的可聚合粘合劑。它們適用于膠結所有類型的有機玻璃，丙烯酸鑄板和由有機玻璃成型球團成型的零件。在室溫下，混合成分后，粘合劑在容器中大約45分鐘就會硬化(聚合)。溫度越高，它們變硬的速度越快。黏合接頭通常在組裝后4小時內就可以處理。接頭裝配后4小時內可加工，但最好等待24小時。

粘合的應用

PS-30®和Weld-On 40®接頭在戶外暴露后保持良好的外觀和顏色穩定性。這些粘合產生清晰透明的膠狀物,當膠狀物的顏色和外觀出現結合點時是很重要的應用。

PS-30®和焊接40®應在不低于65°F（18.33℃）的溫度下使用。如果在低于65°F（18.33℃）的室內進行固化，則需要更長的硬化時間，接頭強度也會降低。

膠粘劑應按照制造商說明中的正確比例配制，并充分混合，確?；旌先萜骱突旌蠘疾粫黾宇伾蛴绊懻澈系挠不Ｗ詈檬褂们鍧嵉牟ＡЩ蚓垡蚁┗旌先萜?。由于它們的存續壽命很短(大約45分鐘)，粘合PS-30®和焊接40®在混合組件后必須迅速使用。在準備過程中消耗的時間縮短了有效的工作時間，因此有必要在粘合混合之前將一切準備就緒。為了更好的處理，在攪拌20分鐘內倒入粘合劑。為了達到最大的接縫強度，最終的粘合劑接縫應該沒有氣泡。通常情況下，讓混合后的粘合劑靜置10分鐘，然后進行固化，使氣泡上升到表面就足夠了?？p隙連接技術只能用于無色有機玻璃、丙烯酸或在接縫隱藏的情況下。如果需要用彩色有機玻璃和丙烯酸進行不明顯的連接，則部件必須緊密貼合，使用封閉的V型槽、對接或弧線連接。

只要膠粘劑表面不接觸粘合劑，就可以用遮蔽膠帶制作粘合模板或粘合劑。這是很容易做到的，用一條玻璃紙膠帶放置在屏蔽膠帶粘合劑。膠帶必須仔細挑選。普通玻璃紙膠帶上的粘合劑可以防止PS-30®和焊接40®的固化。在實際制造零件之前，應嘗試樣品接頭，以確保使用的膠帶系統不會損傷粘合劑。因為讓所有的粘合劑都保持在縫隙中是很重要的，所以應該只使用接觸壓力。

在灌注粘合劑后，氣泡傾向于漂浮到縫隙接頭中粘合劑的頂部。如果氣泡被加工掉，這些不會造成任何問題?？梢杂靡桓‰娋€(不是銅線)或類似的物體將一些氣泡從接點中提出來;然而，粘合劑接縫應盡可能少受到干擾。

可聚合粘合劑隨著粘合硬化而收縮。因此，新澆筑的粘合劑應留在被膠結的表面之上，以補償收縮。如果對外觀有必要，可以在粘合劑凝固后用機器將膠珠取下。

修復

只要有可能，更換而不是修理被大面積損壞的丙烯酸塑料。

一個精心修補的部分并不等于一個新的部分，無論是在光學上還是結構上。在裂縫發展的第一個跡象，用# 30或1⁄8英寸的鉆頭在裂縫的極端末端鉆一個小孔。如（圖93）這是為了定位裂紋，并通過在大范圍內分布應變來防止進一步分裂。如果裂縫很小，用鉆孔堵住裂縫就足夠了，直到可以進行更換或更永久性的修復。

 

（圖93）停止鉆裂縫

（所有最初引起裂紋的應變都集中在A點，并傾向于擴展裂紋。因此，用#30或1/8”鉆頭，在裂紋點的末端鉆一個小孔A1，將應變分布在更大的區域。）

（在任何孔洞或裂口處出現的每個裂縫都是以相同的方式鉆取的）

清潔

塑料在飛機使用上比玻璃有許多優點，但它們缺乏玻璃的表面硬度，在維修飛機時必須小心避免刮傷或損壞表面。用大量的水和溫和的肥皂清洗塑料，使用干凈，柔軟，無砂礫的布，海綿，或徒手。不要使用汽油、酒精、苯、丙酮、四氯化碳、滅火器或除冰液、漆稀釋劑或窗戶清潔噴霧。這些都會軟化塑料，導致開裂。

塑料不應該用干布摩擦，因為這很可能造成劃痕，并形成靜電電荷，吸引灰塵顆粒到表面。如果，在去除污垢和油脂后，沒有大量的劃痕是可見的，用優質的商業蠟整飾塑料。將蠟涂在一層薄薄的均勻的外套上，用軟布輕輕擦拭，使其高度拋光。

拋光

在表面清潔之前，不要嘗試手工拋光或磨光。建議使用柔軟、開放式的棉或法蘭絨拋光輪。輕微的劃痕可以用手用力擦拭受影響的區域，使用蘸有松節油和粉筆混合物的柔軟清潔布，或者用濕布涂抹汽車清潔劑。取下清潔劑，用柔軟干燥的布擦拭。丙烯酸和醋酸纖維素塑料是熱塑性塑料。拋光或磨光時間過長所產生的摩擦可以產生足夠的熱量來軟化表面。這種情況會產生視覺扭曲，應該避免。

擋風玻璃安裝

更換面板應使用與飛機制造商最初使用的相同的材料。市場上有許多種透明塑料。它們的性能差異很大，特別是膨脹特性、低溫下的脆性、陽光下的耐變色性、表面檢查等。關于這些性能的信息見MIL-HDBK-17，飛行器用塑料，第二部分透明玻璃材料，可從政府印刷辦公室(GPO)獲得。飛機制造商選擇在其設計中使用的材料時考慮了這些特性，而使用具有不同特性的替代品可能會導致后續的困難。

安裝過程

更換面板時，請使用與飛機制造商相同的安裝方法。雖然實際安裝因飛機類型不同而不同，但在安裝更換面板時應考慮以下主要原則。

1.永遠不要迫使塑料面板變形，使其適合框架。如果更換的面板不容易安裝，請更換新的面板或加熱整個面板并重新成型。如果可能，在普通室溫下切割并安裝新面板。

2.在將塑料面板夾緊或螺栓固定到其安裝件上時，不要將塑料置于過大的壓應力下。這是很容易發生超過1000 psi的塑料過度扭矩的螺母和螺栓。擰緊每個螺母，使其牢固，然后將螺母旋轉一圈(直到它們很緊，仍然可以用手指旋轉)。

3.用螺栓安裝時，應使用墊片、項圈、肩墊或止動螺母，以防止螺栓過度擰緊。當飛機制造商使用這些設備時，請將它們保留在更換裝置中。重要的是要使用原來數量的螺栓，包括墊圈、墊片等。當使用鉚釘時，提供足夠的間隔或其他令人滿意的方法，以防止框架與塑料過度緊固。

4.在橡膠、軟木或其他墊片材料之間安裝塑料板，使安裝防水，減少振動，并有助于分配塑料上的壓應力。

5.塑料的膨脹和收縮比安裝它們的金屬通道大得多。將擋風玻璃面板安裝到通道中足夠的深度，以防止面板在低溫下收縮或在負載下變形時脫落。當制造商的原始設計允許時，安裝面板到最小深度為11⁄8英寸，并在塑料和通道底部之間有1⁄8英寸的間隙。

6.在涉及螺栓或鉚釘的安裝中，使孔穿過塑料特大號1⁄8英寸并居中，以便塑料不會在孔的邊緣綁定或開裂。也建議使用開槽孔。