Резак для пенопласта (выжигатель)

Методики расчета

По сопротивлению

Давайте разберемся как рассчитать длину нихромовой проволоки по мощности и сопротивлению. Расчёт начинается с определения требуемой мощности. Представим, что, нам нужна нить из нихрома для паяльника малых размеров мощностью в 10 Ватт, который будет работать от блока питания на 12В. Для этого у нас есть проволока диаметром 0.12 мм.

Простейший расчет длины нихрома по мощности без учета нагрева выполняется так:

Определим силу тока:

P=UI

I=P/U=10/12=0,83 A

Расчет сопротивления нихромовой проволоки проводим по закону Ома:

R=U/I=12/0,83=14,5 Ома

Длина проволоки равна:

l=SR/ρ,

где S – площадь поперечного сечения, ρ – удельное сопротивление.

Или по такой формуле:

l= (Rπd2)/4ρ

Но сначала нужно рассчитать удельное сопротивление для нихромовой проволоки диаметром 0.12мм. Оно зависит от диаметра – чем он больше, тем меньше сопротивление.

L=(14.5*3,14*0.12^2)/4*1,1=0,149м=14,9см

Тоже самое можно взять из ГОСТ 12766.1-90 табл. 8, где указана величина в 95.6 Ом/м, если по ней пересчитать, то получится почти тоже самое:

L=R_треб/R_табл=14,4/95,6=0,151м=15,1см

Для нагревателя мощностью 10 ватт, который питается от 12В, нужно 15.1см.

Если вам нужно выполнить расчет числа витков спирали, чтобы её свить из нихромовой проволоки такой длины, то используйте следующие формулы:

Длина одного витка:

l₁=π(D+d/2),

Количество витков:

N=L/(π(D+d/2)),

где L и d – длина и диаметр проволоки, D – диаметр стержня на котором будут мотать спираль.

Допустим мы будем мотать нихромовую проволоку на стержень диаметром 3 мм, тогда расчеты проводим в миллиметрах:

N=151/(3,14(3+0,12/2))=15,71 витков

Но при этом нужно учитывать, способен ли вообще нихром такого сечения выдержать этот ток. Подробные таблицы для определения максимального допустимого тока при определенной температуре для конкретных сечений приведены ниже. Простыми словами – вы определяете, до скольки градусов должна греться проволока и выбираете её сечение для расчётного тока.

Также учтите, что если нагреватель находится внутри жидкости, то ток можно увеличить в 1.2-1.5 раз, а если в замкнутом пространстве, то наоборот – уменьшить.

По температуре

Проблема приведенного выше расчёта в том, что мы считаем сопротивление холодной спирали по диаметру нихромовой нити и её длине. Но оно зависит от температуры, при этом же нужно учитывать при каких условиях получится её достичь. Если для резки пенопласта или для обогревателя такой расчет еще применим, то для муфельной печи он будет слишком грубым.

Приведем пример расчетов нихрома для печи.

Сначала определяют её объём, допустим 50 литров, далее определяют мощность, для этого есть эмпирическое правило:

• до 50 литров – 100Вт/л;
• 100-500 литров – 50-70 Вт/л.

Тогда в нашем случае:

P=P_эмп*V=50*100=5 кВт.

Дальше считаем силу тока и сопротивление:

Для 220В:

I=5000/220=22.7 Ампера

R=220/22.7=9,7 Ом

Для 380В при подключении спиралей звездой, расчет будет следующим.

Делим мощность на 3 фазы:

Pф=5/3=1,66 кВт на фазу

При подключении звездой, к каждой ветви прикладывается 220В (фазное напряжение, может отличаться в зависимости от вашей электроустановки), тогда ток:

I=1660/220=7.54 А

Сопротивление:

R=220/7.54=29.1 Ом

Для соединения треугольником рассчитываем по линейному напряжению 380В:

I=1660/380=4.36 А

R=380/4.36=87.1 Ом

Для определения диаметра учитывают удельную поверхностную мощность нагревателя. Рассчитаем длину, удельные сопротивления берем с табл. 8. ГОСТ 12766.1-90, но прежде определим диаметр.

Для расчета удельной поверхностной мощности печи используют формулу.

Bэф (зависит от теплопринимающей поверхности) и a (коэф. Эффективности излучения) – выбираются по следующим таблицам.

Итак, для нагрева печи до 1000 градусов, возьмём температуру спирали в 1100 градусов, тогда по таблице подбора В_эф выбираем значение в 4,3 Вт/см2, а по таблице подбора коэффициента а – 0,2.

В_доп=В_эф*а=4,3*0.2= 0,86 Вт/см2 =0.86*10^4 Вт/м2

Диаметр определяют по формуле:

р_т – удельное сопротивление материала нагревателя при заданной t, определяется по ГОСТ 12766.1, таблица 9 (приведена ниже).

Для нихрома Х80Н20 – 1,025

р_т=р₂₀*р₁₀₀₀=1.13*10^6*1.025=1.15*10^6 Ом/мм

Тогда для подключения к трёхфазной сети по схеме «Звезда»:

d=1,23 мм

Длина рассчитывается по формуле:

L=42м

Проверим значения:

L=R/(p*k)=29.1/(0.82*1.033)=34м

Значения отличаются из-за высокой температуры спирали, проверка не учитывает ряда факторов. Поэтому примем за длину 1 спирали – 42м, тогда для трёх спиралей нужно 126 метров нихрома 1,3 мм.

Устройство для резки пенопласта своими руками

Пенопласт резать можно не только с помощью нихромовой нити, но и пластины из металла. За основу следует брать обычный паяльник с мощностью в 60 Вт. Его потребуется реконструировать – вместо жала разместить пластину ножа. В качестве основного материала используется также термоплавкий синтетик.

Деревянную ножку нужно дополнительно оборудовать опорными ножками. Предварительно в доске следует сделать щель и поместить в нее нож. Дополнительно устройство следует оборудовать стойкой с кронштейнами

Немаловажное значение играет предохранительный экран, который в дальнейшем будет защищать человека от ожогов

В процессе резки термонож необходимо располагать под углом к поверхности. Лезвие затачивается также сразу с двух сторон. Предварительно следует отточить свои навыки на ненужных обрезках материала. В таком случае гарантированно будет получена ровная и красивая поверхность.

Классификация станков

Конструктивные особенности агрегатов не отличаются друг от друга. В каждом из них резка происходит за счет накаленной проволоки, закреплённой в определенном положении. Некоторые из модификаций имеют до шести регулируемых струн, это позволяет производить более массовые работы. Станки для резки пенопласта могут быть с поворотным столом, стационарно закрепленным режущим элементом.

Варианты станков для резки пенопласта

Аппараты делятся на несколько категорий:

• оборудование с программным управлением, позволяющей вырезать фигуры повышенной сложности;
• портативные режущие элементы;
• поперечные или горизонтальные типы резки.

Самые сложные станки по конструкции позволяют производить работу сразу над несколькими плоскостями изделия. Производительность аппаратов для резки пенопласта рассчитана на промышленные цели, за один подход некоторые модели могут обрабатывать свыше 10 метров.

Поэтапное изготовление терморезака из подручных средств

Обработка пенопласта

При изготовлении электрических инструментов для резки пенопласта можно использовать самые разные элементы и приспособления. Например, термонож можно сделать из паяльника, выжигателя и/или старого (ненужного) лобзика. Рассмотрим пять основных шагов, необходимых для этого:

Сперва нужно сделать втулку — основной и сложный, по своему строению, элемент. Взятую пластину нужно согнуть и выточить, после чего аккуратно просверлить отверстие, в которое будет вставлена нить.
После этого нужно удалить провод, ведущий к отверстию, а после — найти подходящие разъемы и аккуратно припаять их в область разрыва

Важно, чтобы все дальнейшие работы с помощью готового резака проводились с изолированными проводами.
После — подключаем терморезак. Старый лобзик необходимо распилить на две части

В верхнюю его часть устанавливаем на винты пластину-лапку, которую нужно было подготовить заранее. А с помощью саморезов нижнюю часть соединяем с основанием.
Вставляем втулку в лапку. Отмечаем точку под отверстием втулки из отверстия по угольнику (либо по отвесу). Делаем отверстие в основании диаметром 5 мм.
Расправляем нихромовый провод. Сперва включаем на всю мощность выжигатель и его проводами касаемся нихромового провода. При этом важно, чтобы расстояние между проводами равнялось высоте прибора. При этом, если прибор гудит или издает странные звуки, а нить не нагревается (это является следствием недостаточного сопротивления), то следует найти проволоку меньшей толщины.

Что такое резак для пенопласта?

Резак для пенопласта — специальное приспособление, которое позволяет придавать определенную форму и габариты будущим изделиям из данного материала. Инструмент полезен тем, что резка пенопласта осуществляется без лишних усилий со стороны человека, что исключает какие-либо неровности и шероховатости на его поверхности. При этом не потребуется поиск и приобретение специального пенопласта, поскольку подойдет пенопласт от любой бытовой техники (холодильник, телевизор, стиральная машинка), с которой поставляется в подавляющем большинстве случаев.

Профессиональное оборудование

Чтобы вырезать деталь нужной формы и размера будет достаточно расчертить на его поверхности, используя стандартные канцелярские принадлежности, места для выреза и отверстий. При этом стоит понять одну простую истину: если работа с пенопластом осуществляется в регулярно, то в таком случае будет желательно приобрести промышленное оборудование для резки. Во всех остальных случаях — подойдет самодельное приспособление.

Резак с металлической пластиной

Существует резак для пенопласта, в конструкции которого применяется медная пластина. Для создания этого оборудования можно переделать паяльник. Подойдет оборудование мощностью 60 Вт. Из прибора вынимают нагревательный элемент. Вместо него сюда устанавливают пластину.

Одну сторону медной заготовки нужно подточить. Это позволит создавать разрез большей точности. Угол заточки не стоит делать слишком большим. Раскрой будет выполняться при помощи нагрева. Чтобы подобрать его требуемый уровень, придется поэкспериментировать на пробном куске пенопласта.

Этот способ также применяется мастерами различного уровня квалификации и профиля. При необходимости медную пластину можно заменить стальной заготовкой. Этот вариант потребует больше усилий при выполнении заточки. Зато при помощи такого инструмента можно резать и более плотные полимерные материалы.

Этапы создания

Поскольку линейная резка самая распространенная, давайте рассмотрим именно этот вариант подробнее:

1. Режущая часть. Для этого понадобится проволока из нихрома, приблизительно спираль с диаметром в 0,6 мм. Ей можно взять от старых электроплиты или иных нагревательных электроприборов. Длина такой проволоки должна составить 14 см (ее сопротивление будет составлять 2 ом).
2. Применение трансформатора. Чтобы все было верно, первым делом надо произвести расчет напряжения и тока для нагрева режущей части. Выполнить это можно, используя формулу – закон Ома I=U/R. Таким образом, можно определиться с мощностью трансформатора питания.
3. Изготовление резака. Основу можно выполнить из какого-либо металла, но его длина должна быть не менее 11 см. Дальше в торец надо прикрепить изолятор — пластинку текстолита. А теперь по краям пластины закрепить контактные группы, их можно изъять из электророзетки. Именно в эти контакты можно будет закреплять спирали с разной формой.
4. Как работает резак. После того, как резак будет включен в сеть, его спираль будет нагреваться и станет слегка красноватого цвета. Именно это и имеет значение, так как подогретый резак даст возможность легко и быстро порезать пенопласт, который при этом не будет шелушиться.

Важно знать: получив такой прибор, уже за три минуты можно будет вырезать необходимую форму из листа пенопласта.

В обязательном порядке соблюдайте все правила безопасности, чтобы не травмировать себя и окружающих. Ведь мощности резака достаточно, чтобы повредить какую-либо часть тела при работе. А подключение к электричеству еще больше увеличивает риск травмирования.

Нож по финским мотивам

Видео я смотреть не переставал, денег, чтобы идти в какую нить кузню, получить мастер-класс и сковать что нибудь приличное, я пожлобил, конечно, поэтому, все таки, зашел в магазин, что называется тремя словами (ножевой, клуб, московский) и купил там маленький финский клиночек. Вот такой.

Мне же нужно было что-то, приближенное к этому варианту.

Только, еще тоньше и аккуратнее, так как клинок достаточно мал.

В этом вашем ютюбе, конечно, работа на гриндере выглядит легко и просто. Человек непринужденно крутит у ленты заготовку и там получаются олени, люстры и синхрофазотроны. На практике же я понял, что пиждес. Чуть пережал, немного задержался и все. Яма, скос, который никак не исправить, кроме, как стачивать под него все остальное. Обдирал я, обдирал, аж добрался в одном месте до эпоксидки( Выматерился и понял, что хватит, наверное.

Укорачивать я, конечно, хотел, да не настолько. Завыл я волком, забогохульствовал и ударил рукой себе по голове, ибо меня предупреждали. Но потом примерил и понял, что под женскую руку пойдет. Чай, не мир переворачивать, рычаг шибко большой не нужен.

После долгой шлифовки наждачкой разных гритностей и обработки датским маслом, получил такой результат. Очень надеюсь, что дальше ничего не отломится(

Спасибо за внимание, всеми удачи в начинаниях!)

Источник

Поэтапное изготовление терморезака

1. 1. Втулка. Изначально нужно сделать основное и самое сложное – втулку. Итак, для этого пластину надо изогнуть, выточить. Дальше во втулке надо проделать отверстие, туда будет в дальнейшем вставлена нить.
   2. Выжигатель. Нужно отрезать провод, который ведет к отверстию, и взять подходящие разъемы, потом припаять в место разрыва.

Обратите внимание:
такие участки в обязательном порядке необходимо изолировать

После того, как все выполнено можно подключить терморезак.
Старый лобзик распилить пополам. В верхнюю часть надо прикрепить заблаговременно подготовленную пластину-лапку на винты

А вот низ крепим к основанию, используя саморезы.

Вставить втулку в лапку.
Теперь с особым вниманием надо из отверстия по отвесу, либо угольнику, отметить точку под отверстием втулки. Далее сверлим отверстие в основании. Диаметр отверстия в основании должен составлять около 5 мм

Диаметр отверстия в основании должен составлять около 5 мм.

Терморезка.
Итак, когда все готово, надо расправить нихромовый провод. Для этого вам стоит включить на всю мощность выжигатель и проводами от него коснуться нихромки. Все нужно сделать таким образом, чтобы между проводками осталось расстояние, равное высоте устройства. Если нить не нагревается, но при этом выжигатель начинает гудеть, найдите более тонкую проволоку. Это необходимо, потому что у выбранной вами недостаточное сопротивление.

Возьмите на заметку: нихром должен быть горячий, но не должен нагреваться до красна. Если струна стала красного цвета, необходимо уменьшить посредством регулятора ее нагрев. В том случае, если нихром красный даже на минимуме, то выше пружинки на 5-10-15 см нихромовой проволоки стоит оставить компенсатор. И только после этого можно подцеплять контакт.

1. Работа прибора. С предварительно установленной направляющей вам нужно нарезать плашки из пенопласта заданной толщины, также вы можете сделать форму фигурной.

Применение

Если вы делаете ремонт или занимаетесь резкой по дереву, или вам нужно порезать кусок фанеры, то вам очень пригодится электрорезак, который к тому же можно использовать даже для порезки плотной ткани.

Если вы думаете, что для всех вышеперечисленных действий вам достаточно будет применить термонож, либо хватит ножовки, то вы ошибаетесь.

Ведь ножовка не сделает края ровными и не рваными, как выходит в случае с резаком.

Пенопласт — универсальный и распространенный материал, который обладает большим количеством полезных свойств. Например, его прекрасные теплоизоляционные свойства известны многим (особенно это касается работников строительных специальностей), что вкупе с доступностью и экологичностью, делает этот материал фактически безальтернативным и незаменимым.

Пенопласт поставляется в виде стандартных заготовок — крупногабаритных плит. По этой причине термонож для пенопласта является необходимым инструментом, поскольку ручная обработка пенопласта — в подавляющем большинстве случаев грозит нарушением структуры материала, что в корне нежелательно.

Специализированные станки и цены на них

Изготовленные станки поставляются на массовые производства. Существуют модификации с шестью режущими элементами, что позволяет быстро разрезать большой объем пенопласта за один прогон. Лазерные станки выполняют работы в архитектурных целях, способны вырезать различные формы, материалы по толщине.

Специализированный станок для резки пенопластин

Станки имеют отличные характеристики, могут иметь функции одновременной обработки многих элементов, обладают высокой производительностью. Цена на устройства высока, необходимо точно знать, в каких целях используется резак.

Фрп 01

Простая конструкция позволяет модифицировать устройство под различные формы и размеры заготовок пенопласта. Приспособления для резки пенопласта различного типа позволяют проводить ряд действий. Реализована возможность обреза погонных деталей, фигурных элементов, плит утепления и вывесок.

Резка выполняется станком посредством подключения к ЧПУ. Программа резки поставляется в комплекте, имеет различные настройки

Цена такого устройства начинается от 110 тысяч рублей, важно проверь перед покупкой функционал, надежность конструкции

Срп «Контур»

Существуют модификации станков для производства элементов различной формы. Станок для резки пенополистирола управляется в ручную, имеет простую конструкцию, богатый функционал. Потребляемая мощность не высока, составляющие детали разборные, что позволяет не беспокоится за транспортировку.

Стоимость оборудования начинается от 40 тысяч рублей. Основное отличие рыночных моделей от изготовленных вручную, это проведенные испытания на безопасность, надёжность деталей.

Особенности работы

Изучая, как самому сделать ручной резак по пенопласту, необходимо также рассмотреть особенности функционирования подобного оборудования. Как уже было сказано выше, такой инструмент имеет струну. Она нагревается и расплавляет поверхность пенопласта.

Подобный материал достаточно плохо реагирует на нагрев

Поэтому важно выдерживать технологию проведения всего процесса. Раскрой при помощи раскаленной нити выполняется быстро

Это позволяет добиться высокого качества разреза.

Проверить уровень нагрева струны просто. Для этого на пробном куске пенопласта проводят тест. Если при погружении нити, на ней остаются длинные куски материала, она еще недостаточно разогрелась. Если же на струне вообще нет пенопласта, значит, температура слишком высока. В этом случае придется немного остудить инструмент. При правильном нагреве получается выполнять быстрый, точный раскрой.

Самодельные приспособления для резки пенопласта

Пенопласт – легкий, технологичный и долговечный материал, обладающий к тому же низкой теплопроводностью, является находкой для строителя или домашнего мастера.

Его можно использовать не только в качестве утеплителя, но и как конструкционный материал для формирования самых различных моделей, заготовок, форм и т.д.

Но выпускается пенопласт в виде довольно крупных блоков, при резке которых ножом или пилой материал крошится вследствие разрушения его структуры.

Рисунок 1 – Схема регулируемого источника питания.

Электрический резак для пенопласта, рабочий элемент которого обычно представляет собой нихромовую проволоку, нагретую до температуры в несколько сот градусов, режет пенопласт аккуратно, ровно и без крошек. Происходит это потому, что при контакте с нагретой проволокой пенопласт мгновенно плавится, образуя прочный спекшийся срез.

В этой статье можно познакомиться с конструкциями самодельных резаков для пенопласта самого различного назначения.

Блок питания для самодельных терморезаков

Рисунок 2 – Схема резака, позволяющего нарезать плоские листы из блока пенопласта.

Мощность, рассеиваемая на нихромовой проволоке при данной температуре нагрева, зависит от ее длины и площади поперечного сечения. Лучше, если проволока будет достаточно тонкой (0,1-0,2 мм).

Ее сопротивление в холодном состоянии порядка нескольких ом. Рабочая температура соответствует началу покраснения проволоки.

При длине проволоки 50 см на ней рассеивается около 50 Вт мощности при токе порядка 5 А.

Если резак для пенопласта используется лишь эпизодически, можно использовать в качестве источника тока батарею аккумуляторов. Иногда это даже удобнее, а с точки зрения безопасности лучше, чем использование сетевого источника питания. Накал нити можно регулировать, меняя число аккумуляторов, включенных последовательно.

Но при систематической работе с резаками универсальный сетевой источник питания предпочтительнее. Такой источник нетрудно изготовить своими руками. Его основа – понижающий трансформатор, рассчитанный на мощность не ниже 100 Вт, имеющий вторичную обмотку, рассчитанную на напряжение 15 В. Диаметр провода, которым она намотана, должен быть не менее 1,5 мм.

Для плавного изменения силы тока можно, конечно, применить подходящий реостат или изготовить вторичную обмотку с отводами и поставить переключатель.

Но самый удобный вариант – применение автотрансформатора с плавной регулировкой выходного напряжения (ЛАТРа), к выходу которого подключается понижающий трансформатор.

Схема такого регулируемого источника питания приведена на рис. 1. Здесь Т1 – ЛАТР, а Т2 – понижающий трансформатор.

Выбор изображения

Первое требование – рисунок должен быть с ярко выраженным контуром. На различных тематических сайтах таких работ очень много, определитесь с выбором и распечатайте тот эскиз, что вам понравится больше

Будет это обычный узор, простой пейзаж или натюрморт, а может быть – сюжетная сцена, не так важно. Безусловно, начинать нужно с работ попроще, постепенно усложняя рисунки и оттачивая мастерство

Виды пирографии (относительно изображений):

Негативная пирография. Она показывает рисунок, который окружает выжженная поверхность. Сам рисунок выделяется светлым четким рельефом в темном обрамлении. Добиться такого результата можно с помощью добавления фона или удаления картинки.

Контурное выжигание. Условно самый простой вид выжигания, которым и занимаются дети-пирографисты

Но не важно, сколько вам лет, учиться можно в любом возрасте. Начните осваивать контурное выжигание, впоследствии научитесь выполнять работы с рельефом, фоном, комбинированные и т.д

На поверхность рисунок переводится с помощью копировальной бумаги, мелкие детали, линии нуждаются в тщательной прорисовке. Самые простые рисунки выжигаются равномерно, но есть работы, где в силу вступают законы светотени. Достичь интересных переходов тона можно нанесением светлых штрихов при снижении температуры либо уменьшении времени прожигания.

Применение

Если вы делаете ремонт или занимаетесь резкой по дереву, или вам нужно порезать кусок фанеры, то вам очень пригодится электрорезак, который к тому же можно использовать даже для порезки плотной ткани.

Если вы думаете, что для всех вышеперечисленных действий вам достаточно будет применить термонож, либо хватит ножовки, то вы ошибаетесь.

Ведь ножовка не сделает края ровными и не рваными, как выходит в случае с резаком.

Пробовали резать пенопласт обычным ножом? Не получается, так как материал крошится. Я расскажу, как сделать резак для пенопласта своими руками, а также предложу три простые инструкции пошаговой сборки резаков для пенопласта и пластика.

Резак для линейного раскроя

Линейный резак для пенопласта своими руками
позволит создавать блоки из материала требуемых габаритов. Это значительно ускоряет работу мастера. При необходимости этим инструментом можно вырезать в пенопласте круги, треугольники или квадраты.

На поверхности стола вертикально устанавливаются две стойки. К ним крепят два изолятора. Между ними натягивается нихромовая нить. Этот сплав быстро нагревается, обеспечивая достаточную температуру для резки. Через одну из стоек пропускают свободно свисающий груз. К нити подсоединяют контакты от трансформатора.

Проходя по ток станет ее нагревать. Она будет натянутой все время благодаря свисающему с одной стороны грузу. Это необходимо, так как струна при нагреве может провисать. При желании конструкцию можно доработать, добавив в нее вместо груза пружину. Однако первоначальный вариант проще в исполнении.