Blogi
Polykarbonaatin ominaisuudet ja työstö
Pinnoittamattoman ja kovapintaisen polykarbonaatin välillä valinta tapahtuu käyttökohteen mukaan. On mietittävä millaisen rasituksen kohteeksi se joutuu. Molemmat materiaalit vaativat myös omanlaistaan huomiota työstön osalta.
Pinnoittamattoman ja kovapintaisen polykarbonaatin välillä valinta tapahtuu käyttökohteen mukaan. On mietittävä millaisen rasituksen kohteeksi se joutuu. Molemmat materiaalit vaativat myös omanlaistaan huomiota työstön osalta.
Pinnoittamaton polykarbonaatti saattaa olla UV-suojaamaton. Käytännössä tämä tarkoittaa, että materiaali voi alkaa kellastumaan ja haurastumaan muutaman vuoden ulkona olon jälkeen. UV-suojauksen kestoa voidaan parantaa lisäaineen avulla. Tällöin materiaalin valmistajat antavat jopa kymmenen vuoden takuun UV-säteilyä vastaan. Kovapintaisessa polykarbonaatissa UV-suojaus tulee pinnoitteessa. Polykarbonaateilla on laaja käyttölämpötila-alue aina kovasta pakkasesta -50C kuumaan +120C.
Muovialla myytävät polykarbonaattilevyt ovat kahta poikkeusta lukuunottamatta UV-suojattuja. Vain 1 mm vahvuinen kirkas ja 2 mm vahvuinen opaalisävyinen polykarbonaatti ovat UV-suojaamattomia. Kaikki muut polykarbonaatit ovat suojattuja.
Naarmuuntuminen
Pinnoittamaton polykarbonaatti on pinnaltaan pehmeä ja siksi altis naarmuuntumiselle ja kemikaaleille. Kovapintaisessa polykarbonaatissa puolestaan pinnoite antaa suojan naarmuuntumista vastaan.
Teimme kokeen kirkkaiden muovien naarmuuntumisesta. Testissä mukana olivat molemmat polykarbonaattilaadut, pinnoittamaton ja pinnoitettu.
Testi nro 1.
Piiskasimme tavallista polykarbonaattia risulla 10 kertaa ja sen jälkeen toistimme testin kovapintaiselle polykarbonaatille. Risusta jäi selvät naarmut tavalliseen polykarbonaattiin kun taas kovapintaiseen jäi pelkästään irtoroskaa. Kun materiaalin pinta pyyhittiin puhtaaksi, oli levy täysin samassa kunnossa kuin ennen testin aloittamista.
Testi nro 2.
Toisena testimenetelmänä käytimme ns. likaista työhanskaa. Kastoimme kostean työhanskan hiekkaan ja pyyhimme kummankin materiaalin pintaa edestakaisin liikkein (n. 5 pyyhkäisyä/ materiaali). Tässäkään testissä kovapintaiseen ei tullut naarmuakaan, kun taas tavallisen polykarbonaatin pinnassa naarmut näkyivät selvästi.
Iskunkestävyys
Polykarbonaatti on erittäin iskunkestävä. Se on jopa 200 kertaa lasia kestävämpää ja se antaakin erinomaisen suojan iskuja vastaan. Työkoneisiin tulevat kovapintaiset polykarbonaatit on testattu EU:n koneturvallisuusdirektiivien säännösten mukaisesti. Säännösten mukaan ohjaamolla varustettu kone on suunniteltava siten, että kuljettaja on suojattu putoavilta ja tunkeutuvilta esineiltä sekä koneen kaatuessa.
Ohjaamoille ja sen ikkunoille tehdään mm. seuraavat testit:
ROPS: Lujuuskoe, joka vastaa koneen ympäripyörähtämistilannetta
FOPS: Lujuuskoe, joka vastaa katolle putoavan esineen suojausta
OPS: Lujuuskoe, joka vastaan koneen ohjaamoon sivulta tunkeutuvien esineiden suojausta
Testasimme iskunkestävyyttä akryylille, polykarbonaatille ja PETG:n iskunkestävyyttä.
Paino (tiheys)
Polykarbonaatit ovat painoltaan lähes puolet lasia kevyempiä. Lasin tiheys vaihtelee 2,3-3,0 g/cm³, kun taas polykarbonaatin tiheys on 1,2 g/cm³.
Esimerkki:
materiaalin vahvuus 10mm, koko 1000mmx1000mm
Lasin paino: 23 -30 kg/kpl
Polykarbonaatti: 12 kg/kpl
Joustavuus
Polykarbonaatit kuten myös muut kirkkaat muovit ovat lasia huomattavasti joustavampia. Lasi on jopa 4 kertaa jäykempää kuin polykarbonaatit.
Lämpölaajeneminen
Polykarbonaattien asennuksessa tulee huomioida sen lämpölaajeneminen. Lämpölaajeneminen tarkoittaa käytännössä sitä, että ilman kylmentyessä materiaali kutistuu ja taas ilman lämmetessä se laajenee. Tästä syystä kiinnitysreikien tulee olla 3-4mm suurempia kuin pultti on ja ikkunan reunoille tulee jättää saman verran tilaa lämpölaajenemista varten. Polykarbonaatin kiinnittämisestä lisää kohdassa Ruuvikiinnitys
Työstettävyys
Molemmat polykarbonaatit ovat ihanteellisia materiaaleja työstää, ne ovat iskunkestäviä ja sitkeitä. Materiaaleissa on muovikalvot molemmin puolin, mikä suojaa niitä naarmuuntumiselta. Työstettäessä kannattaa siitä huolimatta varoa pintaa, jotta se ei pääse vaurioitumaan.
Sahaus
Polykarbonaattia voi leikata kuviosahalla, vannesahalla tai normaalilla sirkkelillä.
Ennen sirkkelöintiä leikkaavan terän kunto kannattaa tarkistaa. Kappale tulee myös tukea hyvin.
Poraus
Polykarbonaattia pystyy poraamaan terävillä metalliterillä. Tue kappale hyvin porauksen aikana, jotta rei’istä tulee siistejä.
Jyrsintä
Polykarbonaatti on ihanteellinen materiaali jyrsiä. Jyrsinnässä voi käyttää yksi tai kaksi leikkuisia teriä. Tarkista työkalujen terävyys, jotta leikkausjäljestä tulee siisti.
Laserleikkaus
Polykarbonaatit soveltuvat huonosti laserleikkaukseen, koska leikkausjälki kuumenee ja saattaa hiiltyä eli muuttua ruskeaksi. Ainoastaan ohuita, alle 2mm, levyjä suositellaan leikattavaksi laserilla.
Laserleikattaessa polykarbonaattia suositellaan käyttävän tehokasta ilmastointia, koska leikkauksessa syntyy hiilivetypohjaista kaasua.
Taivuttaminen kylmänä
Pinnoittamatonta polykarbonaattia voi taivuttaa kylmänä ilman rikkoutumisen vaaraa. Taivutuksen voi tehdä kanttaamalla kylmänä kanttikoneella tai sitten kaarelle kylmänä jännittämällä.
Kylmäkanttaukseen on seuraavat suositukset.
Polykarbonaattia pystyy myös jännittämään kaarelle kylmänä. Tehtaan antaman suosituksen mukaan minimisäde on 150 x materiaalin vahvuus.
Esim. materiaalin vahvuus on 3 mm. Tällöin minimi säde johon levy suositellaan kylmänä taivuttamaan on 450mm. Mikäli taivutettava säde on tätä tiukempi niin suositellaan lämpötaivuttamista.
Kovapintaisen polykarbonaatin pystyy periaatteessa taivuttamaan kylmänä samoilla ohjeilla kuin pinnoittamattoman. Ainoa ero on, ettei pinnoite ole yhtä joustava kuin polykarbonaatti ja siksi pinnoite saattaa rikkoutua taivutuskohdasta. Kylmäkanttauksessa tämä näkyy taivutuskohdan pinnan hämähäkkiseittimäisyytenä. Kovapintaisen materiaalin iskunkestävyys säilyy, mutta läpinäkyvyys, naarmuuntumisen ja kemikaalien kesto kärsii taivutuksen kohdalta, muilta osin materiaalissa ei tapahdu muutoksia.
Lämpötaivuttaminen
Polykarbonaattia käytetään laajasti lämpömuovatussa tuotteissa. Menetelmiä ovat mm. tyhjiömuovaus, lämpölankataivutus ja lämpömuovaus muotteja käyttäen. Muista materiaaleista poiketen polykarbonaatti vaatii hyvän laadun aikaan saamiseksi esikuivatuksen.
Liimaus
Polykarbonaatti on hyvä liimattava. Liimattavat pinnat tulee puhdistaa hyvin ennen liiman levittämistä. Liimauksessa käytetään yleensä liuotin pohjaisia liimoja. Liiman tuoteselosteesta kannattaa varmistaa sen soveltuvuus polykarbonaatille.
Asennus
Ruuvikiinnitys
Polykarbonaatti soveltuu kiinnitettäväksi ruuveilla. Itseporautuvia ruuveja ei voi käyttää vaan materiaalin on tehtävä reiät ensin. Reikien tulee olla 3-4 mm ruuvia suurempia, koska polykarbonaatit elävät lämpötilojen mukaan, ks. lisää kohdasta Lämpölaajeneminen. Mikäli kappaleen pituus on yli 2 metriä suositellaan jopa 6mm suurempia reikiä. Jos reiät ovat liian pieniä, polykarbonaattiin saattaa tulla jännityssäröilyä lämpölaajentumisen takia. Ruuvinkannan ja polykarbonaatin väliin suosittelemme kumiprikkaa, jolloin kiinnitykseen tulee joustoa.
Ruuvinkannan muoto vaikuttaa myös materiaalin elämiseen ja sitä kautta jännityssäröilyyn. Tästä syystä kannan muoto tulee olla tasapohjainen.
Reiän etäisyys reunasta tulee olla vähintään kaksi kertaa reiän kokoinen tai minimissään 6mm.
Liimakiinnitys
Normaali polykarbonaatti on erittäin helppo liimata. Se on kuitenkin herkkä kemikaaleille, joten liiman soveltuvuus kannattaa tarkistaa ennen liimausta.
Kovapintaisessa polykarbonaatissa pinnoitteen tehtävänä on suojella materiaalia naarmujen lisäksi myös kemikaaleilta. Tästä syystä kovapintaisen polykarbonaatin liimaaminen on erittäin haasteellista. Jotta liimaus onnistuu, tulee liimattava kohta primeroida ja/tai hioa pinnoite pois. Ajoneuvolaseiksi tulevien polykarbonaattien liimauksessa liiman soveltuvuus tulee tarkistaa erityisellä huolellisuudella, jottei väärä liima aiheuta jännityssäröilyä. Yleisesti käytetty liima on Teroson PU 8597, jota on saatavana myös asennuspakettina.
Lämpölaajenemisen huomioiminen asennuksessa
Polykarbonaatit laajenevat lämmössä ja supistuvat kylmässä. Kuten useimmilla muoveilla lämpölaajeneminen on muita materiaaleja huomattavasti suurempi: noin 8 kertaa suurempi kuin lasin, 6 kertaa suurempi kuin teräksen ja 4 kertaa suurempi kuin alumiinin. Tästä syystä kiinnityksessä on oltava riittävästi tilaa, jotta materiaali pystyy laajentumaan ja supistumaan.
Puhdistus
Polykarbonaatti on pinnaltaan pehmeä ja naarmuuntuu siksi herkästi. Sen puhdistuksessa suositellaan käytettävän runsaasti vettä ja puhtaita, pehmeitä puhdistusliinoja, mieluiten mikrokuituliinoja. Polykarbonaattia ei saa puhdistaa terävillä terillä, voimakkailla pesuaineilla tai liuottimilla. Polykarbonaattia ei saa myöskään pyyhkiä kuivana.
Kovapintainen polykarbonaatti kestää kemikaaleja paremmin. Yleisimmät laimennetut tuulilasinpesunesteet soveltuvat pinnoitetulle polykarbonaatille, mutta voimakkaita kemikaaleja tulee välttää.
Polykarbonaatin käyttökohteet
Tavallista polykarbonaattia käytetään usein kohteissa, joissa tarvitaan läpinäkyvyyttä ja iskunkestävyyttä, mutta joissa naarmuuntumisesta ei ole suurta haittaa. Tällaisia kohteita ovat esim. lampunsuojat ja ulkovarastojen ikkunat. Materiaalia käytetään myös kohteissa, joissa on vaarana iskut, törmäykset tai ulkoinen väkivalta kuten liikuntahalleissa kellojen ja kytkimien suojat tai julkiset ilmoitustaulut. Polykarbonaatista tehdään myös tuulisuojia moottorikelkkoihin ja ahkioihin.
Kovapintaisen polykarbonaatin käyttökohteet
Kovapintaista polykarbonaattia käytetään silloin, kun tarvitaan iskunkestävyyttä, läpinäkyvyyttä ja hankauksen kestoa eli materiaali ei naarmuunnu herkästi. Tämä materiaali soveltuu tuulilaseiksi ja ikkunoiksi metsäkoneisiin, traktoreihin, kaivinkoneisiin ja trukkeihin. Pinnoitteen ansioista materiaalia voi käyttää tuulilasinpyyhkimien kanssa ilman että pinta naarmuuntuu välittömästi. Lisäksi kovapintaista polykarbonaattia käytetään ikkunoissa, joihin saattaa kohdistua ilkivaltaa, meluvalleissa, julkisissa tiloissa, vankiloissa ja sairaaloissa. Hinnaltaan materiaali on tavallista polykarbonaattia kalliimpaa, mutta pinnoitteen ansiosta materiaalin naarmuuntumis- ja kemikaalikestävyys on huomattavasti parempi.
Lähteet:
Exolon Group, Technical Manual
Eurofins, www.eurofins.fi
Ohjeita polykarbonaatin työstöön löydät myös Youtube-videoltamme: