Komplexní průvodce regulátory k řezačkám polystyrenu: Jak dosáhnout přesného řezu a minimalizovat odpad

Polystyren je dnes běžně používaným materiálem, nejvíce jej najdeme ve stavebnictví pro zateplení budov, používá se ale také například v modelářství, nábytkářství i jako dekorativní materiál. Při práci s polystyrenem se vždy dostaneme do místa, kdy je potřeba polystyrenový blok upravit do požadovaného tvaru. Vyříznout do obložené zdi žlábek pro zabudování třeba elektrických kabelů není pro řemeslníka vůbec nic příjemného. Nebo to jde i jinak?

Tradiční metody řezání a jejich nevýhody

Pokud zabrousíte do diskusí na internetu, dozvíte se, že polystyren lze řezat několika způsoby. Při řezání klasickou pilkou nebo nožem z polystyrenu odletují kuličky na všechny strany. Kuličky se navíc pěkně elektrizují a třeba na koberci pak drží jako přilepené. Nehledě na to, že samotný řez vypadá příšerně. Při použití ruční pilky či nože budou okraje řezu roztřepané a otrhané. Navíc způsobíme okolo sebe velký nepořádek, protože od nás budou odlétat částečky lehkého materiálu, které se i při nepatrném vánku rozletí do širokého okolí. Jediným řešením, jak polystyren řezat za studena, je opravdu velmi velmi ostrý nůž (ideálně s výměnnou čepelí). I tak je nutné řezat opatrně a hlavně pomalu. A na řezání silnějších desek a bloků můžete stejně zapomenout.

Při použití elektrické pily (např. přímočarky) se sice dostaneme ke skoro přesnému řezu, ale bohužel se neobejdeme bez odlétajících částeček. Při řezání polystyrenu se však neobejdeme bez velkého množství odpadu v podobě odlétajících kuliček a prachu.

Tavné řezání: Moderní a efektivní řešení

Mnohem lepší je řezání za tepla. Nejvhodnějším a nejvíce doporučovaným způsobem řezání je řezání odporovým drátem. Zbavíte se prachu a řezání se stává jednoduchou záležitostí. Takové udělátko s použitím např. autobaterie si doma vyrobí šikovný kutil sám, profesionál si pořídí něco kvalitnějšího i spolehlivějšího - tavnou řezačku.

Princip fungování tavné řezačky

Principem tavného řezání je průchod elektrického proudu přes řezací odporový drát či nůž, který je tímto rozžhaven a řezaný materiál je ve skutečnosti taven. Díky tomuto způsobu se však dá z jinak netvárného materiálu vytvořit i zaoblené tvary s čistými zakončenými hranami. Při vedení řezu je důležitá především teplota odporového drátu či nože, rychlost řezu nelze ve většině případů ovlivnit, jelikož při průchodu nože řezaným materiálem dochází k jeho chladnutí. Vytvarování žlábku do polystyrenového obložení tedy může být velice jednoduchá a čistá záležitost. Vytvarovat lze i zaoblené rohy či například číslice nebo písmena.

Čtěte také: Jak správně lepit polystyren

Typy tavných řezaček a jejich využití

Jednotlivé typy řezaček se také liší způsobem, jakým dochází k jejich ohřevu. Takový ruční nástroj je napájen buď přímo z elektrické sítě, nebo pro profesionální použití vhodnějším napájením přes externí zdroj, díky kterému je možný nepřetržitý provoz řezačky. Při výběru typu řezačky je nutno myslet na to, pro jakou práci budeme nástroj používat.

  • Ruční řezačky: Využijeme při rychlém a precizním řezu. Díky ručnímu způsobu užití je možno dosáhnou vysoké přesnosti a variability. Dodávka včetně prohlášení o shodě CE a návodu. Řez do tloušťky PS až 200 mm. Vhodné na rovné řezy, vykrajování atd.
  • Samostatně stojící řezačky (stacionární): Využívají se zejména pro vícečetnou práci, jakou je například řezání polystyrenových bloků.
  • Výrobní řezačky: Jsou užívány např. pro formátování velkých bloků.
  • Stavební řezačky: Jsou používány, jak už nám napovídá jejich název, na stavbách - tedy například řezání zateplovacího polystyrenu o různých tloušťkách. Jsou určeny k práci na stavbě a jsou vhodné i pro trvalé použití. Vyhovují platným předpisům a normám.
  • Hobby a modelářské řezačky: Ty používáme např. při vyřezávání různých jemných tvarů, zaoblin a výřezů.

Řezačka je vhodný nástroj nejen pro profesionály, ale i pro kutily.

Použití tavných řezaček pro různé materiály

Tavné řezačky však nejsou vhodné pouze pro řezání polystyrenu, ale i k řezání dalších materiálů, jako je např. styrofoam a další pěnové hmoty, ABS, EPDM pryže, odlehčený polystyren EPS, polymery PA, PE, PP, PU, PVC a další. Obecně jsou tavné řezačky vhodné zejména pro řezání polotovarů, zatavení obrobků, odstraňování otřepů lisovaných dílů, výrobu těsnění, oddělování vtokových kanálků, řezání fólií za tepla, začišťování dílů interiéru v automobilovém průmyslu, zpracování izolačních materiálů, modelování polystyrenu, začišťování látek, řezání textilních pásek, řezání gumy atd.

Na tavné řezačky můžete zakoupit různé náhradní čepele a broušené planžety, které jsou vhodné např. pro řezání polotovarů, zatavení obrobků, odstraňování otřepů lisovaných dílů, výrobu těsnění, oddělování vtokových kanálků, řezání fólií za tepla, začišťování dílů interiéru v automobilovém průmyslu, zpracování izolačních materiálů, začišťování látek, řezání textilních pásek, řezání gumy, modelování polystyrenu a mnoho dalších aplikací.

Regulace teploty a výkonu řezačky

Mohlo by se zdát, že plynulá regulace odporové pily je spíše luxusem, než praktickou vlastností. Ale není tomu tak. Klíčovou součástí pily je řezací struna. Zde existuje několik možností. Asi každého napadne použití odporového drátu. V popisku každého drátu je uveden i jeho měrný elektrický odpor na jeden metr. V závislosti na typu, délce a průměru struny se volí napájecí napětí v rozmezí 5 - 30V a proud od 1 do 10A.

Čtěte také: Tipy pro efektivní řezání polystyrenu a spádování

Proč je regulace důležitá?

  1. Delší životnost struny: Přispívá k delší životnosti (zejména ocelové) struny. Lze nastavit optimální výkon pro danou strunu. V žádném případě se ocelová struna nesmí rozsvítit do červena. Oproti ovládání pily stylem ZAP/VYP je mnohem šetrnější zapnout zdroj se staženou regulací a na požadovaný výkon pomalu vytočit potenciometr regulátoru. Naopak před vypnutím je vhodné pomalu stáhnout regulaci na minimum a teprve poté vypnout zdroj.
  2. Přesnost řezu: Regulaci výkonu využijeme i při řezání různých druhů polystyrenu. Existuje polystyren hrubozrnný s velkými kuličkami, na který stačí menší výkon. Při velkém výkonu pily vzniká široká řezná spára a řez je nepřesný. Struna musí polystyrenem procházet hladce bez zadrhávání, jako nůž máslem. Příliš široká spára značí zbytečně velký výkon (teplotu struny).

Regulace teploty umožňuje tepelný nůž nastavit na jednu z 5 různých teplot: 120°C, 220°C, 330°C, 400°C a 450°C dle řezaného materiálu. Je také vybaven zarážkou na které si můžete nastavit maximální hloubku řezání do materiálu a protiskluzovou ergonomickou rukojetí pro příjemné držení při práci.

Konstrukce PWM regulátoru

Plynulou pulsně šířkovou (PWM) regulaci s obvodem NE555 lze efektivně využít. PWM regulátor je umístěný v kovové krabičce starého opticko-metalického převodníku, na něm je tavnou pistolí přichycena DPS s můstkovým usměrňovačem a vyhlazovacími kondenzátory. Jako kryt PWM regulátoru lze použít 3l kanystr (kapalina do ostřikovačů), protože má dostatečnou tuhost a ucho na přenášení se hodí.

Základem zdroje pro pilu je zařízení, které původně sloužilo jako napájecí zdroj pro galvanizaci v nějaké laboratoři. Kromě skříňky s krásně archaickými ručkovými měřidly obsahoval zdroj kvalitní transformátor se sekundárem 10V/10A s odbočkou 5V, který se ukázal jako ideální pro řezačku polystyrenu. Původní regulace pomocí výkonových rezistorů byla nahrazena plynulou pulsně šířkovou (PWM) regulací s obvodem NE555. Jedinou změnou v zapojení je použití jednoduchého stabilizátoru se zenerovou diodou namísto původního stabilizátoru s obvodem 7812. Zenerka byla použita proto, že se využila i odbočka 5V na trafu a při tomto napětí by integrovaný stabilizátor již nefungoval. Zdroj tak má dva přepínatelné rozsahy (5V a 10V) a na každém rozsahu lze výkon regulovat v rozmezí cca 5 - 95%. Lze tak používat různé typy a průměry řezacích strun.

Pro výrobu "bublinových" letadel jsem potřeboval jednoduchou a levnou řezačku s PWM regulovaným zdrojem napětí, který by měl univerzální využití i pro jiné účely. Rámy řezačky jsem v úmyslu dělat tři. První bude ruční řezačka na malé obrobky s šířkou cca 20cm. Druhá bude rámová pila s šířkou 105cm pro oddělování metrových polystyrenových tabulí. Protože jsem ještě žádnou odporovou pilu nedělal a na internetu jsou informace o potřebném výkonu různé, budu svou řezačku dělat s dostatečnou výkonovou rezervou. Použil jsem proto transformátor ze staré UPSky, který dává při 105VA na sekundárním vinutí 8V AC. Což pokud dobře počítám je 13A na výstupu. Průřez vodičů sekundárního vinutí 4mm tomu i odpovídá. Usměrněním přes Grätzův můstek získávám 8x1,2=9,6V stejnosměrného napětí, které je potřeba vyhladit velkou kapacitou kondenzátoru. Přesnou kapacitu si vypočítat neumím a ani jsem to nechtěl vyhledávat na internetu, proto jsem použil 6 paralelně zapojených elektrolytických kondenzátorů 2,2mF/35V. 6x2,2= 13,2mF celková kapacita. Ten je založený na dvojitém časovači NE556 a pro spínání velkého proudu jsem použil výkonový tranzistor BUZ11, který umí sepnout až 30A. Pro případ většího zahřívání přišroubuji k tranzistoru kus hliníku. Schéma vychází z nějakého datasheetu. Pin č. 4 IO je Reset a sepnutím spínače SP1 začne klopný obvod kmitat. Frekvence kmitů se určuje kapacitou kondenzátoru. Vzal jsem první po ruce a běží to. Potenciometrem se reguluje výkon. Spínač startuje oscilátor na pin. Ještě dodělat stupnici regulace výkonu na potenciometru. Na regulaci by stačil jednoduchý obvod 555, není potřeba dvojitý 556, který je dražší a je využitý jen z poloviny. Ta filtrační kapacita je OK, zjednodušeně se říká, že na každý ampér odběru ze zdroje má být tak 1000 mikroFarad kapacity. Ale taky by stačilo dát napájení pro IO z můstku přes jednu sériovou diodu a za ní pak kondenzátor 100 mikroF - a pak by místo 6-ti kondenzátorů 2,2mF stačily bohatě dva (a pouze na 16V, které jsou levnější) - protože pro odporovou zátěž není tak dobrá filtrace nutná.

Parametry běžného tepelného nože
Parametr Hodnota
Napětí/frekvence 230V/50Hz
Příkon 220W
Pracovní teplota 120-450°C
Max. hloubka řezu 300 mm
Max. šířka řezu 1280 mm

Konstrukce odporové pily

Dále popisovaná pila vznikla právě pro potřeby řezání obkládacích kazet o rozměru 50 x 50 cm. Ovšem její využití je mnohem širší, například v modelářství, výtvarnictví či reklamě (vyřezávání velkých písmen). Základem pily je dřevěný rám zhotovený z lišt 35 x 5 mm a 30 x 15 mm. Pila tak připomíná klasickou dřevěnou rámovou pilu používanou truhláři. Také princip napínání je stejný. Oproti truhlářské pile, která se napíná zkrucováním sisalového provazu, slouží zde k napínání gumička, kterou je nastaven provázek spojující obě ramena. Napínání provazem by na strunu o průměru několika desetin milimetru bylo přeci jen dost. Na druhou stranu je stálé napínání nutné, neboť se struna při zahřívání protahuje a naopak. Proto je jedno z ramen pevné a druhé se volně otáčí kolem středového čepu. Díky dřevěné konstrukci není nutné řešit odizolování struny. Zároveň je pila velmi lehká. Struna se upíná pod velkoplošné podložky pomocí křídlových matic a její výměna je tak velmi snadná. Vzdálenost mezi rameny je u této pily 60 cm s ohledem na rozměry stropních kazet. Napájení struny je přivedeno pomocí dostatečně dlouhé dvoulinky, která je ke struně připojena pomocí kabelových ok pod hlavami šroubů.

Čtěte také: Správná montáž podlahového polystyrenu a doporučené tloušťky

Výběr řezací struny

Klíčovou součástí pily je řezací struna. Zde existuje několik možností. Asi každého napadne použití odporového drátu. Například firma GES dodává široký sortiment drátů z konstantanu, kanthalu a dalších materiálů pro teploty až 1200°C (tolik stejně na řezání polystyrenu nevyužijeme) o průměrech od 0,18 až 1,2 mm. Použití těchto drátů je možné a ani jejich cena není nijak závratná. Pohybuje se okolo 20 - 40,- Kč za metr drátu (dráty se většinou prodávají po metru). Vhodný materiál a průměr drátu je nutné zvolit na základě parametrů napájecího zdroje, který máte k dispozici. Obvykle se používá průměr okolo 0,5 mm. Další možností je použití obyčejné ocelové struny, kterou koupíte například v modelářských prodejnách za cenu okolo 10,- Kč. K dostání jsou obvykle struny o průměru od 0,2 do 1,0 mm. Kromě snadné dostupnosti a láce má ocelová struna výhodu v tom, že se méně protahuje při ohřívání. Poslední možností, kterou uvádíme spíše pro zajímavost, je použití struny do kytary.

Praktické tipy pro řezání polystyrenu

Při práci s polystyrenem existuje mnoho důvodů, proč dávat přednost řezání polystyrenu pomocí řezačky polystyrenu. Mezi největší výhody použití řezačky při práci s polystyrenem patří vytvoření přesného řezu a minimalizace odpadu na stavbě. Přesnost závisí na typu frézy, ale také na tloušťce polystyrenu.

Při řezání obkládacích kazet je ideální pilu se staženým regulátorem položit na kazetu položenou přes hranu stolu a přidáním výkonu nechat strunu vlastní vahou pily projet materiálem. Řez je pak krásně rovný, kolmý a čistý. Obecně je řezání s odporovou pilou naprosto čisté, bez jakýchkoliv odletujících nečistot.

Pro topenáře doporučujeme použít drážkovací a vypichovací stroj v polystyrenu. Pokud potřebujete mít frézu, která má vyměnitelné řezné nástroje, jsou pro vás drážkovače a vypichovače ideální. V našem internetovém obchodě naleznete řezačku na polystyren, která je ideální pro vytváření otvorů do polystyrenu. Pomocí této řezačky můžete vytvořit lehký a čistý řez, aniž by se na polystyrenové desce vytvářely polystyrenové kuličky a přebytečný prach.

tags: #regulator #k #rezacce #polystyrenu #informace

Oblíbené příspěvky: