Gewusst wie: PLEXIGLAS ® biegen und formen
Jeder kann mit haushaltsüblichen Mitteln Acrylglas oder PLEXIGLAS ® selber biegen und verformen (nachfolgend verwenden wir Acrylglas und PLEXIGLAS ® synonym). Sobald das Material die richtige Umformtemperatur hat, wird PLEXIGLAS ® flexibel. Wer es richtig gut kann, macht – mit Profi-Equipment – sogar mehrfach gekrümmte Helikopterscheiben aus PLEXIGLAS ®.
Aber weil kaum ein Leser dieser Zeilen einen Hubschrauber bauen möchte, überlassen wir das mal lieber den High-End-Verarbeitern. Die haben Wärmeöfen und Flächenstrahler. Wir haben dagegen nur einen Backofen oder ein Heißluftgebläse. Damit kannst Du aber auch schon schöne Ergebnisse beim Acrylglas Biegen erzielen. Wir erklären Dir, worauf Du beim Verformen achten solltest.
I. In welchem Temperaturbereich verforme ich PLEXIGLAS ®?
Einfache Frage zunächst, mit zweifacher Antwort:
- Acrylglas GS formst Du bei einer Temperatur von 160 – 175 °C um
- Acrylglas XT formst Du bei einer Temperatur von 150 – 160 °C um
Wir empfehlen Dir zum Warmumformen Acrylglas GS. Umgeformt wird nämlich nicht im thermoplastischen Temperaturbereich des Materials, der etwas höher liegt und in dem das Acrylglas richtig flüssig wird, sondern im thermoelastischen. Und dieser Bereich ist bei Acrylglas GS aufgrund seiner molekularen Struktur breiter. Es ist also leichter, diesen Bereich beim Erwärmen zu treffen. Wie wir im Folgenden sehen werden, geht es beim PLEXIGLAS ® Warmverformen nämlich vor allem darum, die richtige Temperatur im Acrylglas zu haben. Und wenn Du das Acrylglas im thermoelastischen Bereich verformst, kannst Du es beim erneuten Erhitzen bis in diesen Bereich auch (fast) wieder komplett in seine Ursprungsform zurückbringen. Du kannst also korrigieren.
II. Wie kann man PLEXIGLAS ® biegen?
Es gibt verschiedene Arten, Acrylglas bis zum gewünschten Temperaturbereich zu erhitzen. Zunächst einmal solltest Du Dich fragen, ob es nötig und sinnvoll ist, das ganze Werkstück bis zur Umformtemperatur zu erwärmen. Um PLEXIGLAS ® biegen zu können (also um sozusagen einen Knick zu erzeugen, manche reden auch vom PLEXIGLAS ® Abkanten), reicht es beispielsweise aus, nur einen schmalen Bereich davon zu erwärmen. Dazu genügt dann eine lineare Wärmequelle wie ein Heizdraht. Für kleine Werkstücke reicht sogar auch ein Heißluftfön, der ja nur eine punktförmige Wärmequelle darstellt. Wenn Du aber das gesamte Werkstück biegen möchtest, muss es auch in seiner Gesamtheit auf die Umformtemperatur gebracht werden. Das machst Du am besten in einem Ofen.
1. Acrylglas mit einem Heizdraht verformen
Verwende einen Heizdraht, wenn Du ein flaches Stück Acrylglas zu einem Winkel – zum Beispiel zu einer Buchstütze oder einem Aufsteller – biegen möchtest. Der Heizdraht erwärmt an Deinem Werkstück linear einen Bereich des Acrylglases über Strahlungswärme. Dabei berührt er das Material nicht. Ist der Bereich warm genug, kannst Du das Acrylglas biegen. Anschließend muss es (zum Beispiel in einer Winkelschablone) bis zum Abkühlen auf unter 60 °C im Winkel gehalten werden. Erst dann bleibt die Verformung erhalten und stellt sich nicht zurück.
Die regulierbaren Variablen beim Erwärmen mit einem Heizdraht sind der Abstand zwischen Acrylglas und Heizdraht und die Dauer des Erwärmens. Je dicker das Material ist, umso größer muss der Abstand des Heizdrahtes und umso länger muss die Zeit des Erwärmens sein. Dadurch stellst Du sicher, dass das Material bis zur Umformtemperatur gleichmäßig und in der gesamten Tiefe durcherwärmt wird. Es sollte nicht auf der Oberfläche zu heiß bzw. im Inneren zu kalt sein. Spätestens ab 6 mm Materialstärke solltest Du das Material beidseitig erhitzen. Das erreichst Du am einfachsten, indem Du Dein Werkstück unter dem Heizdraht wiederholt wendest.
2. PLEXIGLAS ® mit einem Infrarotstrahler biegen
Ein Heizstrahler (oder Infrarotstrahler) wie er in so manchem Bad hängt, kann auch zum Biegen von Acrylglas nützlich sein. Voraussetzung ist natürlich, dass er leistungsstark genug ist und das PLEXIGLAS ® auf die notwendigen 160 °C erwärmen kann. Du musst ihn zudem recht nah über dem Werkstück positionieren können. Am besten strahlt Dein Heizstrahler auf Deinen Werktisch. Du brauchst also eine Halterung für den Strahler, die im Optimalfall in der Höhe verstellbar ist.
Im Wesentlichen gilt für einen Infrarotstrahler dasselbe wie für den Heizdraht. Das Erhitzen des Werkstücks regulierst Du über den Abstand des Werkstücks zum Strahler und die Dauer der Erwärmung. Bei Verwendung eines Infrarotstrahlers kann es hilfreich sein, Bereiche des Werkstücks, die nicht erwärmt werden sollen, zum Beispiel mit Metallplatten abzudecken und damit einen Wärmeschatten gegenüber dem Strahler zu erzeugen. Auf diese Weise lässt sich exakt eingrenzen, wo das PLEXIGLAS ® erwärmt wird. Die Abdeckplatten sollten aber nicht direkt auf Deinem Werkstück aufliegen, da sie sehr warm werden und bei Kontakt mit dem Acrylglas dieses erweichen oder gar schmelzen. Achtung: Abdeckplatten nicht berühren, Verbrennungsgefahr!
3. Acrylglas mit einem Heißluftfön / Heißluftgebläse verformen
Ein Heißluftfön eignet sich für kleinere Werkstücke und ist ein gutes Mittel, um schnell Acrylglas frei zu biegen. Beim Heißluftfön ist die Gefahr recht hoch, punktuell das Material zu stark zu erwärmen. Richte den heißen Luftstrom daher nicht dauerhaft auf nur eine Stelle, sondern halte den Fön in Bewegung. Am besten fixierst Du Dein Werkstück im Schraubstock oder mit Zwingen am Tisch und erwärmst dann die Stelle, an der Du das Werkstück biegen möchtest bis es spürbar weich wird. Verforme nun nach Belieben das Acrylglas und halte es in der gewünschten Form (ggf. mit Hilfe einer temperaturbeständigen Schablone) bis es abgekühlt ist.
Steinel Heißluftgebläse HL 1920 E
Möchtest Du ein plattenförmiges Stück Acrylglas verformen, nutze eine Breitstrahldüse. Wenn Du ein Acrylglasrohr oder einen Acrylglasstab umformen möchtest, verwende eine Reflektordüse. Beim Biegen von Rohren passiert schnell das, was wir vom Strohhalm kennen: Das Rohr knickt plötzlich ein und der Durchlass ist an der Knickstelle nahezu null. Daher sollten Rohre beim Verformen gestützt werden. Dies wird entweder bei größeren Biegeradien mithilfe einer passenden, äußeren Biegeform erreicht oder bei engeren Radien innen durch eine exakt auf den Innendurchmesser passende Stütze aus einem elastischen Material wie Gummi (kein thermoplastisches Elastomer, das schmelzen könnte, verwenden!). Die Füllung des Rohres mit einem eingeschütteten Medium wie Sand oder Gips ist nur bedingt zu empfehlen, da mit diesen Medien das Rohr von innen verschmutzt oder gar verkratzt wird.
4. Acrylglas biegen mithilfe eines Backofens
In einem Ofen wird Dein gesamtes Acrylglas-Werkstück weich und formbar. Bedenke also, dass Du beim Formen ausschließlich erwärmtes Material handhaben kannst und benutze Ofenhandschuhe.
Heize den Backofen bei Umluft auf 170 °C vor und lege das Werkstück auf einen sauberen Rost. Den Rost nicht im Ofen vorheizen. Die Erwärmungsdauer hängt von der Stärke des Acrylglases ab und steigt dazu fast linear: Eine 4 mm starke Platte beispielsweise solltest Du etwa 9 Minuten im Ofen lassen, eine 8 mm starke Platte ca. 19 Minuten.
Die durcherwärmte Acrylglasplatte sodann mit Ofenhandschuhen herausnehmen und umgehend in die gewünschte Form bringen. In dieser Form muss sie gehalten werden bis sie auf unter 60 °C abgekühlt ist. Zum Biegen kannst Du die geschützten Hände benutzen (zum freien Formen), Du kannst aber ebenso eine vorbereitete wärmeresistente Schablone oder selbst gemachte Biegehilfen oder Einspannvorrichtungen nutzen.
III. PLEXIGLAS® tiefziehen
Beim Tiefziehen brauchst Du zur Formgebung einen Stempel und eine Matrize. Zwischen Stempel und Matrize wird das erwärmte Acrylglas mit einer gleichmäßigen Bewegung in Form gebracht. Dabei wird es gestreckt und rutscht von den Rändern nach. Diese Technik ist mit höherem Aufwand verbunden, da beispielsweise je nach Größe und Komplexität des zu formenden Teils Stempel und Matrize vorgewärmt werden sollten. Auf diese Weise wird verhindert, dass das Acrylglas zu rasch abkühlt und in der Folge der Formprozess nicht zu Ende gebracht werden könnte. Aus unserer Sicht ist das Tiefziehen von Acrylglas eine Technik für den fortgeschrittenen Kunststofftechniker und erfordert einen gut ausgestatteten und vorbereiteten Arbeitsplatz. Daher werden wir sie an dieser Stelle nicht weiter beschreiben.
IV. Tipps und Tricks zum Biegen von Acrylglas
- Generell empfehlen wir Dir, unbedingt mit Handschuhen zu arbeiten, um Verbrennungen beim Biegen zu vermeiden.
- Vor dem Erwärmen des Werkstücks immer die Schutzfolien entfernen!
- Bitte beachte auch, dass PLEXIGLAS ® beim Warmumformen ein wenig schrumpft. Gegossenes PLEXIGLAS ® schrumpft um maximal 2 % in allen Richtungen, extrudiertes PLEXIGLAS ® nur in Extrusionsrichtung, dafür aber um bis zu 6 %.
- Versuche immer das PLEXIGLAS ® möglichst kurz und auf möglichst niedrige Temperatur zu erhitzen.
- Erwärmtes Material sollte umgehend geformt werden, da es von außen nach innen abkühlt und es schnell außen bereits zu kalt sein kann, während es innen noch gut formbar ist.
- Kratzfest beschichtete Platten sollten gar nicht warmumgeformt werden.
- Farbiges PLEXIGLAS ® wird unter Wärmestrahlern schneller warm als farbloses.
- Unsere obigen Hinweise sind manchmal etwas vage, weil zu viele Parameter beim Acrylglas Umformen Auswirkungen auf das Ergebnis haben. Darum empfehlen wir: Ausprobieren! Es macht viel Spaß aus einem linearen oder flach liegendem Werkstück ein dreidimensionales Objekt zu formen.
- PLEXIGLAS ® kaltbiegen geht nicht – es biegt nicht, es bricht.
- Acrylglas durch direkten Kontakt mit Wärmequellen zu erhitzen, ist nicht empfehlenswert. Die Gefahr, dass die Oberfläche Schaden nimmt oder zu heiß wird, ist dabei groß. Acrylglas immer über Luft (Ofen, Heißluftgebläse) oder Strahlung (Heizdraht, Heizstrahler) erwärmen!
- Wer möglichst exakte Ergebnisse beim PLEXIGLAS ® Biegen erzielen möchte, dem empfehlen wir die Lektüre des PDFs „Umformen von PLEXIGLAS ®“ der Röhm GmbH.
Zusammenfassung: Acrylglas biegen und verformen
Du siehst also: PLEXIGLAS ® biegen ist nicht schwer. Es erfordert ein wenig Muße und Übung, aber es stellen sich nach ein paar Übungsteilen schnell Erfolge ein. Das Wichtigste beim PLEXIGLAS ® Formen ist eine gute Vorbereitung und die richtige Temperatur. Ist das PLEXIGLAS ® zu kalt, bricht oder reißt es, ist es zu warm, bilden sich Blasen im Material.
Und wenn Du PLEXIGLAS ® noch weiter bearbeiten möchtest, dann lies Dir unsere Artikel zu PLEXIGLAS ® schneiden, PLEXIGLAS ® bohren oder PLEXIGLAS ® kleben durch!
