Устройство для резки пенопласта с нихромом и подключением через трансформатор: как собрать своими руками

Самостоятельная сборка порезочного станка

Ручная обработка пенопласта возможна в домашних условиях и небольших мастерских с помощью простого прибора, собранного из подручных материалов. Экструдированный пенополистирол отличается достаточно плотной структурой, поэтому резать плиты можно металлическим инструментом, нагретым до определенной температуры. В качестве режущей поверхности подойдет проволока, подающая электрический ток, с подводом которого и связана основная трудность сборки.
Самостоятельно изготовленный станок позволяет из обычного пенопласта для упаковки получить плитки или бруски подходящей толщины с дальнейшим их применением в тех или иных конструкциях. Таким устройством можно раскраивать еще и поролон или аналогичные материалы, которые нужны для изготовления или ремонта мягкой мебели. Компактные размеры приспособления для резки пенопласта своими руками с помощью нихрома позволяют установить станок в маленькой мастерской или даже на балконе.

Для резки пенопласта в домашних условиях понадобится конструкция, которую можно собрать из простых материалов, доступных в любом строительном магазине. Предварительно нужно определить параметры каждого элемента с учетом размеров плит пенопласта, которые придется обрабатывать. В большинстве случаев достаточно следующих деталей:

1. Основание из плотной фанеры, ДСП или массива. Можно заказать новые детали или использовать элементы старой мебели (двери, стенки, полки). Для работы с пенопластом достаточно основания 400 x 600 мм.
2. Струна или проволока в виде термоножа для пенопласта.
3. Металлические стойки, винты, пружины или обычные гвозди для фиксации проволоки. Высота установки резака зависит от предполагаемой толщины готовых плит.
4. Крепления для деталей на основании. Достаточно нескольких саморезов, которыми фиксируют элементы конструкции.

Чтобы собрать терморезак, понадобится до одного часа рабочего времени. Каждый из элементов конструкции можно быстро заменить в процессе ремонта или расширения возможностей приспособления.

Алгоритм действий

Для изготовления приспособления под порезку пенопласта или аналогичных материалов нужны самые обычные инструменты (молоток, отвертка, плоскогубцы). Работать можно в любом месте с достаточным пространством (балкон, комната, прихожая, гараж и т. д. ). Никакого участия помощников или сторонних специалистов не потребуется.

Сборка осуществляется в следующем порядке:

1. Разметить основание под сверловку отверстий, если планируется установка металлических стоек.
2. В основе просверлить отверстия соответствующих диаметров под винты-стойки. Если предполагается временная конструкция с обычными гвоздями, то ничего сверлить не придется.
3. На винтах или гвоздях под самой головкой сделать проточки для надежного закрепления проволоки. Предварительно резьбу на винтах закрыть пластиковой трубкой, а затем зажать винт в патроне электродрели, закрепить на рабочем столе надфиль подходящего размера и проточить канавки.
4. Чтобы исключить провисание проволоки, нужно подготовить пружины, которые можно взять из старых механизмов или изделий.
5. Струну для резки пенопласта нихромовой проволокой через медные проводники сечением более 1 кв. мм соединить с источником тока (до 10 А). Фиксацию осуществляют скруткой с дальнейшим обжатием проволоки.
6. В основании проделать отверстия под проводку, чтобы исключить перегибание проводов при выполнении работ или хранении оборудования.

К основе можно прикрепить ножки, что повысит устойчивость при резке пенопласта струной.

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.

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.

Практические схемы станков для резки пенопласта

Благодаря очень низкой теплопроводности и небольшой температуре плавления пенопласт довольно легко можно резать даже не раскалённой, а просто разогретой до температуры плавления металлической режущей кромкой или проволокой. Поэтому приведенная ниже схема станка не представляет особой опасности для окружающей среды и человека, но работать на нем следует с осторожностью, из-за риска получить ожог.

Станок для резки пенопласта нихромом

Конструктивно аппарат для резки пенопласта состоит из четырех основных деталей:

1. Станины с опорами для натяжения проволоки;
2. Блока питания;
3. Нихромовой проволоки с системой натяжения.

Наилучшим материалом для изготовления станины станка будет толстая фанера и планки из стеклотекстолита или гетинакса. Устройство станка приведено ниже.

Для удобства работы станина изготавливается из листа фанеры шириной не менее 60 см. На краях рабочей плоскости станка на стеклотекстолитовых опорах крепятся две резьбовые шпильки высотой 150 мм.

С обратной стороны фанерного основания к одной из шпилек подключается первый контакт от блока питания.

Совет! В качестве блока питания лучше всего использовать обычный ЛАТР.

Пенопласт можно резать металлическим ножом, разогретым до 270-300оС. Чтобы обеспечить хорошую скорость резки, нихромовую нить необходимо разогревать до 500оС. Реальные условия и температуру резки на станке придется подбирать регулировкой ЛАТРом рабочего напряжения.

В качестве рабочего инструмента используется нихромовая проволока 0,7-1 мм. Ее закрепляют на стойках-шпильках станка с помощью натяжной пружины, при этом второй контакт необходимо закрепить, как на фото, к «уху» проволоки. Если медную жилу просто прикрутить к пружине или шпильке станка, то в процессе работы ток разогреет пружинную сталь, и через определенный промежуток времени система натяжения выйдет из строя.

Оптимальным решением для крепления нихромовой нитки будет использование керамических фаянсовых бочонков, применяемых для навесного монтажа электропроводки. В этом случае раскаленная нить не передает часть тепла на стальные стойки, соответственно, не образуются холодные зоны проволоки в местах крепления.

Для резки нихромом потребуется ток силой не менее 10А, для провода диаметром в 0,7 мм и длиной 60 см рабочее напряжение составит 18-20В, проволоку толщиной в 1мм нужно подключать к 12В. При запуске станка необходимо ЛАТРом установить 50% рабочее напряжение и плавно поднимать его поворотом рукоятки на блоке питания. Как только цвет нихромовой проволоки станет приобретать темно-малиновый цвет, можно приступать к резке.

Если крепления нихромовой нитки сделать скользящими, то можно выполнить резку пенопласта под углом, как на фото.

После резки поверхность пенопласта далека от идеала и напоминает шероховатую необработанную обрезную доску. Такие плиты легко приклеиваются монтажной пеной или битумной мастикой к кирпичу, бетону или даже к металлу.

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

Что такое пенопластовые плиты

Пенополистирол, это второе название пенопласта, состоит из воздушных пузырьков, заключенных в пластиковую оболочку. Они склеены между собой и образуют массу с небольшой плотностью. Воздуха в каждой плите материала порядка 95%. Именно поэтому материал хорошо задерживает звук и тепло. Но при этом крошится, ломается и гнется при механическом повреждении, не выдерживает высоких температур, легко воспламеняется. 

Несмотря на это пенополистирол широко используется в качестве изолятора. Кроме хороших изоляционных свойств, он отличается простотой монтажа. Малый вес при значительных размерах облегчает установку, не нагружает строительную конструкцию. Плиты не боятся повышенной влажности, в них не селятся насекомые и микроорганизмы. Однако почти все технические жидкости, включая кислоты, щелочи, растворители и некоторые разновидности клеев разрушают структуру пенополистирола.

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 диаметраДиаметр нихромового провода, мм Погонное сопротивление, Ом/м

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
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.

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.

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.

Технология 3D-резки пенопласта

Пенополистирольную продукцию стали широко использовать в маркетинговых и декоративных целях. Из пенополистирола делают логотипы компаний, вырезают названия, различные фигурки, элементы декора и пр. Поэтому 3D-резка приобрела широкую популярность. Использование пенопласта позволяет сэкономить средства и в то же время получить качественный и долговечный продукт.

Объемная резка осуществляется на специальных станках. Они раскраивают материал с помощью длинных струн или лазера и позволяют придать пенопласту любую форму.

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

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.

Как подобрать режущую проволоку

Подходящий резак можно сделать из нихромовой проволоки (Х20Н80), которая применяется в конструкции большинства бытовых приборов в качестве нагревательного элемента. По механическим характеристикам нихром сравним с обычной сталью, при этом отличается большим удельным сопротивлением и пределом нагрева до температур +1200 ºC. Для изготовления приспособлений под порезку доступна проволока диаметром до 10 мм.

Точная и плавная резьба пенопласта возможна при нагреве линии реза до температуры, которая в два-три раза превышает порог плавления (+270 ºC). Следует учитывать, что такой процесс предполагает расход энергии и на поглощение тепла самим материалом пропорционально его плотности. Поэтому для эффективной и безопасной резки нужно подобрать проволоку подходящей толщины, чтобы исключить расплавление металла при максимальном нагреве.

Чем и как резать пенопласт, чтобы он не крошился

Особенности строения материала объясняют сложности при его резке. Пластиковые пузырьки неплотно соединены между собой, при нажатии они достаточно легко отламываются. В процессе нарезки их появляется очень много. Отделившиеся от основы шарики электризуются, что значительно затрудняет уборку. Иногда от последствий разрезания пенопластовых изделий не удается избавиться несколько дней.

Это нужно учесть, выбирая методику и инструмент для резки пенопласта. 

Какие инструменты используют для резки

• Острый тонкий нож, например, канцелярский.
• Ножовка по дереву либо по металлу.
• Угловая шлифмашина, она же болгарка.
• Паяльник.
• Тонкая струна из металла.
• Профессиональный станок или его самодельный аналог.
• Терморезак.

Выбор инструментов определяется объемом предстоящих работ и степенью их точности. Так, применение холодных приспособлений гарантирует, что материал будет крошиться в большей или меньшей степени. Термоинструменты дают ровный срез без мусора, но их цена высока. Не каждый может себе их купить. Разберемся, как работать разными инструментами. 

Резка без термических приспособлений

Если не требуется своими руками вырезать из полистирола фигуру сложной формы или выполнить фигурный рез, можно смело разрезать его ножом или резаком. Главное, чтобы длина его лезвия была больше, чем толщина плиты. Иначе срез может получиться бугристым и кривым. При стыковке утеплителя на этих участках образуются мостики холода, что снизит качество утепления. Поэтому лучшим инструментом для разрезания пластин толщиной до 40 мм считается обычный канцелярский нож-резак.Для резки более толстых плит выбирают ножовку. Для работы кроме инструмента понадобится еще длинная металлическая линейка либо ровная рейка, маркер и рулетка. 

Правильный процесс работы

1. Кладем пластину на прочное основание. Так, чтобы она на нем не «играла».
2. Проводим разметку. С помощью рулетки отмеряем и маркером по линейке намечаем линию, где будем отрезать.
3. Лезвие желательно немного подогреть, так оно будет резать лучше. Прижимаем направляющую к намеченной линии, делаем разрез. Если пласт слишком широкий, выполняем надрез с одной стороны, затем переворачиваем его и делаем еще один разрез точно напротив первого. Затем резким движением обламываем пластину. 

Некоторые мастера рекомендуют периодически подтачивать нож, он очень быстро тупится в процессе резки. Разрезание пенополистирола ножовкой любого типа ничем не отличается от работы ножом-резаком. Важно, чтобы длина полотна превышала толщину пластины, а зубцы пилы были как можно более мелкими. Двигать полотно надо очень плавно, стараться избегать рывка. Иначе образуется много пенопластовых опилок. 

Иногда используют болгарку. Она режет точно и быстро, но оставляет большое количество мусора. Для работы лучше выбирать диск с мелкими зубцами, однако это не спасает от опилок. Острые детали вращаются с высокой скоростью, что объясняет значительные разрушения структуры материала. Многое зависит от мастера, но чаще срез получается рваный. Похожий результат дает электрический лобзик. 

Самый ровный срез даст струна для резки пенопласта. Это обычная проволока, диаметром не больше 0,5 мм. К ее концам прикрепляются ручки. Два человека берут их в руки, устанавливают струну на намеченную линию и плавно перетирают материал, придерживаясь разметки. Двигаясь, металл нагревается, он плавит пластик на участке разреза. Поэтому край удается порезать ровно с минимальным количеством мусора. Правда, времени на это уходит очень много. 

Как разрезать пенопласт термическими приборами

Для прямых резов вполне достаточно ножа или пилы, но фигурные вырезы ими сделать не получится. Их выполняют специальным оборудованием, принцип работы которого связан с нагревом режущего лезвия. К нему подключаются электроды, на которые в момент активации подается напряжение. Резак нагревается и легко плавит пенопласт, вырезая заданные фигуры или линии. Такие станки используются профессионалами.Покупать профессиональный прибор для резки пенопласта для однократного использования не выгодно. Если есть такая возможность, его лучше одолжить либо взять в аренду. Но чаще всего в домашних условиях применяют самодельные устройства. С их помощью осуществляют резку нихромовой проволокой на станке или самостоятельно собранным терморезаком. Еще используют обычный паяльник, жало которого расплющивают или закрепляют на него небольшое лезвие. 

В любом случае сначала размечают пластину. Затем включают устройство, ждут, пока резак нагреется. После этого аккуратно проводят им по намеченной линии, выполняя точный и ровный рез. Проще всего это сделать терморезаком, сложнее паяльником. Чтобы получилось правильно, желательно немного потренироваться с приспособлением на бракованных или не нужных фрагментах материала. 

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.

Как собрать самодельное термическое оборудование

Чтобы своими руками собрать станок для резки пенопласта, понадобятся трансформатор понижающего типа либо реостат, подходящие клеммы с изоляторами, проволока из вольфрама либо нихрома диаметром 0,2 мм, пружины и рама. Последнюю берут в готовом виде либо изготавливают самостоятельно из подручного материала. 

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.