Как сделать станок для резки пенопласта

В настоящее время у нас в стране, а так же в Европе, США, Канаде принимаются все более жесткие стандарты по энергосбережению зданий, да и сами жильцы стараются как можно лучше утеплить свое жилище. Стоимость энергоресурсов сейчас высока, даже отапливаясь относительно дешевым топливом - природным газом холодная зима «вылетает в копеечку».

Наилучшим материалом по способности к теплоизолированную сейчас является пенопласт (или пенополистирол), его широко применяют как в индивидуальном, так и в многоквартирном строительстве.

Пенопласт продается довольно большими листами, которые при утеплении помещения нужно как-то резать на части. Обычный нож или пила для этого в общем-то пригодны, даже экструдированный пенополистирол - материал довольно мягкий и режется легко любым инструментом. Однако, крошится, и имеются определенные затруднения когда нужно резать но по прямой, а вырезать какие-то сложные фигуры. При этом же надо вырезать так, чтобы не оставалось зазоров при укладке листов, в противном случае все труды по утеплению - в пустую.


Опытные строители рекомендуют резать пенопласт «горячей струной», - нихромовая проволока, через которую пропускают ток. Она нагревается и режет пенопласт. Но при этом необходимо плавно регулировать температуру этой нити, причем зачастую даже в процессе резки. Потому что перегрев приводит к сильному оплавлению краев материала, что плохо, потому что будет деформация. А недогрев не позволить резать материал.

Здесь описываются самодельный станок для резки пенопласта любой толщины, причем им резать пенопласт можно как угодно, - хоть по форме снежинки. С помощью этого станка можно не только разрезать листы пенопласта строго по размеру, но и сделать из пенопласта «эксклюзивные» элементы для отделки квартиры (имитация потолочной лепнины, карнизы, бордюры, имитацию угловых колон и тд.).

Эскизный чертеж устройства станка показан на рисунке 1. Основой служит деревянный стол (или табуретка). В столе просверлено отверстие диаметром 20-30 мм через которое проходит нихромовая проволока вниз под стол. Под столом она крепится посредством П-образного стального крепления, которое привинчено к обратной стороне столешницы шурупами.

На столе используя металлические крепежные элементы для каркасного строительства сооружается подобие башенного крана. Пластинчатая стойка - уголок (обязательно «усиленная») служит его вертикальной частью. Для того чтобы стойка но изгибалась к ной болтами привинчен металлический уголок, один край которого подпилен и изогнут уголком, и через просверленное в нбм отверстие привинчен шурупами к столу. Сам уголок двумя болтами крепится к пластинчатой стойке. «Стрела» крана сделана из такого же уголка. Он шарнирно закреплен в верхней части пластинчатой стойки. На одном его конце закреплен другой конец нихромовой проволоки, а другой конец оттянут пружиной, которая поддерживает нихромовую проволоку в натянутом состоянии.

Ток на нихромовую проволоку подается через металлические части станка, а изолятором служит дерево столешницы.

Окно для розки 350x350 мм, может быть изменено в любую сторону. Соответственно и размеры всех других частей могут быть совсем другими. Все зависит от необходимого размера окна для резки и имеющихся металлических деталей. Очень удобно для сборки данного станка использовать металлические крепежные детали для каркасного строительства, стропилами крыш частных домов. Эти детали обычно продаются в магазинах строительных материалов. Там же обычно есть и болты, шайбы, гайки, шурупы, пружины. А вот нихромовую проволоку нужно приобретать в другом мосте.

Переходим к описанию электронной части станка (рис.2).


Электронная часть станка представляет собой импульсный регулятор мощности тока, поступающего на нихромовую проволоку. Регулировка мощности осуществляется изменением широты импульсов тока через нихромовую проволоку.

Генератор импульсов изменяемой широты выполнен на элементах D1.1 и D1.2 микросхемы D1. С помощью резистора R1 и диодов VD1 и VD2 регулируется соотношение продолжительности полуволн прямоугольного импульсного сигнала в широких пределах. При этом частота 10-11 кГц почти не изменяется.

Для подачи тока на нихромовую проволоку используется ключевой каскад на ключевом половом транзисторе VT1 с низким сопротивлением открытого канала. Емкость затвора данного транзистора высока, что приводит к коротким импульсам большого тока в момент открывания или закрывания транзистора. Чтобы не перегружать выход логического элемента в эти моменты на оставшихся четырех логических элементах сделан буферный каскад, - элементы D1.3-D1.6 включены параллельно что повышает общую мощность, плюс резистор R3 ограничивает максимальный импульсный ток, а диоды VD4 и VD5 ускоряют разряд емкости затвора полевого транзистора и подавляют отрицательные выбросы импульсов и положительные, превосходящие напряжение питания микросхемы (напряжение на затворе IRF540 не должно быть более 15V.

Напряжение питания 12-18V, при использовании нихромовой проволоки диаметром 0,5 мм длиной 350 мм пиковый ток на холодной может достигать 25А. Соответственно и следует выбирать по мощности основной источник питания. Основным источником питания может служить зарядное устройство для автомобиля, выполненное на основе силового трансформатора и мощного диодного выпрямителя. При нагреве проволоки ток существенно снижается. Фактический постоянный ток потребления в режиме резания при установке достаточной температуры проволоки не превышает 5 А.

Микросхема питается напряжением 12V от параметрического стабилизатора на стабилитроне VD3.

Конструкция механической части может быть выполнена и по другому, например, проволока может быть расположена горизонтально, и по другому может быть сделана система её натяжения. Важно чтобы с проволокой не контактировали деревянные или пластмассовые изоляторы или другие детали. При работе проволока значительно нагревается и это может привести к возгоранию дерева или пластмассы.

Поэтому деревянные или пластмассовые детали конструкции крайне не желательны, за исключением стола, и то здесь диаметр отверстия через которое пропущена проволока должно быть достаточно большого диаметра чтобы при работе проволока не соприкасалось с его краями.


Замену транзистору IRF540 можно найти по справочнику.

Все конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение не ниже напряжения питания схемы.

Стабилитрон VD3 - импортный, он маркирован «12V», его можно заменить любым импортным или отечественным стабилитроном на напряжение 10-15V.

Диоды 1N4148 можно заменить на КД522 или КД521, а так же импортные многочисленные аналоги.

Практически все собрано на одной печатной плате. Плата выполнена из фольгированного стеклотекстолита. Расположение печатных дорожек с одной стороны. На рисунке показана разводка платы если смотреть со стороны разводки, а монтажная схема если смотреть со стороны деталей.

При работе с данным станком нужно не забывать о мерах пожарной безопасности. Длительный контакт перегретой проволоки с горючими материалами может привести к их возгоранию. Это касается и пенопласта с которым будете работать. Поэтому в помещении где будет производится работа с данным станком нужно иметь огнетушитель, а так же предусмотреть легкий способ быстрого отключения станка от сети при возникновении возгорания.