Резка пенопласта нихромовой проволокой своими руками

Самодельный станок для резки пенопласта – электрическая схема

Тепло и звукоизоляционные строительные материалы на рынке представлены в широком ассортименте, это вспененный полиэтилен, минеральная и базальтовая вата и многие другие. Но самым распространенным для утепления и звукоизоляции является экструдированный пенополистирол и пенопласт, благодаря высоким физико-химическим свойствам, простоте монтажа, малому весу и низкой стоимости. Пенопласт имеет низкий коэффициент теплопроводности, высокий коэффициент звукопоглощения, устойчив к воздействию воды, слабых кислот, щелочей. Пенопласт устойчив к воздействию температуры окружающей среды, от минимально возможной до 90˚С. Даже через десятки лет пенопласт не меняет своих физико-химических свойств. Пенопласт также обладает достаточной механической прочностью.

Пенопласт обладает еще очень важными свойствами, это пожароустойчивость (при воздействии огня пенопласт не тлеет как древесина), экологическая чистота (так как пенопласт сделан из стирола, то в таре из него можно хранить даже пищевые продукты). На пенопласте не возникают грибки и очаги бактерий. Практически идеальный материал для утепления и звукоизоляции при строительстве и ремонте домов, квартир, гаражей, и даже упаковки для хранения продуктов питания.

В магазинах строительных материалов пенопласт продается в виде пластин разной толщины и размеров. При ремонте зачастую нужны листы пенопласта разной толщины. При наличии электрического резака пенопласта всегда можно нарезать из толстой пластины листы нужной толщины. Станок также позволяет фигурную пенопластовую упаковку от бытовой техники превратить в пластины, как на фотографии выше, и успешно разрезать толстые листы поролона для ремонта мебели.

Как легко режется пенопласт на самодельном станке, наглядно демонстрирует видео ролик.

При желании сделать резак для пенопласта и поролона многих останавливает сложность выбора источника питания для разогрева нихромовой струны до нужной температуры. Вопросу выбора нихромовой струны и подбора источника питания для ее разогрева посвящена эта статья.

Внимание! При резке пенопласта выделяется стирол, этилбензол и другие токсичные газы. Поэтому резку пенопласта и поролона допускается производить только под вытяжкой или на открытом воздухе.

Конструкция станка

Основанием приспособления для резки пенопласта послужил лист ДСП (древесно-стружечной плиты). Размер плиты нужно брать исходя из ширины пластин пенопласта, которые планируется разрезать. Я использовал дверку от мебели размером 40×60 см. При таком размере основания можно будет разрезать пластины пенопласта шириной до 50 см. Основание можно сделать из листа фанеры, широкой доски, закрепить струну резки непосредственно на рабочем столе или верстаке.

Натягивать нихромовую струну между двумя гвоздями предел лени домашнего мастера, поэтому я реализовал простейшую конструкцию, обеспечивающую надежную фиксацию и плавную регулировку высоты расположения струны в процессе резки над поверхностью основания станка.

Крепятся концы нихромовой проволоки за пружины, одетые на винты М4. Сами винты закручены в металлические стойки, запрессованные в основание станка. При толщине основания 18 мм, я подобрал металлическую стойку длиной 28 мм, из расчета, чтобы при полном вкручивании винт не выходил за пределы нижней стороны основания, а при максимально выкрученном состоянии обеспечивал толщину нарезки пенопласта 50 мм. Если потребуется нарезать листы пенопласта или поролона большей толщины, то достаточно будет заменить винты более длинными.

Чтобы запрессовать стойку в основание, сначала в нем просверливается отверстие, диаметром на 0,5 мм меньше, чем внешний диаметр стойки. Для того, чтобы стойки легко можно было забить молотком в основание, острые кромки с торцов были сняты на наждачной колонке.

Прежде, чем закручивать в стойку винт, у его головки была проточена канавка, чтобы нихромовая проволока при регулировке не могла произвольно перемещаться, а занимала требуемое положение.

Чтобы проточить в винте канавку, сначала его резьбу нужно защитить от деформации, надев пластиковую трубку или обернуть плотной бумагой. Затем зажать в патроне дрели, включить дрель и приложить узкий надфиль. Через минуту канавка будет готова.

Для исключения провисания нихромовой проволоки из-за удлинения при нагреве, она закреплена к винтам через пружины.

Подходящей оказалась пружина от компьютерного монитора, используемая для натяжения заземляющих проводников на кинескопе. Пружина была длиннее, чем требовалось, пришлось сделать из нее две, для каждой стороны крепления проволоки.

После подготовки всех крепежных деталей можно закреплять нихромовую проволоку. Так как ток при работе потребляется значительный, около 10 А, то для надежного контакта токоподводящего провода с нихромовой проволокой я применил способ крепления скруткой с обжатием. Толщину медного провода при токе 10 А необходимо брать сечением не менее 1,45 мм ². Выбрать сечение провода для подключения нихромовой проволоки можно из таблицы. В моем распоряжении имелся провод сечением около 1 мм². Поэтому пришлось каждый из проводов сделать из двух сечением 1 мм², соединенных параллельно.

После снятия изоляции с концов проводов на длину около 20 мм, медные проводники навиваются на струну нихромовой проволочки в месте ее крепления к пружине. Затем, удерживая нихромовую проволочку за петлю плоскогубцами, сделанная обвивка медного провода овивается свободным концом нихромовой в противоположную сторону.

Такой способ соединения токоподводящего медного провода с нихромовым проводом обеспечит большую площадь их контакта и исключит сильный нагрев в месте соединения при работе станка для резки пенопласта. Это подтвердила практика, после продолжительной резки пенопласта, полихлорвиниловая оболочка токоподводящего провода не оплавилась, медный провод в зоне соединения не изменил своего цвета.

Для возможности регулировки толщины резки пенопласта на приспособлении, отвод токоподводящих проводников сделан с петлей. Чтобы провода не мешали при работе, они пропущены через отверстия в основании и закреплены на обратной его стороне скобками. По углам основания прибиты такие же скобки в качестве ножек.

Токоподводящие провода резака, чтобы не запутывались, свиты между собой. На концах проводов для подключения к источнику питания, запаяны накидные клеммы.

Выбор нихромовой проволоки

Нихромовая проволока по внешнему виду мало чем отличается от стальной проволоки, но сделана она из сплава хрома и никеля. Наиболее распространена проволока марки Х20Н80, содержащая 20% хрома и 80% никеля. Однако в отличие от стальной или медной проволоки, нихромовая проволока имеет большее удельное сопротивление и выдерживает, сохраняя, высокую механическую прочность температуру нагрева до 1200˚С. Нихромовая проволока выпускается диаметром от 0,1 мм до 10 мм.

Нихромовая проволока широко используется в качестве нагревательных элементов в бытовых и промышленных изделиях, таких как электрический фен, утюг, электроплитка, лучевые обогреватели, паяльники, водонагреватели и даже в электрочайниках. И это далеко не полный перечень. Так называемые нагреватели типа ТЭН тоже изготовлены из нихромовой проволоки, только спираль размещена в металлической трубке, которая заполнена для изоляции и передаче тепла от спирали к стенкам трубки, кварцевым песком. Привел перечень приборов не случайно, просто из вышедшего из строя нагревательного элемента можно взять нихромовую проволоку для изготовления станка, конечно, если она не успела перегореть от долгой работы.

Резка пенопласта на станке заключается в расплавлении его по линии прохода, разогретой нихромовой проволоки. Температура плавления пенопласта составляет около 270˚С. Чтобы пенопласт плавился при соприкосновении с проволокой, температура ее должна быт в несколько раз больше, так как тепло будет расходоваться не только на плавление, но и за счет теплопроводности поглощаться самим пенопластом, снижая температуру проволоки. Количество поглощаемого пенопластом тепла будет напрямую зависеть от его плотности. Чем плотнее пенопласт, тем больше потребуется тепловой энергии.

Из вышесказанного следует, что в зависимости от плотности пенопласта для его резки необходимо выбирать проволоку соответствующего диаметра, чтобы нихромовая проволока не расплавилась от выделяющегося на ней тепла. Чем выше плотность пенопласта, тем большего диаметра должна быть нихромовая проволока. Стоит заметить, что резаком, на котором установлена проволока для резки плотного пенопласта с успехом будет резаться и неплотный, только продвигать его надо будет быстрее.

Длина нихромовой проволоки для резака выбирается исходя из размеров пластин пенопласта, предназначенного для резки, и от плотности пенопласта не зависит.

В результате продведенных экспериментов, было определено, что для эффективной резки пенопласта мощность, которую необходимо подавать на единицу длины проволоки должна быть в пределах 1,5-2,5 Вт на сантиметр длины проволоки, для такого режим работы лучше всего подходит нихромовая проволока диаметром 0,5-0,8 мм. Она позволяет выделить достаточное количество тепла для быстрой резки пенопласта любой плотности, сохраняя при этом свою механическую прочность. Поэтому для изготовления станка для резки пенопласта была использована нихромовая проволока диаметром 0,8 мм.

Расчет параметров источника электропитания

для нагрева проволоки

Надо отметить, что для разогрева нихромовой проволоки станка для резки пенопласта подойдет источник электропитания как переменного тока, так и постоянного.

С учетом того, что на сантиметре длины проволоки нужно выделять мощность не более 2,5  ватта и длине проволоки 50 см, можно рассчитать мощность источника электропитания. Для этого нужно умножить величину выделяемой мощности на длину проволоки. В результате получается, что для разогрева проволоки станка для резки пенопласт понадобится источник электропитания мощность 125 Вт.

Теперь необходимо определить величину напряжения источника электропитания. Для этого нужно знать сопротивление нихромовой проволоки.

Сопротивление проволоки можно рассчитать по удельному сопротивлению (сопротивлению одного метра проволоки). Удельное сопротивление проволоки из нихрома марки Х20Н80 приведено в таблице. Для других марок нихрома значения отличаются незначительно.

Зависимость погонного сопротивления (одного метра) проволоки из нихрома Х20Н80 от величины его диаметра
Диаметр нихромового провода, мм	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2	1,3	1,5	2,0	2,2	2,5	3,0	3,5	4,0
Погонное сопротивление, Ом/м	137,00	34,60	15,71	8,75	5,60	3,93	2,89	2,20	1,70	1,40	1,16	0,97	0,83	0,62	0,35	0,31	0,22	0,16	0,11	0,087

Как видно из таблицы, для проволоки диаметром 0,8 мм удельное сопротивление составляет 2,2 Ом, следовательно, нихромовая проволока длинной 50 см, которая была выбрана для станка резки пенопласта, будет иметь сопротивление 1,1 Ом. Если выбрать проволоку диаметром 0,5 мм, то сопротивление отрезка проволоки длиной 50 см составит 2,8 Ом.

Воспользовавшись преобразованными формулами законов Ома и Джоуля – Ленца, получим формулу для расчета величины питающего напряжения для станка резки пенопласта. Величина питающего напряжения будет равна корню из произведения величины потребляемой мощности и сопротивления проволоки. Для упрощения расчета предлагаю онлайн калькулятор. Он выполняет расчет исходя из того, что на сантиметр длины проволоки необходима мощность 2,5 Вт. Для того, чтобы узнать какой нужен источник питания достаточно ввести в соответствующие поля длину нихоромовой проволоки и ее сопротивление, выбранное из таблицы.

Калькулятор для расчета U и I для разогрева нихромовой нити
Длина нити накала, cм:
Сопротивление 1 метра длины нити, Ом:

В результате расчетов определено, что для нагрева нихромовой проволоки изготовленного станка необходим источник питания переменного или постоянного тока, выдающий напряжение 11,7 В, и обеспечивающий ток нагрузки 10,7 А, мощностью 125 Вт.

При уменьшении или увеличении длины проволоки, напряжение источника питания необходимо будет пропорционально уменьшить или увеличить соответственно. При этом величина тока не изменится.

Выполненный расчет является оценочным, так как не учтено переходное сопротивление в точках соединения проводов и сопротивление токоподводящих проводников. Поэтому оптимальный режим нагрева проволоки в конечном итоге приходится устанавливать непосредственно при резке пенопласта на приспособлении.

Электрические схемы источника электропитания

Подать питающее напряжение на нихромовую нить станка для резки пенопласта можно с помощью нескольких схем.

Схема с использованием ЛАТР

Наиболее простым вариантом источника электропитания станка для резки пенопласта является автотрансформатор с возможностью плавной регулировки выходного напряжения. Но эта схема имеет существенный недостаток, не имеет гальванической развязки с питающей сетью, так как выход ЛАТРа непосредственно соединен с электросетью. Поэтому при использовании ЛАТРа необходимо его подключать таким образом, чтобы общий провод был подключен к нулевому проводу питающей сети.

Электрическая схема подключения нихромовой спирали к ЛАТРу.

Что такое ЛАТР и как он устроен

Промышленностью выпускаются лабораторные автотрансформаторы, которые принято называть ЛАТР (лабораторный автотрансформатор регулируемый). Они подключаются непосредственно к бытовой электросети 220 В и в зависимости от типа ЛАТРа рассчитаны на различный ток нагрузки.

ЛАТР представляет собой тороидальный трансформатор с одной первичной обмоткой, по виткам которой при вращении расположенной сверху ручки, перемещается графитовое колесико, позволяющее снимать напряжение с любого участка обмотки. Таким способом на выходе ЛАТРа можно изменять напряжение от 0 до 240 В.

Провода к ЛАТРу подсоединяются с помощью клеммной колодки, на которой нарисована его электрическая схема и нанесены надписи «Сеть» и «Нагрузка». К клеммам «Сеть» подсоединяется шнур с вилкой, для подключения к бытовой сети. К клеммам «Нагрузка» подключается изделие, которое нужно запитать напряжением, отличным от бытовой электросети.

Внимание! Один из сетевых проводов, нижние клеммы на фото, соединен непосредственно с одним из проводов нагрузки. Таким образом, если на нижний вывод попадет фаза, то прикосновение к этой цепи может привести к поражению электрическим током.

Поэтому, в случае использования ЛАТРа для нагрева нихромовой проволоки станка резки пенопласта без развязывающего трансформатора, необходимо обязательно индикатором фазы проверить отсутствие фазы на общем проводе. Если на нем фаза, вынуть питающую ЛАТР вилку из розетки и, развернув ее на 180 градусов, опять вставить. Повторно проверить нижний провод на предмет наличия фазы.

Обычно на корпусе ЛАТРа имеется этикетка, на которой приводятся данные по его нагрузочной способности. На ЛАТРе, который изображен на фотографии, этикетка установлена непосредственно на регулировочной ручке.

Из этикетки следует, что это ЛАТР типа ЛОСН, выходное напряжение можно регулировать в диапазоне от 5 до 240 вольт, максимальный ток нагрузки составляет 2 А.

Если расчетный ток не превышает 8 А, то вполне можно запитать нихромовую проволоку через ЛАТР типа РНО 250-2.

Этот ЛАТР позволяет подключать нагрузку с током потребления до 8 А, но учитывая кратковременность работы приспособления для резки пенопласта, вполне выдержит ток нагрузки и 10 А.

Перед использованием ЛАТРа в качестве источника питания, необходимо проверить его работоспособность. Для этого нужно подключить к клеммам «Сеть» ЛАТРа сетевой шнур, а к клеммам «Нагрузка» мультиметр или стрелочный тестер, включенный в режим измерения переменного напряжения, на предел не менее 250 В. Установить ручку регулировки напряжения ЛАТРа в положение минимального напряжения. Вставить вилку в розетку.

Медленно поворачивая ручку ЛАТРа по часовой стрелке убедиться, что выходное напряжение увеличивается. Вернуть ручку ЛАТРа в нулевое положение. Вынуть вилку из сети и подключить провода, идущие от нихромовой нити к клеммам «Нагрузка». Вставить вилку сетевого шнура в розетку и индикатором фазы проверить отсутствие фазы на нихромовой проволоке. Разобравшись с фазой, можно, медленно поворачивая ручку ЛАТРа подать напряжение на нихромовую проволоку. При этом нужно учесть, что проволока нагревается постепенно, в течение нескольких секунд.

Внимание! Категорически запрещается прикасаться к проволоке рукой для проверки степени ее нагрева, когда на нее подано питающее напряжение! Температура проволоки очень высокая и можно получить ожог!

Когда проволока нагреется до чуть заметного свечения, можно приступать к резке пенопласта на станке.

Схема с использованием ЛАТР и понижающего трансформатора

Если величина тока, потребляемого нихромовой проволоки будет больше, чем может обеспечить ЛАТР, то придется дополнительно после него включить понижающий трансформатор по, ниже приведенной электрической схеме.

Как видите, в отличие от предыдущей схемы, к выходу ЛАТРа подключена сетевая обмотка силового трансформатора, нихромовая спираль подсоединена к вторичной выходной обмотке трансформатора. В этой схеме, благодаря развязывающему понижающему трансформатору, нихромовая спираль гальванически не связана с электрической сетью и поэтому безопасна для эксплуатации. В дополнение появилась возможность более плавной регулировки выходного напряжения и следовательно более точной установки температуры резки пенопласта на станке.

Мощность трансформатора и напряжение на его вторичной обмотке берется на основании расчетов, выполненных по выше приведенной методике. Например, для предложенной конструкции станка для резки пенопласта, при диаметре нихромовой проволоки 0,8 мм и длине 50 см, источником электропитания послужил ЛАТР с выходным током 2 А с включенным после него понижающим трансформатором мощностью 150 Вт с напряжением на вторичной обмотке 12 В.

Схема с использованием понижающего трансформатора с отводами вторичной обмотки

Для электропитания нихромовой спирали резака для пенопласта можно применить трансформатор с отводами во вторичной обмотке. Это самый простой, надежный и безопасный вариант, особенно если станок для резки пенопласта будет использоваться регулярно. Ведь при резке пенопласта на приспособлении регулировать температуру нагрева нихромовой проволоки не нужно. Температура подбирается один раз при настройке станка. Поэтому подобрав нужное напряжение, провода от выводов нихромовой проволоки припаиваются к выводам вторичной обмотки трансформатора навсегда.

Несмотря на простоту и надежность этой схемы, стандартных готовых трансформаторов с отводами, да еще и на нужное напряжение нет. Придется найти подходящий трансформатор по напряжению и току на вторичной обмотке и отмотать лишние витки. Можно разобрать трансформатор и отмотав часть вторичной обмотки, намотать ее заново, но уже с отводами. Но эта работа требует знаний и опыта.

Схема с использованием понижающего трансформатора и токоограничивающего конденсатора

Установить стабильный выходной ток с вторичной обмотки трансформатора можно с помощью обыкновенных конденсаторов, включенных в первичную обмотку трансформатора.

Конденсатор должен быть рассчитан на напряжение не менее 300 В и иметь емкость, в зависимости от типа трансформатора и тока потребления нихромовой спиралью, порядка 50 мкФ. На таком принципе стабилизации тока на вторичной обмотке мной разработана Схема зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов. Трансформатор должен быть соответствующей мощности и иметь 10% запас по напряжению.

Схема с использованием понижающего трансформатора и тиристорного регулятора мощности

Еще одна, несколько необычная схема регулятора температуры нагрева нихромовой проволоки, с помощью тиристора. Она подобна регулировке с помощью ЛАТРа с трансформатором, но малогабаритная. Классическая схема тиристорного регулятора для этой схемы не подходит, так как искажает форму синусоидального тока.

Поэтому необходима специальная схема тиристорного регулятора, выдающая на выходе синусоидальный сигнал и рассчитанная на работу с индуктивной нагрузкой.

Возможно включение тиристорного регулятора также после вторичной обмотки трансформатора. В данном случае при выборе схемы регулятора следует учесть, что он должен быть рассчитан на ток, который необходим для разогрева нихромовой проволоки.

Схема с использованием любых электроприборов

Если ни одна из выше приведенных электрических схем разогрева нихромовой проволоки для приспособления резки пенопласта не может быть реализована, то предлагаю нестандартную схему ее разогрева.

При подключении любого электроприбора, он потребляет из электросети ток. Величина тока напрямую зависит от мощности электроприбора. Чем больше мощность, тем больше будет течь по проводам ток. Сопротивление куска нихромовой проволоки станка для резки пенопласта чуть больше сопротивления медных проводов и, следовательно, включение станка в разрыв одного из проводов электроприбора на работе его не скажется, а нихромовая проволока будет нагреваться. Этим и можно воспользоваться.

При использовании подключения станка для резки пенопласта по этой схеме, обязательно нужно проследить, чтобы нихромовой провод не был подключен непосредственно к фазному проводу электросети. Физически подключение лучше всего выполнить с помощью переходника, наподобие того, который описан для измерения силы тока потребления.

Подходят для работы в схеме электроприборы непрерывного действия, например обогреватель, пылесос. Оценить, какой ток потребляют электроприборы можно по таблице на странице сайта «Выбор сечения провода кабеля для электропроводки».

Если не известны электрические параметры нихромовой проволоки, то нужно сначала попробовать подключить маломощный электроприбор, например электрическую лампочку 200 Вт (потечет ток около 1 А), далее обогреватель на 1 кВт (4,5 А), и так увеличивать мощность подключаемых приборов, пока нихромовая проволока резака не нагреется до нужной температуры. Электроприборы можно подключать и параллельно.

К недостаткам последней схемы подключения нихромовой спирали следует отнести необходимость определения фазы для правильного подключения и низкий КПД (коэффициент полезного действия), киловатты электроэнергии будут расходоваться бесполезно.

Николай 07.05.2014

Здравствуйте, уважаемый Александр Николаевич!
Меня интересует вопрос резки пенополистирола. Пересмотрев гору информации, остановился на Вашем сайте. У Вас собрана, пожалуй, самая полная и исчерпывающая информация по интересующему меня вопросу.
Хотел бы обратиться к Вам со своим вопросом. Возможно ли использование в качестве источника питания вместо ЛАТРа или понижающего трансформатора, автомобильного зарядного устройства (с регулятором зарядного тока) заводского изготовления?
Заранее благодарю за уделенное мне время! Спасибо за объёмный, информативный сайт! С уважением Николай!

Александр

Уважаемый Николай! Спасибо за добрые слова.
Технически вполне возможно. Зарядное устройство если у него имеется регулятор тока испортить, подключая нихромовую проволоку невозможно. Но тут могут возникнуть трудности. Если зарядное устройство имеет автоматику, то оно может просто не заработать, считая, что аккумулятор не подключен.
Нужно просто попробовать, предварительно установив в ЗУ минимальный ток заряда и подключить к его выходным клеммам требуемой длины и диаметра нихромовую нить. Включить ЗУ и понемногу увеличивать ток пока нить не разогреется до нужной температуры.
Если нить будет разогреваться, но температура не достигнет требуемой, значит, мощности ЗУ не хватает, либо недостаточной величины ток или не хватает напряжения. В случае если не хватает напряжения то, можно либо укоротить длину нити, если это возможно или взять нихром большего диаметра.

Алексей 14.02.2015

Здравствуйте, Александр Николаевич!
Прочитал довольно содержательную и полезную статью по изготовлению станка для резки пенопласта, очень благодарен Вам за предоставленную информацию!
У меня возник вопрос, как рассчитать параметры источника электропитания для нагрева сразу 2-х струн проволоки (для резки пенопласта сразу на несколько заданных размеров), проволока толщиной 1 мм и длина каждой струны 1,5 м и можно ли использовать для такого подключения (2-х струн одновременно) предложенную Вами схему подключения с использованием ЛАТРа и понижающего трансформатора?
Спасибо, с уважением Алексей!

Александр

Здравствуйте Алексей! Я рад, что статьи сайта приносят пользу людям. Спасибо за добрые слова.
Резать сразу двумя струнами можно используя один ЛАТР и один понижающий трансформатор. Нихромовую проволоку лучше не разрезать на две части, а сделать петлю, так ток будет меньше и контактов всего два. То есть нихромовая проволока закрепляется на стойке с пружиной, далее идет над столом на высоте первого реза, на противоположной стороне закрепляется на одной стойке на такой же высоте. Рядом можно установить вторую стойку, чтобы закрепить струну при повороте на следующей высоте. Далее струна возвращается в исходное место, и крепиться через пружину за еще одну стойку. Таким образом, общая длина струны составит 3 м.
По оценочному расчету для нагрева нихромовой проволоки диаметром 1 мм, длиной 3 м, понадобиться мощность 750 Вт (напряжение около 56 В и ток 13 А). При параллельном соединении двух отрезков по 1,5 м ток нужен будет 26 А при напряжении 28 В. Трансформатор понадобиться мощностью, как Вы уже поняли 750 Вт. ЛАТР понадобится на ток не менее 3 А.

Виктор 04.02.2021

Здравствуйте, Александр Николаевич!
Вопрос по станку для резки пенопласта и иже с ним. Могу ли я в качестве ЛАТРа использовать сварочный аппарат инверторного типа. Есть несколько видео в ЮТубе, где народ его применяет. Однако они устанавливают ток 40 А имея проволоку диаметром 0,9-1,0 мм.
У меня будет использоваться нихромовая проволока (диаметр прошу вас подсказать) длиной порядка 1,2 метра (для резки пенопласта шириной 1 метр).
Заранее благодарен за ответ и совет.
С уважением, Виктор.

Александр

Здравствуйте, Виктор!
Сварочный аппарат инверторного типа прекрасно обеспечит нагрев нихромовой нити для резки пенопласта. Но он не должен иметь функцию защиты от короткого замыкания AntiStik, или иметься возможность ее отключения, так как будет срабатывать защита и ток не потечет.
Диаметр проволоки нужно брать 0,9-1,0 мм, и если в инверторе нет возможности регулировать величину тока плавно, то придется, нагрев нити регулировать, подбирая ее длину.
Поэтому лучше всего взять инвертор без функции AntiStik и с возможностью плавной регулировки величины тока, например, сварочный аппарат инвертор РЕСАНТА САИ-160К.

Андрей 03.11.2022

Здравствуйте, Александр!
У нас на объекте запенили потолок плотной монтажной пеной и теперь его нужно подровнять. Хотел узнать предлагаемый станок для резки пенопласта справиться с данной задачей.
С уважением, Андрей.

Александр

Здравствуйте, Андрей!
Монтажную пену резать разогретой проволокой можно с таким же успехом, как и пенопласт, так как эти оба материала сделаны на основе полиуретана или других пластмасс.

Как-то приходилось решать подобную задачу. Для этого я сделал ручной станок для резки пенопласта из подручного материала.

Деревяшка, к которой привинчены саморезами пару латунных полос и к ним на винтах с гайками кусок нихромовой нити. При напряжении 2,5 В и токе 5 А, не раскаляясь до красна, это устройство прекрасно режет пенопласт и пену.

Резка пенопласта своими руками. Станок для резки пенопласта

Пенопласт – это недорогой материал, из которого умельцы делают самые разные изделия. Он очень популярен не только из-за дешевизны, но и из-за простоты обработки. Не все знают, что пенопласт совсем не обязательно резать обычным ножом. В таком случае он будет очень сильно крошиться и сделать ровный срез будет просто невозможно.

Но этот материал очень хорошо плавится, причем от относительно невысокой температуры. Именно поэтому наиболее удобным способом работы с пенопластом является его резка с помощью специальных резаков, которые основываются на высокой температуре. Но резка пенопласта своими руками возможна и другими способами, которые мы обязательно рассмотрим.

Содержание

• 1 Что такое пенопласт и для чего он используется
• 2 Какой материал выбрать для резки
  • 2.1 Полистирольный беспрессованный
  • 2.2 Полистирольный прессованный
  • 2.3 Поливинилхлоридный пенопласт
  • 2. 4 Цены на пенопласт
• 3 Как резать пенопласт без специального оборудования
  • 3.1 Ножовка по дереву
• 4 Резка материала с помощью горячего инструмента
  • 4.1 Простой резак из паяльника
• 5 Специальный резак для резки пенопласта
  • 5.1 Цены на специальный резак для пенопласта
• 6 Пошаговая инструкция по изготовлению резака
  • 6.1 Цены на популярные модели дрелей
• 7 Видео- Как сделать станок для резки пенопласта своими руками
  • 7.1 Где взять нихромовую проволоку
  • 7.2 Цены на нихромовую проволоку
  • 7.3 Блок питания, его подключение и настройка
  • 7.4 Выбор длины проволоки
  • 7.5 Основание
  • 7.6 Крепление для проволоки
  • 7.7 Крепление проволоки
  • 7.8 Подключение питания
• 8 Видео- Станок для резки пенопласта своими руками
• 9 Процесс резки пенопласта
  • 9.1 Направляющая доска
• 10 Опасность резки в домашних условиях
• 11 Техника безопасности при самостоятельной резке

Что такое пенопласт и для чего он используется

Листы пенопласта

Пенопласт белый материал, который почти полностью состоит из воздуха. Его используют для упаковки техники, продуктов питания, как теплоизоляционный и звукоизоляционный материал, как основу для изготовления предметов быта, логотипов и многих других вещей. Один из главных плюсов пенопласта – его дешевизна. Многие покупают его для того, чтобы сделать какое-то изделие из данного материала и выгодно продать его. Но даже простому человеку пенопласт будет очень полезен, ведь из него можно сделать очень много вещей для дома. Главное – уметь правильно работать с материалом, а также выбрать его для конкретных целей.

Какой материал выбрать для резки

Прежде, чем начать работать с материалом, нам нужно узнать, какой бывает пенопласт, какой его вид лучше всего использовать для резки в домашних условиях.

Полистирольный беспрессованный

Это самый обычный и привычный каждому пенопласт, который знаком нам по упаковкам от техники. Материал представляет собой множество небольших белых шариков, которые плотно скреплены между собой, но могут рассоединиться от механического воздействия. Именно он очень широко распространён и чаще всего используется при изготовлении изделий в домашних условиях.

Полистирольный прессованный

Это подобный вид пенопласта, который просто дополнительно прессуется. Из-за этого он имеет гораздо более плотную структуру, его сложнее раскрошить, но и стоит такой материал гораздо дороже, чем его не прессованный аналог. Из-за высокой цены полистирольный прессованный пенопласт не получил большого распространения, но для некоторых изделий его однозначно можно использовать, так как его структура достаточно гладкая.

Полистирольный прессованный пенопласт

Поливинилхлоридный пенопласт

Самый редкий и неиспользуемый вид этого материала, который обладает одним интересным свойством – способность самостоятельно затухать при возгорании. Он не выделяет опасных веществ, но если все-таки загорается, то дым от него очень опасен и может угрожать здоровью.

Цены на пенопласт

Пенопласт

Как резать пенопласт без специального оборудования

Первый распространенный вопрос – что делать, если нужно отрезать пенопласт, но сооружать специальный резак слишком сложно, дорого и бесполезно. Выход есть, даже несколько.

Способы резки пенопласта

Ножовка по дереву

Большие зубья ножовки позволяют цепляться за гранулы пенопласта и довольно эффективно его резать. Для реализации такого способа не нужно самостоятельно ничего дорабатывать, достаточно лишь приобрести или взять уже готовую ножовку по дереву. Точно также резку можно осуществлять и с помощью лобзика, в этом случае важно будет подобрать нужную пилку для него.

 

Пила по дереву

Но этот способ не получил большого распространения, так как при его использовании пенопласт в любом случае будет крошиться, а идеально ровного среза добиться не удастся. Также при неаккуратном использовании инструмента, плита может треснуть и вся работа пойдёт насмарку. Поэтому практически всегда для резки такого капризного материала используют следующие способы.

Резка материала с помощью горячего инструмента

Для раскроя листа пенопласта можно использовать самый обычный нож, если предварительно его подготовить к этой процедуре:

1. Нужно удостовериться, что длина ножа с запасом больше толщины листа, который должен будет резаться.
2. Далее нужно разметить линии на листе, по которым он должен будет отрезаться.
3. Следующим шагом будет нагревание ножа с помощью газовой плиты или специальной газовой горелки. Раскалённым ножом нужно осторожно провести по намеченной линии, пенопласт начнет плавиться и резаться четко по линии.

Важно учитывать, что добиться идеально ровного среза таким методом не получится, а также он подходит только для резки небольших кусков материала. Дело в том, что ровной линии не дадут добиться даже немного трясущиеся руки, а постоянно остывающий нож не даст сделать аккуратный и длинный разрез.

Но если ваша цель – отрезать небольшой кусок, то раскаленный нож позволит сделать это очень быстро и без лишних затрат средств и времени. Обратите внимание, что нож после резки ни в коем случае нельзя использовать на кухне или в быту, так как в пенопласт содержаться токсичные вещества.

Нож

Простой резак из паяльника

Если вам нужно сделать достаточно много заготовок из пенопласта, а делать слишком сложный резак не хочется, то можно воспользоваться его простым аналогом, который работает на базе обычного паяльника.

Важно выбрать не слишком мощный паяльник, так как его температура избыточна для обычной резки листа. Если мощность будет слишком большая, то пенопласт будет сильно дымить, коптить, плохо резаться.

Следующим этапом будет подбор и установка насадки на кончик паяльника, так как стандартный наконечник никак не предназначен для этих целей. Нам нужно найти или самостоятельно изготовить длинный и плоский наконечник, который будет похож на небольшое лезвие ножа, но менее острое. Хорошо для изготовления такого предмета подойдет медная проволока, сложенная в несколько раз. Другой вариант – просто достать наконечник паяльника и придать ему нужный вид.

Далее наконечник плотно закрепляется на кончике паяльника и можно приступать к резке.

Паяльник вставляется в розетку, нагревается и режет пенопласт по похожему принципу с раскалённым ножом. Основной плюс такого способа – нет необходимости постоянно подогревать нож, резка может идти непрерывно.

Резак из паяльника

Специальный резак для резки пенопласта

Если вы хотите на регулярной основе делать изделия из пенопласта, причем так, чтобы они получались действительно ровно и хорошо, то придется сделать специальный станок для резки, который позволит вам делать все это.

Цены на специальный резак для пенопласта

Резак для пенопласта

В интернете можно найти множество вариантов этой конструкции, которые отличаются размером, внешним видом, но суть у них одна. Мы разберем одну из самых популярных и простых конструкций, которая хорошо зарекомендовала себя.

Таблица 1. Основные способы резки пенопласта:

Способы резки	Преимущества	Недостатки
Пилой по дереву	Простота и доступность	Не удастся добиться идеального среза
Раскаленным ножом	Доступность	Нож быстро остывает
Резаком из паяльника	Не остынет, поэтому можно делать длинные разрезы	Нужно затратить время на создание
Самодельным станком	Позволяет делать идеально ровные разрезы	Сложность

Пошаговая инструкция по изготовлению резака

Для начала нужно определиться с инструментами и материалами, которые понадобятся нам для создания резака. Список обязательных материалов включает в себя:

1. Лист ДСП или другое плотное основание, размером приблизительно 600 на 400 миллиметров. Размер можно менять, он будет зависеть от размера листов, с которыми вы собираетесь работать.
2. Ровная деревянная рейка, длиной около метра.
3. Материал для ножек: 4 пробки от пластиковых бутылок, кусок рейки или другого материала.
4. Нихромовая проволока, диаметром приблизительно 0.4 миллиметра. Нужно около половины метра, но лучше купить с запасом.
5. Пружина на растяжение. Именно на растяжение, а не на сжатие. Такую пружину можно найти далеко не везде.
6. 10-15 шурупов.
7. Провода, крокодилы для их крепления.
8. Блоки питания от компьютера и кабель для него.

Теперь перейдем к инструментам, которые понадобятся нам для изготовления и сборки конструкции. К ним относятся:

1. Дрель или шуруповерт;
2. Лобзик или ножовка по дереву;
3. Отвертка;
4. Плоскогубцы;
5. Сверло под диаметр шурупа.

Цены на популярные модели дрелей

Дрель

Видео- Как сделать станок для резки пенопласта своими руками

Где взять нихромовую проволоку

Мотки нихромовой проволоки

Нихромовая проволока – неотъемлемая часть резака, но не все знают что это, а главное – где ее взять. Нихромовая проволока отличается от обычной своей прочностью и очень высокой температурой плавления. Именно поэтому ее удобнее всего использовать для создания резака для пенопласта.

Такую проволоку используют в утюгах, кипятильниках и некоторых других нагревательных приборах. Кроме того, ее можно купить в магазинах электроники, на рынках.

Цены на нихромовую проволоку

Нихромовая проволока

Блок питания, его подключение и настройка

Наш резак будет работать от обычного компьютерного блока питания, который есть практически у каждого, но если его не нашлось, то его можно купить в любом компьютерном магазине, стоит он недорого.

Шнур питания нужно вставить в розетку и включить устройство. Но блок питания не включится из-за особенностей его работы. Для того чтобы он включился нужно:

1. Найти самый большой разъем, который предназначен для материнской платы.
2. Приготовить небольшой кусочек обычной проволоки или найти шпильку.
3. Найти там зеленый провод, он будет один.
4. Теперь с помощью шпильки нужно замкнуть зеленый провод с одним из черных проводов, причем неважно каким.

После этих нехитрых манипуляций блок питания заработает.

Компьютерный блок питания

Осталось только получить каким-то образом нужное нам напряжение, используя блок питания. Для этого нужно найти разъём Molex, который представляет собой разъём с четырьмя отверстиями, к которым идут провода разных цветов.

В отверстия с желтым и черным проводом необходимо подключить провода проводка, которые и будут питать весь резак. На этом все манипуляции с блоком питания окончены, можно переходить к построению самого резака.

Выбор длины проволоки

Прежде чем начать изготовление самого станка для резки пенопласта, нужно рассчитать длину нихромовой проволоки, которой будет достаточно для нормальной резки материала. Для этого нужно:

1. Взять длинную рейку, прикрутить к ней с двух сторон по шурупу.
2. На один из шурупов необходимо прикрепить пружину на растяжение, которая также будет использоваться нами в дальнейшем.
3. Натянуть нихромовую проволоку на максимально возможную длину. Один ее конец будет присоединен через пружину.
4. Теперь нужно подсоединить один провод от блока питания на самый конец проволоки, который не имеет пружины.
5. Второй провод закреплять плотно не нужно, его мы будем перемещать. В зависимости от положения провода будет увеличиваться температура проволоки. Чем два конца ближе – тем она горячее. Таким образом, нужно найти положение, при котором температура проволоки будет достаточной для резки пенопласта. Обратите внимание, что если расположить провода слишком близко, то пенопласт будет подгорать, что негативно скажется на конечном качестве изделия.

Далее нужно замерить расстояние между проводами и запомнить его. Именно столько проволоки будет использоваться для резки пенопласта.

Теперь всю конструкцию нужно разобрать и приступить к изготовлению основной части резака.

Подбор длины проволоки

Основание

Первым делом нужно взять доску для основания и прикрутить к ней 4 ножки, подготовленные заранее. Проще всего для этого взять 4 пробки от пластиковых бутылок и закрепить их на обратной стороне доски с помощью обычных шурупов. Важно, чтобы шурупы не вышли с обратной стороны доски. Это может случиться, если подобрать слишком длинный крепеж.

Далее нужно найти самую ровную сторону основания и прикрепить туда конструкцию, к которой будет прикручиваться проволока.

 

ДСП для основания резака

Крепление для проволоки

Крепление для проволоки в нашей конструкции представляет собой два скрученных куска рейки, которые плотно прикреплены к основанию. Важно собрать все так, чтобы образовался угол в 90 градусов и ничего не шаталось.

Первым делом нужно скрепить две рейки между собой. Длина первой должна равняться длине проволоки, которая подходит для резки. Длина второй рейки будет выражать расстояние от края резака до проволоки. Его необходимо подбирать исходя из размера заготовки, которую вы собираетесь обрабатывать.

Теперь получившийся угол из реек нужно прикрутить к основанию, используя уголки. Важно сделать это так, что конструкция не шаталась.

Теперь в основании нужно просверлить сквозное отверстие там, куда будет уходить леска. Для этого к центру рейки нужно прикрутить шуруп, а на него привязать нитку. Когда нитка опустится, нужно поставить точку в месте, с которым она соприкасается. Здесь и нужно сверлить.

С обратной стороны основания, рядом с отверстием, нужно прикрутить небольшой шуруп. Он должен находиться как можно ближе к отверстию.

Установка проволоки

Крепление проволоки

Теперь нужно приступить к креплению проволоки. Первым делом нужно закрепить пружину на шуруп, который находится на рейке. К концу пружины приматывается нихромовая проволока, причем пружину нужно растянуть примерно наполовину.

Другой конец проволоки нужно плотно намотать на шуруп, который был прикручен с обратной стороны основания. Проволока должна быть хорошо натянута, а пружина не должна находиться в исходном положении. Нихромовая проволока может быть довольно неровной из-за того, что очень охотно принимает форму, которую ей придали. Чтобы сделать ее максимально ровной, ее нужно натянуть и поводить по ней кусочком дерева до тех пор, пока визуально она не станет гладкой. Вряд ли получится сделать проволоку идеальной, но незначительные неровности не будут сильно мешать резке.

Последним этапом будет настройка резака. Дело в том, что прикрученная рейка не создает прямой угол с основанием резака. Чтобы исправить это, нужно взять угольник и приложить его к рейке. Теперь с помощью шуруповерта или отвёртки нужно немного прокрутить шуруп до того момента, пока не образуется ровный угол.

На этом процесс создания самодельного резака для пенопласта закончен. Остается только подключить питание.

Натяжение проволоки через пружину

Подключение питания

Чтобы резак начал работать, к нему необходимо подключить питание от блока, который мы делали в предыдущих шагах. Для удобства крепления можно купить специальные крокодильчики, которые помогут закрепить провод за пару движений. Если крокодильчиков нет, то провод можно просто примотать в нужных местах.

Видео- Станок для резки пенопласта своими руками

Первый конец провода нужно подключить с обратной стороны основания, к шурупу, который мы туда прикрутили. Второй конец нужно разместить на самой нихромовой проволоки, под пружиной. Если немного опустить провод, то температура увеличиться и резак будет мощнее.

Если нужен полноценный регулятор мощности, то вот краткая инструкция, как его сделать:

1. Нужно взять кусок нихромовой проволоки, который остался и намотать его на обычную шариковую ручку так, чтобы получилось что-то похожее на пружину.
2. На концах пружины нужно выгнуть крючки.
3. Теперь в произвольном месте на раме резака нужно вкрутить два шурупа на расстоянии примерно равном длине получившейся пружины. Проволоку необходимо закрепить на этих шурупах.
4. Далее нужно соединить конец пружины с началом нихромовой проволоки самого резака.
5. Первый провод от блока питания нужно подключить к тому же шурупу, который находится под основанием, а второй провод нужно закрепить на одном из витков проволоки. В зависимости от выбранного витка будет меняться сопротивление в цепи, а значит и мощность нашего прибора.

Регулятор мощности

Процесс резки пенопласта

Для того чтобы резать пенопласт, нужно:

1. Включить блок питания.
2. Сделать качественную разметку на листе пенопласта, чтобы было видно, где должна быть линия среза.
3. Взять металлическую линейку и приложить ее к линии среза. Без линейки будет очень тяжело производить резку.
4. Вырезание сложных геометрических фигур на таком станке тоже возможно, но для этого обязательно нужно потренироваться на простых изделиях.

Направляющая доска

Для того чтобы простые изделия и фигуры резать было проще, можно прикрутить к основанию резака любую ровную доску и использовать ее как направляющую. Для этого нужно:

1. Найти ровную доску и положить ее на основание пенопластового резака.
2. В одном конце доски просверлить сквозное отверстие. На другом конце нужно сделать прорезь, в которой должен свободно ходить шуруп.
3. Теперь остается только выставить нужный размер и прикрутить оба шурупа к самому резаку. Таким образом, доска будет служить направляющей, к которой нужно прижимать заготовку. С ее помощью можно вырезать изделия с идеально ровным краем.

Процесс резки материала

Опасность резки в домашних условиях

Помните, что при горении, а значит и при резке с помощью нашего станка, может выделять высокотоксичные вещества. Эти вещества могут навредить человеку, поэтому обязательно нужно соблюдать технику безопасности, чтобы не навредить себе.

Техника безопасности при самостоятельной резке

1. Работать обязательно в хорошо проветриваемом помещении, желательно большом.
2. Нельзя дышать парами или дымом, которые исходят от пенопласта, желательно работать в маске или респираторе.
3. Нельзя ставить руки близко к раскаленной проволоке.

Резак для пенопласта – это очень полезное в быту приспособление, которое не трудно изготовить своими руками. С ним вы сможете сделать много интересных вещей, которые обязательно пригодятся вам и вашим близким.

Собери свой быстрый и грязный резак для пенопласта

Давайте сделаем быстрый и грязный резак для пенопласта! Пена — это простой и дешевый материал для создания различных прототипов, а обычный полистирол / пенополистирол легко резать кусачками для горячей проволоки. Теперь идеи о резаках для пенопласта «сделай сам» можно найти повсюду на YouTube и на десятках сайтов со своими эксклюзивными версиями. Однако у меня есть пара идей, и я давно хотел их реализовать, и, наконец, я нашел дешевое и веселое решение. Хотя я решил поделиться своей грубой идеей здесь, я не хочу слишком подробно описывать сборку, но уверен, что этот пост позволит даже полному новичку сделать ее с нуля. Итак, давайте строить его!

Приступим

Прежде всего необходимо отметить, что пенопласт испаряется при определенной температуре. Резак для пенопласта — это просто горячая проволока, которая проходит сквозь пену, как горячий нож сквозь масло. Самый простой способ сделать горячую проволоку - это подключить определенную длину нихромовой проволоки к соответствующему высоковольтному источнику переменного тока (но очень опасному) или низковольтному постоянному току (намного лучше и безопаснее).

Как и в большинстве моих базовых/простых проектов, я работаю с любым материалом, который у меня есть под рукой, и вы, конечно, можете следовать той же практике, чтобы сэкономить немного долларов. Идея проекта, представленная здесь, чрезвычайно проста в реализации, и все необходимые детали вы можете приобрести в местном магазине электроники.

Первый шаг в создании резака для пенопласта – взять кусок нихромовой проволоки. Я получил свой — большой пакет — от Flipkart по дешевке. Затем закрепите нихромовый провод на удобной рамке — я сделал его в виде вилки (по мотивам изображения, показанного ниже), с нихромовым проводом, привязанным к его выступам, а провода питания были закреплены непосредственно на концах 'горячий провод'. Вы также можете сделать его похожим на маленький лук. Затем подключите провода питания к горячему проводу с помощью кабельных наконечников и закрепите их на раме нейлоновыми кабельными стяжками, чтобы сделать сборку более элегантной.

Кстати, я видел, как некоторые другие производители пробовали использовать различные провода, которые они делали из определенных гитарных струн, проводов Рене (смесь хрома и молибдена) и т. д. вместо стандартных нихромовых проводов. Я предполагаю, что эти альтернативы могут иметь лучшую жесткость и электрическое сопротивление, что делает их более подходящими.

Контроль нагрева — секрет качественной резки пенопласта. Итак, теперь вам нужна «ручка регулятора» для регулировки температуры нагревательной проволоки, то есть для управления током, проходящим через вашу нагревательную проволоку. Вы не можете использовать большой потенциометр/реостат, потому что это слишком непрактично для нагревателя из нихромовой проволоки. Вместо этого вы можете использовать схему контроллера с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), потому что такая отличная схема может на короткое время включить питание горячей проволоки, а затем отключить его, и это повторяется много раз в секунду. Следующая схема представляет собой упрощенную смесь нескольких старых конструкций. Простая в сборке схема использует легкодоступные компоненты и имеет разумный контроль температуры как для короткого, так и для длинного провода.

Адаптируемая конструкция, основанная на вездесущей крошечной микросхеме таймера NE555, адаптирована для работы предпочтительно на 12 В (минимум 5 А) SMPS промышленного класса. Конструкция является «минималистичной» нестабильной, так как помимо основных вспомогательных компонентов, которые всегда необходимы, для нее требуется всего один резистор и один конденсатор. Частота рассчитывается по формуле f = 0,7/(R1 × C1).

При показанных значениях компонентов базовая нестабильная частота будет около 700 Гц. Вы можете видеть, что «разрядный контакт» (вывод 7) используется для управления зеленым индикатором (LED1), но вы также можете взять с него «запасной» нестабильный выход. Светодиод совершенно необязателен, но он поможет вам увидеть, что делает чип 555!

Кроме того, в этой схеме используется «вывод управляющего напряжения» (вывод 5) для управления триггерным и пороговым уровнями. Как вы, возможно, знаете, синхронизацию микросхемы 555 можно изменить, подав напряжение на этот контакт либо от активной цепи, либо подключив его к движку потенциометра, подключенного между шинами питания. Последний метод используется здесь, чтобы просто регулировать температуру нагреваемой проволоки в ограниченном масштабе. Излишне говорить, что потенциометр 10K (P1) — это ваша «ручка регулятора».

Мощный полевой МОП-транзистор STP60NF06 (T1) использовался для тестирования катушки нагревателя, т. е. нагревательного провода, поскольку он был доступен только в то время. Вы можете задаться вопросом, почему обычные резисторы «затвора» не включены в схему. Это не очень важно, но вы можете вставить эти части, если они нужны вашему прототипу. В любом случае, не забудьте выбрать подходящий радиатор для силового мосфета и достаточно толстые провода для соединения между горячим проводом и силовым мосфетом!

Вернемся к идее ШИМ. Принцип работы данной схемы не отличается от базовой нестабильной, за исключением того, что рабочий цикл (также немного частоты) в определенной степени изменяется с помощью вышеупомянутого потенциометра. Как вы можете видеть на следующих осциллограммах контакта 3 (минимальное и максимальное регулирование), подача переменного напряжения на контакт 5 изменит рабочий цикл (и период), изменив только количество выходного высокого времени, сохраняя при этом постоянное количество выходного низкого времени. . В принципе, изменение является линейным, если Vctrl < 2/3 Vcc, так что примите это во внимание, если будете настраивать свой прототип.

Один небольшой недостаток этой идеи заключается в том, что вы не можете отрегулировать полные 100% ширины импульса. Минимум нормально около 30%, это позволяет хотвайру медленно нагреваться, а максимум всего около 70%. Честно говоря, я не был на 100% уверен, что моя идея дизайна терморегулятора подойдет для моего предполагаемого использования, поэтому я решил собрать очень быструю сборку, чтобы проверить ее. По крайней мере, это нормально для моего предполагаемого применения, поскольку оно работает очень хорошо, особенно с менее плотным пенополистиролом. Это моя быстрая сборка схемы ШИМ-регулятора тепла на мини-макетной плате.

Если вы не являетесь опытным производителем электроники и не можете следовать подробному анализу схем, трюк с контрольным напряжением, вероятно, не будет иметь для вас большого значения. Следует пояснить, что нестабильную работу можно настроить, изменив значения резисторов R1-C1, но странный трюк позволит вам управлять им через пассивную или активную внешнюю схему, как упоминалось ранее. Например, вы можете добавить термистор NTC 10K вместо потенциометра 10K, чтобы построить автоматический нагревательный провод с регулируемой температурой. Если вам действительно нужна точность, используйте термисторную схему на основе операционного усилителя — например, с операционным усилителем TL081 — для этого у него тоже есть много недостатков. Чтобы быть полезным, имейте в виду, что вход управляющего напряжения 555 часто упускается из виду, но его можно использовать в любое время, когда вам нужно создать генератор, управляемый напряжением (VCO). В другой статье я расскажу о усовершенствованном резаке пенопласта, который я недавно построил, который плавно режет любой пенопласт на ломтики!

Приложение

Кусочек нихромовой проволоки 24SWG, которую я использовал в своей первоначальной конструкции, имеет очень низкое электрическое сопротивление, примерно 3 Ом, поэтому для достаточного нагревания потребовался колоссальный ток.

Наконец, это не точный метод, поскольку вы можете построить проект в соответствии с вашими собственными реальными требованиями, но идея, представленная здесь, является хорошим ориентиром. Так что потратьте некоторое время на возню, пока ваша версия не станет правильной. И это все! Включите и вуаля! Быстрый и грязный резак для пены!

Как сделать портативный резак для пенопласта с помощью нихромовой проволоки

Пенополистирол и полистирол были одним из наиболее эффективных методов изготовления моделей среди производителей благодаря их легкому весу, чрезвычайно низкой стоимости и простоте изготовления. в некоторые захватывающие произведения искусства.

Но для работы с пенопластом часто требуется много инструментов с нагревательными элементами, которые становятся дорогими и недоступными для любителей. Лучший вариант здесь — создать инструмент для резки пенопласта с подогревом самостоятельно, поскольку большинство учебных пособий, доступных в Интернете, следуют методологии использования фиксированного источника питания, они ограничивают пользовательский опыт длиной провода. Следовательно, в этом уроке мы сделаем 9Портативный инструмент для резки пенопласта 0055 с использованием нихромовой проволоки.

Компоненты, необходимые для изготовления резака для пенопласта с горячей проволокой

1. Нихромовая проволока
2. IRF540N МОП-транзистор
3. Радиатор для IRF540N
4. Потенциометр 100 кОм
5. Резистор 10 кОм
6. 3C 18650 Литий-ионный аккумулятор X 2
7. 2S 3A Защита аккумулятора BMS
8. Тумблер
9. Розетка постоянного тока
10. Эпоксидные листы
11. Термоусадка.
12. 2 винта M5 с гайками.

Детали электрического резака для пены

Двумя наиболее важными компонентами резака для пены являются нихромовая проволока и полевой МОП-транзистор IRF540N.

Нихромовая проволока

Нагревательный элемент, используемый в этом проекте, представляет собой нихромовую проволоку. «Нихром» — это сплав, состоящий в основном из никеля и хрома со следами железа. Он используется практически во всех нагревательных устройствах, включая тостеры, обогреватели и электрические чайники. Мы будем использовать нихромовую проволоку длиной от 10 до 15 см. Это даст нам достаточную температуру, чтобы разрезать пену, гарантируя, что потребляемый ток ограничен и находится в пределах возможностей нашей батареи.

МОП-транзистор IRF540

Поскольку мы хотим эффективно контролировать ток, протекающий по проводу, для контроля его температуры, мы используем МОП-транзистор IRF540. Управляя напряжением на клемме Gate MOSFET с помощью потенциометра, мы можем легко контролировать ток, проходящий через две другие клеммы (т.е. исток и сток). Более подробная информация о MOSFET IRF540 была рассмотрена в схематическом обсуждении проекта. Вы также можете обратиться к нашему предыдущему проекту по Mosfet Switching.

Мы можем визуализировать работу компонентов резака для пены следующим образом:

Схема самодельного резака для пены

Полная схема портативного резака для пены своими руками показана ниже. Объяснение схемы следующее:

Схема:

Полную схему можно разделить на две простые части, а именно:

1. Контроль батареи и блок питания

Этот раздел отвечает за управление ячейками 18650. Так как элементы соединены последовательно, они должны быть уравновешены и поддерживать одинаковые напряжения, наряду с этим также необходимо ограничение тока, потребляемого элементами, для предотвращения перегрева компонентов.

Здесь вы можете получить более глубокое представление о балансировке ячеек и работе BMS.

Модуль BMS легко выполняет все следующие функции, соединения можно просто выполнить следующим образом:

• Соедините 2 элемента последовательно, соединив положительный конец одного элемента с отрицательным элементом другого.
• Подключите эту точку соединения к клемме MB на модуле BMS.
• Подключите отрицательную клемму первой ячейки к клемме B-, отмеченной на модуле BMS.
• Подсоедините положительную клемму второго элемента к клемме B+, отмеченной на модуле BMS.
• Подключите клеммы P+ и P- от модуля BMS к положительной и отрицательной клеммам на разъеме постоянного тока соответственно, это позволит нам заряжать элементы 18650 соответствующим источником питания через разъем постоянного тока.

Теперь мы можем приступить к подключению переключателя к положительной клемме разъема постоянного тока, это будет наш основной переключатель для управления нашим устройством.

Также удлините провод от клеммы GND разъема постоянного тока, который можно использовать для подключения компонентов второго блока, т. е. блока управления током.

2. Блок управления током

Как следует из названия, это часть цепи, которая регулирует величину тока, протекающего через нихромовую проволоку, тем самым контролируя количество тепла, выделяемого устройством.

Мы делаем это с помощью полевого МОП-транзистора IRF540N, который представляет собой N-канальный МОП-транзистор. Этот полевой МОП-транзистор представляет собой устройство, управляемое напряжением, которое используется для управления потоком тока. Изменяя напряжение на клемме GATE, мы можем изменять ток, протекающий между стоком и клеммой истока.

Для управления напряжением на выводе затвора MOSFET мы просто создаем схему делителя напряжения, используя потенциометр 100K.

Используя эту схему делителя напряжения, мы контролируем ток, протекающий от нашей батареи (подключенной к клемме стока) к нагрузке (подключенной к клемме источника).

Изготовление ручного инструмента для резки пенопласта горячей проволокой

Печать корпуса

Чтобы разместить все электронные компоненты, а также источник питания, мы напечатаем на 3D-принтере корпус, его крышку, а также ручку для потенциометр.

Файлы STL прикреплены к документу, рекомендуется печатать их PLA с заполнением 20%.

Вы можете скачать файл STL отсюда.

Предварительный просмотр 3D-файлов в слайсере:

Резка листа эпоксидной смолы

Для монтажа нихромовой проволоки мы будем использовать листы эпоксидной смолы, которые обеспечат нам прочность, а также достаточную термостойкость.

---

Learn more

• Парящий шкаф в прихожую
• Тюль на балконное окно
• Картины из крышек
• Как сделать подсветку на кухне
• Костер в доме
• Оборудование для изготовления
• Бумага широкоформатная
• Разновидности ламината
• Как выбрать напольную сушилку для белья
• Makita отбойный молоток
• Садовая скамейка со спинкой