DIY-авиамоделирование. Технология термической резки пенопласта

Кто из вас уже строил модель самолёта своими руками? Попробую рассказать об этом увлекательном занятии в нескольких статьях и тем начну цикл о прикладном авиамоделировании.

В своей первой статье расскажу о давно известном (по крайней мере, я впервые прочитал о нём в 1994 году в одной из первых книг на техническую тематику, купленных вместе с матерью) способе обработки пенопласта. Несмотря на возраст, он может помочь кому-то с прототипированием объёмной детали.

Зачем это нужно?

Сам по себе пенопласт в авиамоделировании используется редко: слишком непрочен. Однако выполненные из него формы могут служить основой для изготовления детали из композитных материалов (простейший пример — папье-маше), простота обработки делает его крайне удобным для прототипирования, а малый удельный вес позволяет оставлять его внутри цельных деталей.

Небольшое скучное предисловие о качестве материалов и нетрадиционных решениях: меня судьба занесла на год учиться в Гонконгский университет науки и технологии (HKUST); взять из дома необходимые инструменты, естественно, я не догадался (да и везде не хватает разного), поэтому прошу прощения за решения в виде скруток из жилы от витой пары и тому подобных вещах. Например, у меня под рукой нет ни одной гайки.
Для меня, лингвиста по образованию и программиста в последние четыре года, авиамоделирование стало отдушиной в череде однообразных учебных дней.

Заготовка

В первую очередь, нам нужна заготовка из куска пенопласта соответствующих габаритов.
Я решил для демонстрации технологии взять тонкую пластину и вырезать что-нибудь плоское.
Вырезать будет намного удобнее, если между шаблоном и краем заготовки будет зазор; я выбрал 10 мм.
^[1]

Отступ должен совпадать с обеих сторон, если мы хотим получить детать с прямыми углами. Для V-образных крыльев понадобится смещать одну плоскость относительно другой, но об этом позже.
^[2]
В качестве шаблона для первого тестирования выбрана монета номиналом в два гонконгских доллара (2 HK$).
^[3]
Шаблоны с двух сторон приклеиваются к заготовке.

Внимание: содержащие ацетон либо толуол клеи («Момент», например) растворяют полистирол, оставляя глубокие дыры в заготовке. В этом случае необходимо выждать около пяти минут до его практически полного высыхания перед склеиванием, иначе есть риск растворить заготовку!
^[4]

Резак

В качестве резца используется горячий провод. Вспомнив совет из книги советского периода, пошёл в музыкальный магазин и приобрёл комплект струн. Для резки используется самая тонкая, первая.
Прикинув имеющийся источник питания, отмерил кусок струны сопротивлением 0.7 Ом. Длина вроде достаточная.
^[5]
Качество сборки ужасное, но под рукой ничего больше не нашлось. Провода и то пришлось брать какие попало.

Для питания использую трансформатор от найденного на помойке в городе ресивера Denon лохматых (1970-х, судя по виду) годов.
^[6]

Испытание

После небольшой подстройки длины струны удалось добиться одновременно небольшой ширины реза (всего в полтора раза больше толщины струны. Вспомнил программистское прошлое и хотел вырезать “Hello, Habr”, но не удалось. Оставил как есть.
^[7]

В ширину (~80 мм) заготовка режется так же хорошо — судя по всему, температура подобрана оптимально для этого источника. Купленный здесь мультиметр имеет функцию измерения температуры, но увы, в нём неправильно собран измерительный мост: при повышении температуры его показания падают, хотя изначально он показывал около +28 градусов — в комнате сейчас немногим меньше. Исходя из разницы температур, предположу, что температура струны — 120-130 градусов.
^[8]
Струна легко (примерно 3-4 см/сек) режет пенопласт, не оставляя крупных проплавленных отверстий, практически не жжёт картон.

Можно выделить две основные техники работы с этим резаком.
В первом случае неподвижно фиксируется заготовка, мастер обеими руками перемещает концы струны. Этот способ оптимален для фигур со сложным профилем.
Во втором случае натягивается струна, и мастер перемещает заготовку относительно неё. Этот способ удобнее для резки под строго определённым углом без шаблона.

В итоге получил многогранник по форме монетки:
^[9]

В следующей статье постараюсь рассказать про изготовление объёмного профиля крыла с помощью этой технологии.
Если что-то оказалось непонятно — спрашивайте, постараюсь осветить.
До встречи!

Автор: NetBUG