Главная / Моделизм / Инструменты

Резка пенопласта нихромом

Среди любимых технологий моделистов пенопласт занимает важное место. Он прост в обработке, легкий и в меру прочный. Цельные крылья из пенопласта различной плотности используются в моделях воздушного боя. Для их изготовления требуется специальный резак - пенорезка. По сути это нихромовая проволока разогретая под действием электрического тока.

Конструктивные решения каждый моделист может принять сам. Я хочу рассказать как определиться с параметрами проволоки и блока питания.

Как подобрать диаметр и напряжение

Самое главное, что нужно знать, это зависимость величины тока от диаметра нихромовой проволоки, необходимая для ее разогрева. В таблице представлены данные для температуры 700 градусов (пенопласт плавится при ~250 градусов Цельсия).

Диаметр, мм Ток, А
1,0 12,1
0,9 10,45
0,8 9,15
0,75 8,4
0,7 7,8
0,65 7,15
0,6 6,5
0,55 5,8
0,5 5,2
0,45 4,45
0,4 3,85
0,35 3,3
0,3 2,7
0,25 2,15
0,2 1,65
0,15 1,15
0,1 0,72

У меня есть блок питания на 12В и несколько кусочков нихрома разного диаметра. Поэтому я буду отталкиваться от напряжения. Хочется получить резак около 50-60 см длиной, чтобы удобно было вырезать консоли крыльев.

Выбор диаметра при фиксированном напряжении

Посчитаем длину проволоки для разных диаметров.

D=0.3мм

Требуется ток 2.7А (см таблицу выше). Сопротивление проволоки должно быть

    R = U / I; 
    R = 12В / 2.7А = 4.4 Ом

Удельное сопротивление нихрома p = 1.1 Ом мм^2/м. Чтобы получить требуемую длину проволоки

    L = S * R / p; S - площадь сечения в мм^2, S = Pi * D * D / 4;
    L = 0.07 * 4.4 / 1.1 = 0.28м

Получается достаточно коротко, хочется длиннее. Попробуем взять проволоку потолще.

D=0.5мм

Для разогрева потребуется ток 5.2А (см первую таблицу). Сопротивление R = 2.3 Ом. Длина равна

    L = 0.20 * 2.3 / 1.1 = 0.41 м

Уже ближе. Для удобства приведу расчеты для других диаметров.

  • 0.6мм - 47см (6.5А)
  • 0.7мм - 54см (7.8А)
  • 0.8мм - 60см (9.2А)
  • 0.9мм - 67см (10.5А)
  • 1.0мм - 71см (12.1А)

Мой блок питания держит ток до 15 ампер, так что все подходят.

Выбор напряжения при фиксированном диаметре

Предположим у нас есть проволока одного диаметра, и нужно выбрать блок питания под нее. Возьмем проволоку 0.3мм. Найдем напряжение требуемое для разогрева кусочка длиной 0.5м.

    U = I * R;
    R = L * p / S;

    Тогда 
    U = I * L * p / S;
    U = 2.7 * 0.5 * 1.1 / 0.12 = 21 В

Таким образом чтобы разогреть проволоку нам понадобится источник питания на 20В (ток 2.7А). Блоки питания от ноутбуков имеют сходные параметры, можно использовать их.

Выводы

Если проволока не греется, то нужно увеличивать ток.

  • Увеличиваем напряжение - при постоянном сопротивлении (наш кусок проволоки), ток тоже увеличится.
  • Уменьшаем сопротивление - при постоянном напряжении, ток увеличится. Сопротивление уменьшается путем увеличения диаметра (электронам проще протекать через толстое сечение), либо укорачивая длину.

Где взять проволоку

  • В паяльниках очень тонкая проволока ~0.1мм
  • Мощные нагреватели имеют более толстые проволоки 0.3-0.5мм
  • На рынке от 50 рублей за катушку до 50 рублей за метр, зависит от наглости продавца )

Читайте также как подобрать сечение проводов под аккумулятор.