Handwerkliche Grundlagen für die Schule · Folie (Bau-plastik) Nein Ab 3 mm Ab 3 mm Schlecht Bis 4...

Kunststoffbearbeitung

Handwerkliche Grundlagen für die Schule

Heini Trümpy

Kunststoffbearbeitung, handwerkliche Grundlagen

Tiefziehen 1

Fixiere eine Polystyrol-Folie mit Abdeckband auf der Tief-ziehform.

Wärme die Folie mit dem Heissluft-Gebläse von der O-berseite her, achte darauf, dass die Folie dabei keinen direkten Kontakt mit der Ar-beitsunterlage hat, diese wür-de die Folie abkühlen. Strei-che mit dem Gebläse regel-mässig über die ganze Fläche (wie mit einem Pinsel). Heize so lange, bis die Folie vom Eigengewicht beginnt durch zu hängen.

Jetzt drückst du mit einer schnellen, bestimmten Bewe-gung die Folie über die Matriz-ze. Nach etwa dreissig Sekun-den ist die Form erstarrt, du kannst sie aus dem Werkzeug entfernen.


Überstehende Teile entfernst du mit der Goldarbeiterschere, anschliessend brichst du die Kanten mit der Ziehklinge.


Tiefziehen 2, Schrumpfen

Warmverformte Thermopaste verfügen über ein sogenanntes "Erinnerungsvermö-gen", das heisst, dass sich die wieder erwärmten Teile in ihre ursprüngliche Form zurück bewegen. Diesen Effekt nützen wir in dieser Aufgabe aus.

Wärme einen grossen Becher so lange mit dem Heissluftge-bläse, bis der Becher annä-hernd flach ist. Versuche das Gleiche mit einem kleinen Be-cher. Welche Erklärung gibt es für den Unterschied?

Fixiere jetzt einen grossen Becher mit dem Niederhalter auf dem Drehteller. Setze die-sen in Bewegung und heize regelmässig. Wenn die Erwei-chungstemperatur des Kunst-stoffs erreicht ist, formt sich dieser zurück, jetzt allerdings nur bis zur Holzform im In-nern des Bechers.


Nach etwa dreissig Sekunden kannst du dein neues Gefäss entnehmen.


Warmumformen

Die am meisten gebräuchlichen Kunststoffe sind die Thermoplaste. In der Schule können deren Eigenschaften bereits mit einfachsten Mitteln erkundet und eingesetzt werden.

Erwärme einen Polystyrol-Streifen sorgfältig über der Kerzenflamme. Achte dabei durch regelmässiges Bewegen und Wenden darauf, dass der Streifen nicht verbrennt oder Russ ansetzt.

Biege die Folie in die ge-wünschte Form und lasse sie so auskühlen, jetzt bleibt die neue Form erhalten.

Stelle einen der aufliegenden Gegenstände mit dem "Kerzenverfahren" her.


Verschweissen von Habasit-Saiten

Halte die beiden Enden der zu verschweissenden Saite sorg-fältig neben die Kerzenflam-me. Wähle die Distanz dabei so, dass die Enden anschmel-zen ohne zu verbrennen.

Vermeide auch jeden Luftzug (Sprechen, Personen, die vor-beigehen etc.).

Wenn genügend Kunststoff geschmolzen ist, drückst du die beiden Enden zusammen. Achte darauf, dass die Saite gerade zusammengeschweisst wird.

Die überstehende Braue kannst du mit einer Schere odereinem Seitenschneider entfernen.


Kleben

Kunststoffe können teilweise geklebt werden. Zum Kleben geeignet sind diejenigen Thermoplaste, die sich von Lösungsmitteln angreifen lassen. Im schulischen Bereich sind das Polystyrol - PS, Polyvinylchlorid - PVC und Polymethylmetacrylat – PMMA (Plexiglas).

Verbinde zwei PMMA-, zwei PS- und je eine PS- und PMMA-Probe mit dem entspre-chenden Lösungsmittelkleber. Fixiere die Teile mit Klebband.

Achte darauf, dass die Werkstücke nicht mit Leim verschmiert sind, und dass der Leim genügend lange aushärten kann.

Polystyrol-Hartschaum kann unter sich und mit Holz mit Kunstharzleim (Weissleim) verklebt werden. Allerdings sind die Trocknungszeiten lange, weil das Wasser nur langsam verdunsten kann.

Oft ist es hilfreich, die Schaumstücke zum Kleben mit Schweissdrahtstücken zu-sammen zu "nageln".


Schmelzkleber (Heissleim) ist ebenfalls geeignet, um Kunst-stoffe zu verbinden. Im Ge-gensatz zu lösungsmittelhalti-gen Klebern kann mit Schmelzkleber eine Fuge auch ausgefüllt werden. Arbeite rasch, damit der Kleber nicht erkaltet. Für Polystyrol-Hartschaum ist Schmelzkleber nicht geeignet, generell sind die Verbindun-gen nicht sehr stabil.

Vorsicht, Verbrennungsgefahr!


Bohren

Zum Bohren sind von Kunst-stoffen sind verschiedene Werkzeuge geeignet:

Der Messingbohrer (links) ist optimal für spröde Kunststoffe wie PVC und PMMA.

Der Stahlbohrer (Mitte) wird bei zäh-elastischen Kunststof-fen wie PP, PE und PS einge-setzt.

Holzbohrer (rechts) können im Notfall mit niederen Touren-zahlen verwendet werden.

Bei PMMA musst du das Zent-rum des Bohrloches mit Filz-stift anzeichnen, Reissnadel oder gar Körner verletzen die Oberfläche. Bei den übrigen Kunststoffen können diese eingesetzt werden.

Detailinformationen zum Boh-ren und zur Handhabung der Bohrmaschinen findest du im Lernprogramm "Das Loch II, Bohren in Metall"


Sägen, Feilen, Schleifen, Polieren

Kunststoffe können mit den gleichen Werkzeugen und Hilfsmitteln wie Holz gesägt, gefeilt und geschliffen werden. Zum fein Schleifen und Polieren muss allerdings mit Nassschleifpapier gearbeitet werden, damit die Oberfläche der Thermoplaste von der Reibungswärme nicht wieder verschmiert wird.

Verwende die Feinsäge für die verschiedenen Kunststoffpro-ben. Vergleiche die Schnitt-qualität und achte auf ausge-brochenen Kanten.

Teste die Laubsäge und die elektrische Dekupiersäge mit den flachen Materialproben.

Vor allem beim PMMA ist es empfehlenswert, die Schutzfo-lie auf dem Werkstück zu be-lassen, das verhindert einer-seits Kratzer. Andererseits "reinigt" die Folie das Säge-blatt und verhindert so, dass zuviel Reibungswärme ent-steht. Diese würde die Teile hinter den Schnitt wieder zu-sammenschweissen. Verglei-che dazu das aufliegende Muster


Bearbeite dein PMMA-Probestück mit der Feile. Die filzbeschlagene Feilkluppe verhindert ein Zerkratzen der Oberfläche.

Schleife jetzt die Oberfläche mit Schleifpapieren der Kör-nung 100 und 150. Setze den Schleifvorgang mit Nass-schleifpapieren der Körnungen 180, 240 und 280 fort. Arbeite dazu über dem Trog.

Auf Wunsch zeige ich dir das Hochglanzpolieren an der Schwabbelscheibe.

Beachte dazu auch das auflie-gende Muster.


Trennen

Kunststofffolien können je nach Material und Dicke mit verschienenen Geräten bezie-hungsweise Werkzeugen getrennt werden. Zuerst stelle ich die Verfahren vor, an-schliessend findest du eine Tabelle, die dich darüber informiert, welches Verfahren für welchen Werkstoff geeignet ist.

Handscheren sind für dünnere Werkstoffe geeignet. Die Goldarbeiterschere ist wegen ihres günstigen Hebelverhält-nisses für Kinder gut zu gebrauchen.

Messer sind für dünne Werk-stoffe einsetzbar, bei dickeren Folien stecken sie rasch fest.

PP-Folien können geritzt wer-den, das so entstehende Scharnier hat eine hohe Le-bensdauer.


Kunststoffmesser* sind, ne-ben der Goldarbeiterschere, die in der Schule am häufigs-ten verwendeten Trennwerk-zeuge. Das Werkstück wird bis etwa zur Hälfte geritzt und anschliessend gebrochen. Als Unterlage verwendest du eine alte Schneidunterlage aus der Kartonage.

Teppichmesser lassen sich mit wenig Aufwand zu Kunst-stoffmessern umarbeiten.

* Der Begriff "Messer" ist nicht korrekt, eigentlich han-delt es sich um eine Säge mit einem Zahn.

Die Pappschere ist für Einzel- und Serienschnitte geeignet und arbeitet sehr präzise. Die verschienenen Anschläge er-leichtern auch die Material-vorbereitung für den eigenen Unterricht.


Mit der Hebelblechschere kön-nen relativ dicke Werkstoffe grob zugeschnitten werden. Meistens ist eine Nachbearbei-tung erforderlich.

Die Tafelschere ermöglicht das genaue Zuschneiden grosser Werkstücke (bis 100 cm, nur nach Anweisung Kursleiter).


Die Band- und die Kreissäge ermöglichen das Zuschneiden grosser Werkstücke (nur nach Anweisung Kursleiter).

Werkzeuge zum Trennen

Hand-sche-ren

Messer Kunst-stoff-messer

Laub-säge

Feinsäge Papp-schere

Hebel-blech-schere

Tafel-schere

Band- und Kreis-säge

PS Bis 1 mm

Bis 1 mm Sehr gut bis 4 mm

2-6 mm Ab 2 mm Gut bis 3 mm

Gut bis 4 mm

Gut bis 4 mm

Ab 3 mm

PMMA Nein Nein Sehr gut bis 4 mm

Ab 2 mm Ab 2 mm Nein Nein Nein Gut ab 2 mm

PP, transp. Axprint

Gut Gut, auch ritzen

Geht Nein Nein Gut Notfalls Geht Nein

PVC Notfalls bis 1 mm

Nein Sehr gut bis 4 mm

Ab 2 mm Ab 2 mm Nein Nein Nein Gut ab 2 mm

PE Dünne Folie (Bau-plastik)

Dünne Folie (Bau-plastik)

Nein Ab 3 mm Ab 3 mm Schlecht Bis 4 mm

Bis 4 mm

Gut ab 3 mm


Kanten bearbeiten

Kanten von Kunststofffolien sind oft scharf oder unschön nach dem Sägen, Schnei-den oder Scheren. Die Ziehklinge, die von den Schreinern verwendet wird, ist für die Kantenbearbeitung optimal geeignet.

Spanne verschiedene Werk-stoffproben ein und bearbeite ihre Kanten mit der Ziehklin-ge. Führe das Werkzeug rechtwinklig und im Fünfund-vierzig-Grad-Winkel über das Werkstück.

Oft erreichst du ein besseres Resultat, wenn du die Klinge rasch bewegst.

Versuche auch, die Innen- und Aussenkanten eines Roh-res zu bearbeiten.


Polystyrol-Hartschaum schneiden

(Styropor und Styrofoam)

Heissdrahtschneider sind ein-fache Geräte zum Trennen von Polystyrol-Hartschaum. Wegen des geringen Kraftauf-wandes schätzen auch die Kinder diese Arbeit.

Erprobe das Gerät, indem du freie Schnitte, Schnitte nach Markierung (Bleistift oder Fo-lienfilzstift) und Schnitte am Anschlag durchführst.

Neige den Bügel des Heiss-drahtschneiders auf etwa 70 Grad. Drücke die schiffsförmi-ge Schablone auf ein Stück Styrofoam und reproduziere den vorgegebenen Schiffs-rumpf.

Führe das Werkstück lang-sam, damit die Oberfläche sauber geschnitten wird.

Versuche, nach einigen Ü-bungsschnitten, mit der Drahtschlinge den Rumpf aus-zuhöhlen.


Wenn du mit der Qualität der Oberfläche nicht zufrieden bist, kannst du sie mit Ras-peln, Feilen oder Schleifpapier nachbearbeiten.

Beachte dazu auch das auflie-gende Muster.


Abkanten mit dem Linearbiegegerät

Beim Linearbiegegerät macht man sich gezielt die Warmverformbarkeit der Thermo-plaste zunutze, indem nur eine Linie erweicht wird. Hier kann der Kunststoff jetzt gebogen werden.

Lege einen Probestreifen PS und anschliessend auch PMMA (Schutzfolie entfernen!) auf das Biegegerät. Die Spannung kann auf 10 oder 12 Volt ein-gestellt werden.

Als erste Faustregel kann gel-ten, dass das Werkstück pro Millimeter Dicke etwa eine Minute aufgewärmt werden muss. Durch vorsichtiges Zie-hen merkst du, ob der Kunst-stoff weich ist.

Zu langes Heizen zersetzt den Kunststoff.

Biege dein Probestück und lasse es erkalten, jetzt behält es die neue Form. Wenn du dazu eine Form wie beispiels-weise ein Winkelprofil ver-wendest, kühlt die Folie schneller ab.


Bereite ein zugeschnittenes Stück PMMA mit der Ziehklin-ge vor und biege es zu einem Fotoständer. Den schrägen Winkel kannst du in der auf-liegenden Lehre biegen.


Polypropylen-Folie bearbeiten

Schneiden

Ein neuerer, modischer Werk-stoff mit vielen spannenden Eigenschaften ist die halb-transparente, PP-Folie, die in verschiedenen Farben ange-boten wird.

Teste die verschieden, dir sinnvoll erscheinenden Ver-fahren aus dem Posten "Tren-nen".

Ritzen

PP-Folie kann, ähnlich wie Karton, geritzt werden. Wenn die Ritzung nicht zu tief ist, ist das "Scharnier" sehr stabil. So können beispielsweise Schachteln aus PP, die in ei-nem Stück gespritzt wurden, eine Million mal geöff-net/geschlossen werden, be-vor das Scharnier bricht.

Nieten

Stelle mit Schneiden und Rit-zen eine Raumecke gemäss der Vorlage her. Verbinde sie mit einer Öse.

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