Heißdrahtschneider für Hartschaum

[heliosoph]

Hallo allerseits,

ich habe lange nichts mehr gepostet. Jetzt will ich euch meinen Heißdrahtschneider für Hartschaumplatten vorstellen; nix mit CNC, sondern was Einfaches um gerade Schnitte zu machen:

http://heliosoph.mit-links.info/building-a-hot-wire-foam-cutter-mechanics/

Er ist groß genug, daß man damit ganze Platten (1,25m x 0,60cm) bis zu einer Stärke von 20cm schneiden kann. Es sind senkrechte und Gehrungsschnitte möglich. Ich habe ihn im wesentlichen aus Materialien gebaut, die bei mir rumlagen. Deshalb ist der Post eher als Anregung für eigene Ideen und Umsetzungen gedacht.

Der mechanische Teil ist fertig; momentan bin ich damit beschäftigt, die richtige Drahtstärke und die passende Stromstärke zu ermitteln. Die verwendeten Gitarrensaiten sind nämlich im heißen Zustand wesentlich weniger zugbelastbar als kalt. Die Schnittqualität ist schon einigermaßen gut, die Geschwindigkeit könnte deutlich höher sein, deshalb brauchts da noch ein paar Tests. Wenn ich die passenden Werte gefunden habe kann ich auch die Stromversorgung bauen. Momentan läuft der Schneider mit einem Labornetzteil.

Viele Grüße

heliosoph

[Bluebunny]

Warum verwendest du keinen Konstantan-Draht?

[heliosoph]

Interessante Frage :)

Die Idee mit der Gitarrensaite kam durch die Befestigungsmöglichkeit, da sie sich auf einer Seite schön einhängen lassen. Ehrlich gesagt hatte ich mir eine bessere Temperaturstabilität erwartet, also eine höhere Zugfestigkeit bei hoher Temperatur. Deshalb blieb Konstantan außen vor, zumal ich den Effekt des konstanten Widerstandes nicht brauche. Auf deine Frage hin habe ich mir das Herstellerdatenblatt von Konstantan durchgelesen und siehe da: es ist bis 600°C verwendbar, also ausprobieren.

Werde mir entsprechenden Draht besorgen, testen und dann wieder berichten.

Danke für die Anregung

heliosoph

[oberallgeier]

Hallo heliosoph,

Du gibst leider nicht an mit welcher Temperatur Du schneiden möchtest bzw. geschnitten hattest.


... Die Idee mit der Gitarrensaite kam durch die Befestigungsmöglichkeit ... hatte ich mir eine bessere Temperaturstabilität erwartet ...
Auf deine Frage hin habe ich mir das Herstellerdatenblatt von Konstantan durchgelesen und siehe da: es ist bis 600°C verwendbar ...
... Die verwendeten Gitarrensaiten sind nämlich im heißen Zustand wesentlich weniger zugbelastbar als kalt ...

Gitarrenseiten sind kaltgezogene Stahldrähte, die Nichteisen(NE)-Legierung Konstantan ist üblicherweise nach der Fertigung weichgeglüht. Kaltziehen bringt durch Langziehen der Gefügekristalle die hohe Festigkeit der Stahldrähte, Konstantan, besser 1.0842 (klick) (http://www.isabellenhuette.de/uploads/media/ISOTAN.pdf) oder hier (http://www.isabellenhuette.de/uploads/media/ISOTAN_Thermo.pdf), kommt da nicht ran. Weiter: beim Heizen auf Temperaturen im Bereich 200 bis 300 Grad kann das Kristallgefüge der Gitarrenseite schon leiden und ihre Festigkeit sinkt. So hoch solltest Du garnicht heizen, Deine Berichte klingen nach viel zu hoher Schneidtemperatur.

Styropor hat bei Temperaturen von 70°C bis 100 °C eine Glasübergangstemperatur und das Material scheint zu schmelzen obwohl die tatsächliche Schmelztemperatur bei 240 °C liegt. Man kann durchaus bei dem genannten niedrigeren Temperaturbereich schneiden, evtl. muss man das Schneidtempo anpassen.

Wir haben Styropor, Styrodur und so Zeugs mit Stromstärken zwischen 5A und 20A geschnitten bei Schnittlängen bis eineinhalb Meter (aber andere Vorrichtung, eher so (http://corsair.flugmodellbau.de/flugmodellbau/images/04/saege/04_saege_01_kl.gif)). Problemlos, mit bester Abformung von zugespitzten, z.T. auch verwundenen Profilflügeln. Deine Schneidvorrichtung dürfte wegen der geringen Spannweite mit Stromstärken um die fünf Ampere auskommen.

[heliosoph]

Hallo aberallgeier,

momentan schneide ich Styrodur. Ich bekomme eine saubere Trennung der Teile, aber die Schnittgeschwindigkeit ist bei 10cm Stärke recht niedrig. Deshalb dachte ich bisher, daß es an zu niedriger Temperatur liegt. Vielleicht liegt es aber auch daran, daß der Draht zu dünn ist und zu stark auskühlt durch das Material. Vielleicht kannst du mir einen Tipp geben: Welchen Draht verwendest du (Material und Durchmesser)?

Viele Grüße

heliosoph

[oberallgeier]

... Vielleicht kannst du mir einen Tipp geben: Welchen Draht verwendest du (Material und Durchmesser)? ...Klaviersaite, 0,3 mm oder 0,5 mm (is aber scho a Weile her). Hauptaugenmerk lag auf Sauberkeit der Oberfläche (Welligkeit, gerade Linie), weniger auf Tempo. Wurde nicht nach Akkord abgerechnet ;.-.)

[Besserwessi]

Die Schnittgeschwindigkeit ist begrenzt, weil zum schmelzen zusätzliche Leistung benötigt wird. Der Draht kühlt hat ab, wenn schnell vorgeschoben wird. Wenn es schneller gehen soll, müsste man ggf. die Temperatur des Drahtes regeln, etwa über den Widerstand gemessen - da wäre dann Konstantan nicht die beste Wahl. Die einfache Lösung wäre ggf. eine Taste um von Hand (oder Fuß) die Leistung bei Bedarf zu erhöhen.

[heliosoph]

...müsste man ggf. die Temperatur des Drahtes regeln, etwa über den Widerstand gemessen

Ja, gute Idee! Werde also mal die nächsten Versuche mit Konstantspannung statt mit Konstantstrom machen. Da der spez. Widerstand von Stahl einen positiven Temperaturkoeffizient hat, nimmt der Strom (und damit die Heizleistung) zu wenn die Temperatur sinkt. Probiere ich mal aus.

Viele Grüße

heliosoph

[Pornex]

Sowas hatten wir in der Schule früher auch in der Schule. War noch mit Basic xD

[Peter(TOO)]

Hallo heliosoph,

Werde also mal die nächsten Versuche mit Konstantspannung statt mit Konstantstrom machen. Da der spez. Widerstand von Stahl einen positiven Temperaturkoeffizient hat, nimmt der Strom (und damit die Heizleistung) zu wenn die Temperatur sinkt.
Das praktische Problem ist aber, dass dort wo der Draht abkühlt, dessen Widerstand kleiner wird, somit sinkt an dieser Stelle auch der Spannungsabfall und somit die Leistung :-(
Es wird also genau dort wärmer, wo gerade keine Wärme abgeführt wird.

Damit deine Idee funktioniert sollte der Draht möglichst nur so lang sein wie die zu schneidende Platte dick ist.

Grundsätzlich braucht man einen konstanten Vorschub um gute Ergebnisse zu erhalten. Sobald das Werkstück stehen bleibt schmilzt der Draht einen breiteren Schlitz um sich herum frei. Je schneller sich das Werkstück bewegt umso schmaler wird der Schlitz. Da muss man eben das Gleichgewicht finden.

MfG Peter(TOO)

[heliosoph]

Das praktische Problem ist aber, dass dort wo der Draht abkühlt, dessen Widerstand kleiner wird, somit sinkt an dieser Stelle auch der Spannungsabfall und somit die Leistung :-(
Es wird also genau dort wärmer, wo gerade keine Wärme abgeführt wird.

Damit deine Idee funktioniert sollte der Draht möglichst nur so lang sein wie die zu schneidende Platte dick ist.

Da hast du Recht. Zur Zeit fahre ich mit Konstantspannung recht gut, obwohl der Draht doppelt so lang ist wie die Schnitttiefe. Der Draht reißt nicht mehr und ich habe gute Schnittflächen, allerdings kann ich nur mit geringem Vorschub schneiden. Werde bei den nächsten Aktionen mal die Spannung noch etwas erhöhen.

Viele Grüße

heliosoph

[nikolaus10]

Hallo

Eine Moeglichkeit des Experimentierens ist Blumendraht.
Ist in der Regel aus Eisen mit recht dickem Querschnitt.

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