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. Polystyren je fantastický materiál, ze kterého lze vyřezat jakýkoli tvar. Využívá se při zateplování budov, izolaci potrubí a dutin, modelářství, včelařství a při tvorbě kostýmů, vánočních ozdob, hraček či dekorativních prvků.
Tradiční metody řezání polystyrenu a jejich nevýhody
Při práci s polystyrenem se vždy dostaneme do místa, kdy je potřeba polystyrenový blok upravit do požadovaného tvaru. Pokud zabrousíte do diskusí na internetu, dozvíte se, že polystyren lze řezat několika způsoby.
Řezání nožem
- Nejjednodušší metodou je prosté krájení čepelí - kuchyňským nožem, skalpelem nebo odlamovacím nožíkem. Tato provizorní metoda je vhodná pouze pro rovné řezy.
- Při použití ruční pilky či nože budou okraje řezu roztřepané a otrhané.
- Nevýhod takového postupu je hned několik. Krájení za sucha provází nepříjemný skřípavý zvuk a břit nože se velmi rychle v polystyrenu tupí, takže musíte neustále ostřit nebo vyměňovat čepel.
- Navíc způsobíme okolo sebe velký nepořádek, protože od nás budou odlétat částečky lehkého materiálu, které se i při nepatrném vánku rozletí do širokého okolí.
- Při řezání polystyrenu se však neobejdeme bez velkého množství odpadu v podobě odlétajících kuliček a prachu. Vyříznout do obložené zdi žlábek pro zabudování třeba elektrických kabelů není pro řemeslníka vůbec nic příjemného.
- 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.
- Tip: Při řezání nožem voskujte čepel například otřením o svíčku. Řez bude o něco hladší a půjde lépe provést.
Řezání elektrickou pilou
- Při použití elektrické pily (např. přímočarky) se sice dostaneme ke skoro přesnému řezu, ale bohužel se neobejdeme bez odlétajících částeček.
Páječka s očkem
- Na klasickou transformátorovou páječku můžete místo hrotu připevnit očko z měděného drátu o průřezu 1,5 - 2,5 mm². Rozžhaveným očkem drátu lze sice polystyren či polypropylen tavit a tvarovat řez, nevýhodou je však produkovaný kouř a nepříjemný zápach páleného plastu.
Tavné řezání: Nejlepší způsob řezání polystyrenu
Nejvhodnějším a nejvíce doporučovaným způsobem řezání je řezání odporovým drátem. Zbavíte se prachu a řezání se stává jednoduchou záležitostí. Mnohem lepší je řezání za tepla. Žhavá čepel za vás odvede všechnu práci a nezanechá po sobě nepořádek. 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.
Princip fungování tavného řezání
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. 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 a ne a ne je dostat pryč. Nehledě na to, že samotný řez vypadá příšerně.
Takové udělátko s použitím např. autobaterie si doma vyrobí šikovný kutil sám, profesionál si pořídí něco kvalitnějšího i spolehlivějšího. Tavnou řezačku. Řezačka je vhodný nástroj nejen pro profesionály, ale i pro kutily.
Čtěte také: Průvodce výběrem řezačky dlažby
Typy tavných řezaček a jejich použití
Tavné řezačky, nazývané též tepelné či termické řezačky, jsou nejvhodnějším nářadím pro dělení a vykrajování polystyrenu. Udržují si stabilně vámi nastavenou teplotu, takže při práci nikdy nevychladnou. Další výhodou řezaček jsou vyměnitelné čepele a planžety. S různými nástavci tak můžete nejen řezat, ale i provrtávat kruhové otvory nebo drážkovat. Tavné odporové řezačky jsou dnes nepostradatelným nástrojem při realizaci zateplení fasády. Jejich výhody jsou nesporné. Tavná struna se rychle zahřívá na provozní teplotu a řez je tenký s minimální ztrátou EPS materiálu.
Dělení řezaček dle napájení
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.
Dělení řezaček dle určení
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 dosáhnout vysoké přesnosti a variability.
- Samostatně stojící řezačky (stacionární): Se využívají 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.
- Hobby a modelářské řezačky: Ty používáme např. při vyřezávání různých jemných tvarů, zaoblin a výřezů.
Vlastnosti aku řezačky
Aku řezačka se sadou řezacích nástavců je určena pro zkracovací, vyřezávací, drážkovací a tvarovací řezné práce v pěnových deskách jako je např. pěnový polystyren, pěnový polyethylen apod. S touto aku řezačkou můžete doma nebo ve škole vytvářet drobné pěnové řemeslné a kutilské projekty. Nástroj je vybaven vestavěným LED světlem, které zajišťuje lepší viditelnost a přesnost při řezání i za zhoršených světelných podmínek. Pro zjednodušení práce lze řezačku pomocí přiloženého držáku upnout na stůl a poté mít obě ruce volné pro manipulaci s materiálem při řezání. Díky Li-ion akumulátoru je možné pistoli kdykoliv dobíjet, aniž by se tím snižovala kapacita akumulátoru. Nástroj je uložen v pevné plastové krabici spolu s držákem, USB kabelem a dalším příslušenstvím. Nástroj se nabíjí pomocí standardního USB-C kabelu z jakékoliv USB nabíječky nebo počítače. Plné nabití trvá 3-4 hodiny.
Aku řezačka nabízí různé nástavce:
Čtěte také: Tipy pro výběr řezačky cihel
- Řezací struna na vidlici: Používá se např. pro jemné a přesné vyřezávání, např. ze silného polystyrenu. Řezací struna se zahřeje na 100℃ za přibližně 12 sekund a na pracovní teplotu 550℃ přibližně za 30 sekund.
- Řezací nůž: Je určen pro vyřezávání větších tvarů v ploše nebo ke zkracování polystyrenu.
- "U" nůž: Se používá k "dlabání" neprůchozích dutin v polystyrénu.
- Pájecí nástavec: Se používá např. jako pero k psaní textu nebo kreslení do polystyrenu a také lze použít k pájení plastů nebo po nasazení měděných špiček pro měkké pájení.
Univerzálnost tavných řezaček
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 atp. 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.
Konstrukce domácí řezačky polystyrenu
Kdo se někdy pokusil řezat pěnový polystyren, například při obkládání stropu obýváku polystyrenovými kazetami, jistě ví, že to není tak jednoduché. Tedy řezat jde snadno, ale ten binec okolo... Jiří Holý z Českých Budějovic nabídl před časem čtenářům Receptáře návod, jak vyrobit odporovou pilku na polystyren a kterým zdrojem topný řezný drát napájet.
Jednoduchá pila s odporovým drátem
Na obrázku vidíme schéma jednoduché řezačky polystyrenu. Srdcem zapojení je správně vybraný tyristor. Vyhoví například TIC126. Při konstrukci řezačky musíme dát pozor na to, že jedna z elektrod je připojena na chladící plošku tyristoru a tak je nutné izolovat případný chladič tyristoru od kostry zařízení. Jinak zapojení nemá žádné jiné zrádnosti a pracuje na první zapojení.
Popis zapojení
Jednoduchou regulací "škrtíme" gate tyristoru a tak měníme proud dodávající na odporový drát. Tyristor jednocestně usměrňuje střídavé napětí přivedené z transformátoru. Odporový drát volíme nejlépe 2,4 Ohm typu kanthal přiměřené délky. Nutno vyzkoušet. Na svorky J1-1 a J1-2 je přivedeno napětí ze sekundáru trafa, na svorky P1 a P2 je připojen potenciometr. Používá se trafo 230/15V 3A.
Tak už máme za sebou základy, zkusili jsme si redukci uhlíku a je na čase pustit se do něčeho pořádného. Určitě je mnoho z vás modeláři. A ti, kteří ne, mají zajisté rádi kutění všeho druhu.
Čtěte také: Výhodný pronájem řezačky asfaltu
Připravte si polystyrenovou desku, kousek hliníkového plechu, nejlépe dřevěnou destičku (stačí 30 x 30 cm), kus odporového drátu ze starého výkonového rezistoru, ale vystačíte si i s nějakou ocelovou strunou o průměru cca 0,3 mm. Je však nutné do obvodu zařadit rezistor 4 - 5 Ω, aby vydržel 20 Watt [W] (Watty jsou jednotky výkonu). Pro vás stačí vynásobit napětí baterie a protékající proud 6V x 3A = 18 W.
- Na začátku si vyrobíme vlastní pilu. Plíšek z jedné strany pevně přidělejte k okraji destičky, z druhé k němu připevněte odporový drát.
- Hliníkovou konstrukci pily ohněte. Drát potom napněte a zajistěte, aby jeho druhý konec držel na destičce.
Ano. A není to nic extra složitého. Pokud jste sehnali polystyren, můžete se vrhnout na rovné a čisté řezání! Nožem nikdy neuděláte tak dobrý řez, jako naší podomácku vyrobenou pilkou. Uchopte tedy pevně váš polystyren a pomalu posouvejte. Nechte drát projíždět skrz materiál. Pootáčejte, jak je libo, tvarujte, řežte! Silueta zvířete, lebka, písmenka, nebo třeba figurka vojáka? Tvořit můžete jakýkoliv obrázek. Pokud chcete dosáhnout co nejlepšího výsledku, bude dobré, když si obrázek předpřipravíte na šablonu a jen obtáhnete drátem. Stačí si šablonu vystřihnout ze čtvrtky a na polystyrén nalepit.
Řezačka s dřevěným rámem a regulací výkonu
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 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.
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. V popisku každého drátu je uveden i jeho měrný elektrický odpor na jeden metr. 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.
Napájení a regulace
Odporovou pilu je nutné napájet z poměrně výkonného zdroje proudu. Je přitom jedno jestli použijete střídavý, nebo stejnosměrný proud. V závislosti na typu, délce a průměru struny se volí napájecí napětí v rozmezí 5 - 30V a proud od 1 do 10A. Výše popisovaná pila byla nejprve napájena z laboratorního zdroje 20V/2A s proudovým omezením. V pile byla použita ocelová modelářská struna o průměru 0,3 mm. Výkon pily byl ale dost malý a řezání bylo pomalé. 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. Regulátor je postaven podle schématu v článku řídící jednotka malého céóčka. Vlastní pila je zapojena místo motoru M. 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. Pochopitelně by zdroj mohl být třetinový, ale když už byla k dispozici i hotová skříňka... Kromě původní skříňky byla využita i původní ručková měřidla. Sice to pro praktické použití nemá skoro žádný význam, ale je to efektní.
Plynulá regulace odporové pily je praktickou vlastností:
- 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.
- 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.
Na následující obrázku je ukázka práce s pilou. V tomto případě je pila osazena ocelovou strunou o průměru 0,6 mm a řeže jemnozrnný polystyren při nastavení zdroje na 10V a cca 70% výkonu. Strunou prochází proud cca 6A. Struna musí polystyrenem procházet hladce bez zadrhávání, jako nůž máslem. Příliš široká spára značí zbytečně velký výkon (teplotu struny). 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.
Konstrukce složitější řezačky
Milimetrová vůle umožní rameno B při vypínání řezacího drátu F mírně zvedat. Do přístrojové desky předem vyvrtáme větrací otvory (viz obr. 7). Co nejtěsněji k rohovým sloupkům uvnitř přístrojové desky namontujeme keramickou tyčku D se svářecími odpory. Tyčku na jedné straně nasuneme na šroub H (viz obr. 3) velikosti M3x18 s matkou a zápustnou hlavou a na druhé straně ji vyvedeme otvorem v boku desky (viz obr. 4). Proti posunu tělísko zajistíme šroubem J, pro který v rohovém sloupku vyřízneme závit. 5), ke krajní objímce připevníme měděný drátek K o ∅ 1 mm, který pokračuje ke konci tělíska, proto pro něj vypilujeme drážku (viz obr. 4). Tělísko s navinutými odpory provlékneme deskou, nastrčíme na šroub H, dorazíme zpět, zajistíme objímkou G, ke které připojíme druhý konec měděného drátu K (jako překlenutí). Pod další podložku utáhneme topný řezací drát F. Při delším provozu se zahřívají srážecí odpory, proto je lépe asi po čtvrthodině nechat řezačku vychladnout. Drobné větrání umožňují nožičky N nasunuté do otvorů v rohových sloupcích. Spirálu (800 W, ∅ 0,5 mm) narovnáme, vyhladíme přes dřevěnou hranu, zkrátíme na 200 mm a napneme mezi objímku G a šroubek E tak, aby vzdálenost mezi úchyty byla přesně 112 mm.
| Materiál struny | Typické průměry | Cena za metr (orientační) | Výhody | Nevýhody |
|---|---|---|---|---|
| Konstantan/Kanthal | 0,18 - 1,2 mm | 20 - 40 Kč | Široký sortiment, různé teploty | - |
| Ocelová struna (modelářská) | 0,2 - 1,0 mm | ~10 Kč | Snadná dostupnost, nízká cena, menší protahování při ohřevu | - |
| Struna do kytary | Různé | Různé | Zajímavá alternativa (pro experimentování) | - |
tags: #rezacka #polystyrenu #z #autonabijecky #navod