Plexiglas fräsen / Plexiglasbearbeitung


Werkstück:Plexiglasschilder mit Logo, Haustürschilder, Kleinteile im Modellbau
MaterialPlexiglas, Acrylglas
Anwendungsart:2D & 3D Fräsen
Verwendete Maschine & Zubehör:High-Z/T Fräse, Kunststoff Fräser
Verwendete Software:ConstruCAM 3D

Plexiglas fräsen: Tipps, wie es etwas wird


Plexiglas fräsen ohne Kühlung

Der Gau beim Plexiglas fräsen mit einer CNC Fräse ist immer ein zu heiß werdendes Werkzeug, dass das Material über seinen Schmelzpunkt hinaus erhitzt. Das Plexiglas schmilzt und verklebt die Schneiden des Werkzeugs. Werkzeugbruch ist beim Fräsen die Folge.

Bei der richtigen Wahl von Fräser, Drehzahl, Vorschub und Zustellung ist eine Kühlung jedoch nicht zwingend notwendig. Folgende Daten haben sich nach mehreren Versuchen als zuverlässig erwiesen:

  • Kunststofffräser, Einschneider 2mm
  • Drehzahl 12.000 – 14.000 U/min
  • Vorschubgeschwindigkeit 11 – 20 mm/sec
  • Zustellungstiefe 0,25 – 1,0 mm pro Bearbeitungsschritt ( 5-10 mm sind natürlich möglich, erfordern aber eine Wasserkühlung am Fräser )

Der Trick der kleineren Zustelltiefe

Der Trick, ein sauberes Fräsergebnis ohne Kühlung zu erreichen, besteht  darin, das Plexiglas in mehreren Zustellungen von 1,0 mm – 4mm zu fräsen. Eine geringe Zustellungstiefe sowie mehrere Durchgänge verhindern, dass der Fräser zu heiß wird und das Plexiglas schmilzt. Weitere Vorteile sind kleine Späne sowie eine saubere Spanabführung. Schauen sie sich etliche Videos zur Bearbeitung verschiedenster Materialien auf YouTube von uns an.

Plexiglas fräsen mit Wasser – Kühlung

Mit einer Sprühnebelkühlung geht man beim Plexiglas fräsen auf Nummer sicher. Sie verhindert, dass das Material aufgrund der Hitzeentwicklung am Fräser schmilzt oder sich braun verfärbt. Die Kühlung erhöht ebenfalls die Standzeit des Fräsers. Insbesondere, wenn man bei der Grobbearbeitung, beim Vorschruppen, Zeit einsparen möchte, indem man Drehzahl, Voschub und Zustellungstiefe erhöht, ist eine Kühlung dringend zu empfehlen. Oft versautes Plexiglas oder häufige Werkzeugbrüche tun mehr weh in der Geldtasche als der Einsatz einer professionellen Sprühnebelkühlung.

Die Befürchtung, die Flüssigkeitskühlung ist eine Sauerei im Bezug auf die Verunreinigung der Maschine ist bei einer professionellen Sprühnebelkühlung unbegründet. Diese erzeugt beim Fräsen einen feinen Sprühnebel. Die eingesetzte Wassermenge ist dabei sehr gering.

Kühlung von Plexiglas mit Luft

Ebenso kann auch die Kühlung mit einem leichten Luftstrom bereits einfach und effizient Abhilfe schaffen. Probieren Sie es einfach aus. Einen kleinen Kompressor und eine Düse, die direkt auf den Fräser, am besten auf die Spitze ausgerichtet ist, hilft ebenfalls schon, die Erhitzung des Fräswerkzeuges effizient zu vermindern. Natürlich sollte man hierbei nur einen ganz geringen Luftdruck wählen um die Späne nicht durch die ganze Werkstatt zu pusten.

Gefärbtes Plexiglas ist ebenfalls ganz einfach zu fräsen

Plexiglas fräsen mit Sprühnebelkühlung

Plexiglas fräsen ganz einfach

Plexiglastastatur mit Kühlung gefräst

Plexiglas fräsen - Hier ein gefrästes Schild

Sauberes Ergebnis bei Plexiglasbearbeitung mit Kühlung

Unterschiedliche Plexiglassorten – Achtung

Nur ganz wenige Plexiglassorten sind ohne Kühlung zu bearbeiten. Und – Plexiglas ist nicht gleich Plexiglas! Sparen Sie nicht am falschen Ende! Das billigste Plexiglas lässt sich meistens auch am schlechtesten fräsen! Nutzen Sie beispielsweise die Sorten von BASF und anderen namhaften Herstellern. Sie werden überrascht sein über die unterschiedlichen Ergebnisse trotz des angeblich identischen Materials!

Polierfräser für meisterhafte Ergebnisse

Wir bieten spezielle Polierfräser für das Plexiglas fräsen an. Diese sind für manche Fräsarbeiten unentbehrlich wenn es darum geht, eine Fräskante wie poliert zu erhalten. Diese Fräser sind nicht wirklich preiswert, besitzen aber aufgrund Ihrer sehr scharfen Schneiden eine hohe Standzeit und bringen unfassbar gute Ergebnisse ans Tageslicht.

Plexiglas fräsen und gravieren

Häufig beschränkt sich die Plexiglasbearbeitung nicht nur darauf, Formen aus einer Plexiglasplatte auszuschneiden. Es sollen zusätzlich Schriften eingraviert werden. Bei der Plexiglasgravur kommen neben Fräsern auch Gravierstichel zum Einsatz. Der Zerspanungsprozess unterscheidet sich beim gravieren und fräsen in Plexiglas nicht wesentlich. Deshalb können Sie unsere Tipps auch bei der Plexiglasgravur anwenden.

Anwendungsbereiche der Plexiglasbearbeitung


Funktionalität und Optik bei der Plexiglasbearbeitung

Bei der Plexiglasbearbeitung, insbesondere beim Plexiglas fräsen, gehen Funktionalität und Optik häufig einher. Das beste Beispiel für dieses Zusammenspiel sind Hausnummernschilder aus Plexiglas, die für Besucher die genaue Adresse anzeigen (Funktionalität) und darüber hinaus auch schön anzusehen sein sollen (Optik).

Einsatz von Plexiglasscheiben im CNC Modellbau

Aber auch in anderen Bereichen der Plexiglasbearbeitung sind diese beiden Aspekte von großer Bedeutung wie zum Beispiel im CNC Modellbau beim Anfertigen von Plexiglasscheiben für Architekturmodelle. Die Plexiglasscheiben an den Miniaturen sollen Glasscheiben in wahren Leben repräsentieren. Plexiglas wird statt Glas im Architekturmodellbau verwendet, weil es ebenso transparent hergestellt werden kann, es viel leichter zu bearbeiten ist und weil es  weniger Gewicht hat.

Im Modellbau kommen Plexiglas und Holz oft zur Anwendung

Plexiglasscheiben als Fenster

Fenster aus Plexiglas gefräst für den Architekturmodellbau

Bahnhofshalle mit Plexiglasscheiben

Plexiglas fräsen im professionellen Modellbau

Architekturmodell mit Plexiglasscheiben

Plexiglas – Was ist das eigentlich?


Materialeigenschaften

Das Material wird auch Acrylglas genannt und ist im Vergleich zum echten Glas viel stabiler, flexibler und durch letztgenannte Eigenschaft auch bruchsicherer. Es handelt sich also um einen glasähnlichen Kunststoff. Wichtig zu erwähnen ist, das es sich wesentlich leichter mechanisch bearbeiten lässt als Glas und zudem auch günstiger ist. Die meisten Sorten dieses Kunststoffes sind UV stabil und auch lichtdurchlässig oder transluzent, je nach Anbieter und Sorte. Zudem ist Acrylglas sehr pflegeleicht, bis zu einem gewissen Grad hitzebeständig und sogar frostsicher.

Der Fachbegriff für diesen Werkstoff

Der Fachbegriff für entweder PMMA oder MMA, wobei die Begriffe dann auch schon auf die Art der Verarbeitung hinweisen. Dazu gleich mehr. Es gehört zu den Thermoplasten und wird dem entsprechend auch unter Hitzeeinwirkung hergestellt. Kunststoffgranulat wird erhitzt und dann in die entsprechende Form gebracht. Dabei unterscheidet man zwei maßgeblich unterschiedliche Verfahren:

Gussverfahren zur Herstellung von GS Platten

Bei dem Gussverfahren von Plexiglas wird eine Platte hergestellt, die sich dann GS-Platte nennt. Dabei wird eine Kammer, die typischerweise aus zwei Glasplatten und einem rundum verlaufenden Dichtprofil besteht, mit dem flüssigen Monomer MMA befüllt und im Anschluss wieder abgekühlt. Das Dichtprofil ist hierbei für die Stärke der zu gießenden Platte verantwortlich. Durch die Struktur der verwendeten Glasscheibe entsteht die Struktur in der Acrylglasscheibe. Diese sind mattiert oder ornamentiert zu bekommen.

Extrusion zur Herstellung von XT Platten

Platten mit der Bezeichnung XT werden völlig anders hergestellt, durch das Extrusionsverfahren! Dabei wird Acrylglasgranulat zu einer zähflüssigen Masse in einer mehrgängigen Extruderschnecke erhitzt und stetig soweit höher komprimiert, bis es durch eine Düse austritt und im Prozess der Abkühlung durch ein Walzwerk auf die erforderliche Breite und Stärke ausgewalzt wird, quasi wie bei Muttern zu Hause beim Teig herstellen ;-)

Dabei bestimmen die eingefrästen Muster auf einer der Walzen die Oberflächenstruktur. Übrigens werden in diesem Verfahren auch alle Stegplatten und Wellplatten hergestellt.

Möglichkeiten der Bearbeitung


Acrylglas Bohren

Für das Bohren von Acrylglas sollte der Bohrer einen speziellen Schliff bekommen. Nichts wildes. Jeder Heimwerker mit einem kleinen Schleifbock kann das selber erledigen. Wie auch Messing ist Plexiglas sehr kurzspanbrüchig und hart. Daher sollte die Schneide nicht scharf sein und schneiden, sondern eher schaben. Schleifen sie hierzu einfach den Bohrer an der kompletten Schneidenkante ein wenig flach um den Spanwinkel auf fast Null zu reduzieren. So kann sich der Bohrer nicht mehr schlagartig in das Material „eingraben“ und sie erhalten eine saubere Bohrung.

Fräsen von Plexiglas

Zum Plexiglas fräsen benutzt man sinnvollerweise einen Fräser, der für dieses Material besonders ausgelegt ist. Wir bieten hierzu einige spezielle Fräser an. Diese haben teilweise ganz spezielle Geometrien und sogar polierte Nuten, um die warmen Späne besser abführen zu können. Kurz um: Ein billiges Werkzeug wird meistens nicht zum gewünschten Ergebnis beim Plexiglas fräsen führen!

Weiter oben auf dieser Seite sind auch zur Kühlung ein paar Worte verloren worden. Bitte um Nachsicht wenn wir das hier nicht noch einmal aufführen.

Kleben mit Polymerisationsklebstoff oder physikalisch härtende Kleber

Zum Kleben von Plexiglas sind mittlerweile etliche Klebstoffe geeignet. Wie sie hier vorgehen sollten, erklären wir kurz. Kurz zu nennen ist hier zum einen ein Klebstoff, der das zu klebende Material nicht anlöst: Der Polymerisationsklebstoff. Dieser härtet unter Lichteinstrahlung in Form von Tageslicht und UV Lampe aus. Je höher der UV Anteil, umso schneller die Aushärtung.

Dann gibt es da noch Klebstoffe, die die Oberfläche des zu klebenden Materiales leicht anlösen. Vorteil dieser Kleber ist ganz klar, das auch schmale Kanten und dünne Plattenmaterialien miteinander sicher und bombenfest verklebt werden können. Dieser Klebstoff kann übrigens auch für farbiges XT Material genutzt werden.

Plexiglas mit anderen Materialien verkleben

Um Acrylglas, egal welcher Herstellungsart und Weise, mit anderen Werkstoffen zu verkleben, bedarf es einem elastischen Klebstoff wie beispielsweise Silikon oder einem Klebstoff, der zumindest auf einer Silikonbasis beruht.

Gesundheit beim Kleben nicht vergessen

Bitte seien Sie behutsam im Umhang mit Klebern. Gerade bei den anlösenden Klebemitteln sollte auf einen Atemschutz nicht verzichtet werden. Dazu am besten einen Atemschutz in Form einer Atemschutzmaske mit der Schutzklasse FFP3 nutzen!

Polieren und Glätten von PMMA

Hier sind verschiedenste Verfahren zu nennen. Die wichtigsten sind im Einzelnen:

  • Flammpolieren – Schwierig
  • Diamantpolieren – Einfach
  • Polieren mit einer speziellen Polierpaste – sehr einfach
  • Polieren mit Wachs und einem Filzband – einfach