Безопасная резка пенопласта своими руками в домашних условиях. Самодельный станок для резки пенопласта Нож для пенополистирола своими руками

23.06.2020

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:

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

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.

Расчет и подготовка электрической части

Для безопасной работы аппарата нужно правильно смонтировать токопроводящие элементы, которые соединяют с источником электроэнергии через накидные клеммы. Чтобы порезать материал, можно использовать переменный или постоянный ток. Мощность источника рассчитывают исходя из того, что для эффективной порезки на 10 мм проволоки понадобится до 2,5 Вт (для 500 мм - 125 В).

Напряжение тока пропорционально сопротивлению и рассчитывается по формулам или таблицам. Но в среднем при диаметре проволоки 0,8 мм, длине 500 мм и сопротивлении 2,2 Ом понадобится источник тока напряжением 12 В с током нагрузки 12 А. Изменение длины в большую или меньшую сторону потребует и аналогичного повышения или снижения напряжения при той же силе тока.

Источники электроэнергии и схема подключения

Безопасную порезку обеспечивает подключение к обычной бытовой сети 220 В через автомобильный трансформатор. Для регулировки напряжения в единственной первичной обмотке предусмотрена ручка, с помощью которой перемещают графитовое колесо и снимают напряжение с соответствующего участка. Изменять этот параметр можно в пределах от 0 до 240 В. Подключение к источнику тока осуществляется через клеммную коробку.

При подключении самодельного станка для разрезания пенопласта к электросети нужно убедиться, что фаза не приходится на общий провод. Все необходимые параметры и схему подключения можно найти на корпусе трансформатора. До подключения к сети нужно проверить работоспособность устройства с помощью мультиметра.

Более простой вариант подачи тока на проволоку заключается в использовании обычных понижающих трансформаторов с отводами от вторичных обмоток. В таком случае не придется подбирать величину напряжения , поскольку это значение всегда постоянно и достаточно для нагрева проволоки до нужной температуры. Подобрать нужное значение можно при первоначальной настройке трансформатора, предусмотрев в цепи определенное количество витков обмоток.

Нагреть проволоку для порезки пенопласта можно и с помощью бытовых приборов. При этом учитывают следующие нюансы:

Нужно учитывать, что режущий инструмент под напряжением сразу будет горячий, поэтому к нему нельзя прикасаться для проверки температуры.

Чтобы изготовить термонож для пенопласта или поролона, не потребуется значительных затрат сил и времени. Для этого подойдет проволока практически любого диаметра, но при неизвестных параметрах (диаметр, сопротивление) наращивать мощность нужно постепенно, подключая сначала маломощные источники тока. Большое значение имеет надежная изоляция контактов и контроль положения фазы, которую нельзя подключать к проволоке.

Пенопласт – это долговечный, легкий и очень хороший теплоизоляционный материал. Выполнять с ним работы очень просто. Но есть и некоторые нюансы в работе с данным материалом.

Поскольку его изготавливают в виде плит больших размеров, то очень часто нужно прибегать к их обрезке. Сделать это можно, используя и обычный нож, но им, как ни старайся аккуратно это выполнить, не получится.

А все потому, что при механическом воздействии будет происходить нарушение структуры пенопласта. Именно потому специалисты рекомендуют для таких действий использовать исключительно резчик или, как еще его называют, резак для пенопласта.

Такой многофункциональный инструмент можно, конечно же, и купить, но если вы сделаете его своими руками, то сможете приспособить под свои потребности и, конечно, же, сэкономите деньги.

Если же вы планируете работать с резаком в промышленных целях, то все же лучше купить электрический прибор, который будет предназначен для больших и частых нагрузок.

Как сделать самостоятельно

Необходимость в резаке может возникнуть в любой момент, если вы довольно часто делаете какие-либо дела по дому. Возможно, кто-то сталкивался с тем, что необходимо сделать деталь, прибегая к специальной форме для отливки эпоксидной смолой.

И чтобы выполнить это, нужен будет кусок пенопласта. К примеру, можно использовать пенопласт от упаковки телевизора. На нем необходимо расчертить с помощью линейки, циркуля и шариковой ручки места, где в дальнейшем надо будет сделать отверстия.

Вот тут-то и возникает потребность в электрическом резаке. Ведь выполнить данное действия, не испортив лист пенопласта, будет сложно без такого инструмента. Рассмотрим один из вариантов, как же сделать устройство такого типа в домашних условиях.

Самодельный прибор для порезки может быть различной конструкции. Именно от нее и типа резки будет зависеть, как именно резак справляется с поставленными целями.

Виды

Перед тем как начинать делать резак, вам стоит определиться, с какой целью он вам нужен, ведь в зависимости от целей, они делятся на несколько групп:

с рабочей пластиной из металла ;
для линейной резки;
для фигурной резки.

Этапы создания

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

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

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

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

Поэтапное изготовление терморезака

Изготовить терморезак можно с использованием выжигателя или паяльника и старого лобзика. Рассмотрим изготовление такого устройства пошагово:

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

Обратите внимание: такие участки в обязательном порядке необходимо изолировать.

1. После того, как все выполнено можно подключить терморезак. Старый лобзик распилить пополам. В верхнюю часть надо прикрепить заблаговременно подготовленную пластину-лапку на винты. А вот низ крепим к основанию, используя саморезы.
2. Вставить втулку в лапку. Теперь с особым вниманием надо из отверстия по отвесу, либо угольнику, отметить точку под отверстием втулки. Далее сверлим отверстие в основании. Диаметр отверстия в основании должен составлять около 5 мм.
3. Терморезка. Итак, когда все готово, надо расправить нихромовый провод. Для этого вам стоит включить на всю мощность выжигатель и проводами от него коснуться нихромки. Все нужно сделать таким образом, чтобы между проводками осталось расстояние, равное высоте устройства. Если нить не нагревается, но при этом выжигатель начинает гудеть, найдите более тонкую проволоку. Это необходимо, потому что у выбранной вами недостаточное сопротивление.

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

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

Применение

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

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

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

Пенопласт – хороший теплоизолятор, отличающийся долговечностью и небольшим весом. Он используется для создания разнообразных форм, заготовок и моделей, в качестве превосходного утеплителя. Работать с ним достаточно просто. Но нередко такой материал выпускается в виде блоков с большими геометрическими параметрами. Разрезать их пилой либо ножом очень неудобно. Изделия крошатся, что нарушает их структуру.

Проблему с раскроем теплоизоляционного материала решает резак для пенопласта, нередко называемый резчиком. Его можно приобрести в строительном магазине либо сделать самостоятельно. Во втором случае домашний мастер получает в свое распоряжение инструмент, который подходит ему по всем параметрам.

Элементарный резчик – полчаса и готов!

Самый простой инструмент для раскроя листов пенопласта (вспененного полистирола) изготавливается без малейших затруднений при помощи 4–5 батареек для электрофонарика и обычной гитарной струны. Процесс создания резчика будет следующим:

элементы питания последовательно соединяются между собой в один блок;
к торцам получившегося модуля фиксируется струна для гитары.

В результате этих действий получается инструмент с электрической замкнутой дугой. Ток, проходя по ней, станет разогревать струну. На участке ее соприкосновения с раскраиваемым материалом будет наблюдаться процесс плавления и разрезания листа пенополистирола на две части.

Для работы описанного самодельного термоножа необходим нагрев струны до 130–150 °С. С помощью такого простейшего инструмента можно раскроить 1–3 блока пенопласта. Применять его для резки большого количества листов нецелесообразно из-за того, что элементы питания будут очень быстро садиться.

Разновидности электрических термоножей и их особенности

Если мастер использует пенопласт регулярно и выполняет большие объемы работ, ему желательно сделать своими руками инструмент, который функционирует от бытовой электрической сети. Такие самодельные термические ножи, не требующие отдельных зарядных устройств, используются для:

линейной резки;
фигурного раскроя.

В качестве рабочего термоэлемента в них применяется нихромовая нить либо пластина из металла. Обязательным блоком подобных приборов является трансформатор, понижающий напряжение (рисунок 1). Его обмотки должны соответствовать далее приведенным требованиям:

сечение кабелей – от 1,5 мм;
напряжение – от 100 В (первичная обмотка), 15 В (вторичная).

Специалисты рекомендуют подключать понижающий аппарат к автотрансформатору (ЛАТР), который позволяет плавно настраивать выходное напряжение. Если приобретать такой дорогостоящий прибор нет желания, можно поступить иначе:

поставить переключатель на отводы вторичной обмотки;
оснастить понижающий трансформатор реостатом.

Устройство для линейной резки – как сделать?

Самодельный термонож для раскроя плоских листов вспененного пенополистирола представляет собой простую конструкцию. Принцип ее создания поймет любой народный умелец.

Основа сооружения – рама, сделанная из стального профиля либо деревянных брусков. В нижней ее части монтируется рабочая поверхность из древесностружечных плит, фанеры большой толщины. Некоторые мастера используют листы текстолита для ее сооружения.

Функцию рабочей поверхности может выполнять и обычный стол либо верстак. Тогда необходимость в раме отпадает. А сам процесс сооружения конструкции выглядит следующим образом:

На столе (иной ровной поверхности) монтируются две вертикальные опоры, которые закрепляются изоляторами.
К последним через электроконтакты подключают трансформатор для понижения напряжения.
Между изоляторами протягивается нихромовая проволока. К ней подвешивается специальный груз. Он нужен для натяжения нити.

Функционирует такой резак для пенопласта просто. Электроток проходит по нити, разогревает ее, что приводит к растяжению проволоки. Груз не позволяет последней провисать.

Нагретая нихромовая нитка легко разрезает по горизонтали блок пенопласта, который перемещается руками. В результате этого получаются плоские листы утепляющего материала. Их толщина определяется дистанцией, отделяющей натянутую проволоку от рабочей поверхности стола.

При выполнении описанной операции важно обеспечить подачу пенополистирола с максимально равномерной скоростью.

В случаях, когда материал необходимо кроить вертикально, конструкция резчика немного видоизменяется. Раму требуется дополнительно оснастить лапой-держателем. Подвесить к нему нихромовую нить и грузик, пропустив последний через предварительно просверленное в столе отверстие. В него желательно установить полую трубу из металла, которая защитит мастера от ожогов при нагревании проволоки.

Правила изготовления инструмента для фигурного раскроя

Если резке в домашних условиях будут подвергаться большие по толщине либо геометрическим размерам листы пенопласта, не помещающиеся на рабочую поверхность из-за своих параметров, рекомендуется сделать термонож из слесарной ножовки или ручного лобзика. Работы выполняются так:

Режущее полотно лобзика (ножовки) снимается.
К ручке инструмента подсоединяется электрокабель.
Нихромовая проволока изгибается под заданным углом.
Фигурно согнутая нить устанавливается на место, где раньше размещалось полотно, и фиксируется гайками и винтами.

Все металлические элементы на самостоятельно сделанной конструкции изолируются. При желании можно сразу изогнуть под разными углами несколько нихромовых полотен. Тогда фигурная резка будет проходить более комфортно.

Пенопласт является универсальным материалом. Применяется в строительстве (утеплитель), в производстве (ремонте) бытовых электроприборов, дизайне помещений, рекламе. Одна из основных характеристик материала – плотность. Чем выше этот показатель, тем прочнее материал. Однако это здорово влияет на цену.

При использовании материала в качестве наполнителя для утепления стен, обычно выбирается самая неплотная структура (по причине низкой стоимости). Однако рыхлый пенопласт сложно обрабатывать – при раскрое он сильно крошится, создавая сложности при уборке мусора.

Нож для резки пенопласта должен быть тонким и острым, но это не спасает от разрушения кромки. Даже если вы работаете на улице, разлетающиеся мелкие шарики засоряют окружающую среду.

Поэтому профессиональные строители производят резку пенопласта нихромовой проволокой или горячей пластиной. Материал легкоплавкий, несмотря на пожарную безопасность.

Важно! При выборе утеплителя, обратите внимание на характеристики. Там должно быть указано: «самозатухающий». Такой пенопласт отлично режется с помощью температуры, но при пожаре он не станет источником горения .

Промышленный аппарат для резки пенопласта может обрабатывать листы любого размера, кроить материал как поперек, так и вдоль массива.

Однако резка пенопласта в домашних условиях не предполагает подобных объемов и размеров. При ремонтных работах в своем жилище (или гараже) вполне достаточно компактного термического ножа. Он легко справится как с линейным раскроем, так и с фигурной подгонкой плит, при укладке на участках со сложной формой.

Любой инструмент имеет стоимость, и всегда есть возможность сэкономить на покупке.

Приспособления для резки пенопласта своими руками

Для линейного раскроя отлично подходит гильотина. Только воздействие будет не механическим, иначе образуется много мусора. Используем проверенную технологию – резка пенопласта натяжной разогретой струной.

Требуемые материалы

Нихромовая (вольфрамовая) нить
Источник питания, желательно регулируемый
Любые конструкционные материалы: брус, металлический профиль, труба, для изготовления натяжной рамки
Мебельные направляющие для ящиков.

На столе, верстаке, или иной ровной поверхности, устанавливаем вертикальные стойки для крепления гильотины. С помощью мебельных направляющих, закрепляем рамку резака таким образом, чтобы она двигалась без перекосов. Обе стороны должны перемещаться синхронно.

Самая ответственная часть резака – проволочный механизм. Первый вопрос: где взять материал. Нихром можно приобрести в магазинах, торгующих радиодеталями. Но поскольку мы стремимся к условно бесплатной конструкции – поищем альтернативу.

Старый паяльник. Модели производства СССР, рассчитанные на 36-40 вольт, можно найти в любой домашней мастерской. Обмотка нагревателя – отличный донор для нихромовой гильотины. Правда, длина проволоки не более метра.
Утюг с классическим спиральным нагревателем. Проволока более толстая, подойдет для линейного раскроя. Фигурная резка допустима, при невысоких требованиях к точности.
Спиральные нагреватели от фена, или тепловентилятора. Принцип тот же, для точного раскроя не подходят.

Обратите внимание

Совет: При распрямлении спирали, не следует тянуть проволоку вдоль пружины. Могут появиться петли, и нить лопнет. Лучше разматывать витки как с катушки ниток. Можно надеть спираль на гвоздь или карандаш, и тянуть проволоку поперек витков.

Принцип работы рамки изображен на схеме

Проволочный резак должен быть электрически изолирован от рамки. Поэтому она может быть сделана из металла. Важно обеспечить постоянное натяжение проволоки. При нагреве нихром расширяется, прибавляя в длине до 3%. Это приводит к провисанию струны.

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 с организацией подачи питающего напряжения для разогрева нихромовой струны до нужной температуры. Это препятствие преодолимо, если разобраться в физике вопроса.

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 мм 2 . Поэтому пришлось каждый из проводов сделать из двух сечением 1 мм 2 , соединенных параллельно.

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.