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Réalisation d'un outil de découpe de polystyrène

 

 

 

La mousse de polystyrène existe sous différentes formes :

- extrudé au moyen d'une extrudeuse et d'un conformateur pour contrôler le dimensionnement des plaques (épaisseur).

- expansé

Dans les deux cas, des agents de moussage sont utilisés, ce peut-être de la vapeur d'eau .

Les mousses de polystyrène sont disponibles sous différentes densités

Du type de procécé et de la densité de la mousse, dépendra la facilité de ponçage et de découpe.

Il semble acquis que le polystyrène extrudé de masse volumique 15 kg/m3, soit le meilleur choix.

Découpes par fil chauffant

Principe de la chauffe

La chauffe du fil se fait par effet Joule. Le passage d'un courant continu ou alternatif provoque un échauffement du fil

Le fil chauffant

Il en existe de tous diamètres. On le trouve en général chez les marchands de modèles réduits. Certains choisissent des fils de guitare. On choisira de préférence un fil de faible diamètre (0,2 mm) et de résistivité élevée. Les fils en acier ont tendance à perdre en performance dans le temps en raison de leur corrosion. L'inox fait parti des métaux utilisables.

La température dépend :

- de l'ampérage/voltage

- de la longueur du fil (plus il est long, moins il chauffe)

- de la nature du fil (type de métal) et donc de sa résistivité

- du diamètre du fil (plus il est gros, moins il chauffe)

Il n'est pas évident de pouvoir calculer la température du fil en fonction de ces cinq paramètres.

En général on utilise une source d'alimentation entre 12 et 24 volts. A ces tensions là, il n'y a aucun risque d'électrocution.

Pour contrôler exactement la température il es préférable d'avoir un transformateur muni d'un variateur. Presques tou5tes les alimentations sont aujourd'hui vendues avec un variateur.

Critères pour obtenir une coupe propre

Pour obtenir une coupe nette et facile, il est nécessaire d'avoir un fil bien tendu.Une simple tension ne suffit pas, elle doit être reglable pour compenser la dilatation thermique du fil.

Une technique peut consister à utiliser une système de contrepoids avec poulie ou bien un ressort. Sur le montage présenté (photo ci-dessous), un ressort de traction a été utilisé.

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La température du fil

La réalisation prochaine d'un prototype avec des mesures physique (voltage et température) permettra de vous donner des repères précis.

Dans tous les cas, le polystyrène qui est un polymère amorphe, fond à 100°C. Donc, pas question de chauffer en dessous de cette température.

A l'opposé, un fil surchauffé (200°C ??) aura tendance à trop rayonner la chaleur et à faire fondre le polystyrène à l'approche simple du fil. Une température trop élevée pourrait également provoquer un rougissement du fil et sa rupture.

Dans les cas, le fil est dangereux à cause des risques évidents de brulure.

Il n'existera pas de témpérature idéale car elle devra être ajustée à la vitesse de déplacement du fil pour découper !!!

Des mesures de température seront faites sur le modèle 2 en fonction de la longueur du fil et corrélées à l'efficacité de découpe.

Modèle 1.

Le principe s'apparente à celui d'un scie à ruban. Par cette méthode, il est possible d'obtenir des coupes précises. La tension est assurée par un système de poulie et contrepoids.

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Il existe également des appareils de découpe selon le même principe chez Castorama ou chez les maquetistes. Cependant, la longueur du fil ne correspond pas à celui qui est nécessaire pour la réalisation d'une board. L'avantage d'un support fixe comme c'est présenté ici, avec une surface plane pour poser l'objet à découper, permet d'avoir des découpes très propres.

 

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La surface de la table doit être lisse pour permettre un déplacement du polystyrène facile par glissement.

Modèle 2

Le proto Boardstech - En construction !!!

Visible pour juillet si tout va bien !!!