Réalisation d'une table de découpe au fil chaud
pour polystyrène extrudé
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Cette table de découpe a été conçue pour couper le polystyrène extrudé de mon nouvel affût flottant.
Afin de ne pas mélanger la réalisation de l'affût flottant version 2, avec celui de cet outil de découpe, j'ai préféré vous le présenter sur cette page.
Voici un schéma sommaire de ma table de découpe et d'un archet fixe qui me suffira largement pour le travail que je souhaite réaliser.
Au début, j'avais positionné sur mon schéma, un connecteur articulé sur le plan pour fixer mon archet à la table de découpe, c'était pour me permettre de régler l' équerrage et de bénéficier de coupes bien droites ou biseautées. Or le connecteur articulé est trop souple et ne permet pas à l'archet de travailler comme je le pensais. Il y a donc une première rectification à apporter à ce schéma .
En effet, il s'avère inutile de se servir d'un connecteur articulé et de ce fait, il faudra imaginer pour les coupes biseautées, un support amovilbe à angle réglable, se posant sur la table le long de la règle, et vous permettant ainsi de couper le polystyrène à l'angle souhaité.
En gardant un peu moins de 50cm de fil résistif sur mon archet, je veux m'assurer une meilleure chauffe, que je pourrais maitriser avec le variateur et les deux pinces crocodiles que vous ne percevez pas encore sur le schéma.
Mon ambition est d'abord de parvenir à couper le polystyrène avec des tranches impeccables et d'équerres , comme on le ferait avec une scie à ruban, n'ayant nul besoin pour l'instant de me lancer dans des coupes difficiles.
Voici donc la table de découpe qui est un prédécoupé MDF de 120cm x 80cm acheté chez Leroy Merlin et la présentation du rail que j'ai réalisé à partir d'un U carré 2 côtés à 180°en aluminium de 1 m de long. Une remarque pourait être faite avec le choix du plan de travail.
En effet, pour ceux qui ne veulent pas mettre trop cher, ce prédécoupé MDF conviendra parfaitement. Or, comme vous le constaterez plus bas sur les photos, il me restait dans mon garage, une plaque de styroglass opaque que j'ai collée sur la table afin de mieux faire glisser le polystyrène et d'éviter ainsi des petits accoups pendant la coupe.En conséquence de quoi, c'est à vous de voir si il n'est pas préférable pour vous, d'acheter un plan de travail en stratifié blanc directement !
Pour la création du rail, rien de bien compliqué, si ce n'est le temps passé mais bon ! il faut savoir ce que l'on veut !
J'ai donc percé des trous au centre du rail sur toute la longueur en laissant 4cm de chaque côté soit 92cm. Ensuite j'ai limé et percé 4 trous de chaque côté pour fixer le rail. Après constat, deux trous suffisent largement de chaque côté pour fixer le rail.Même chose pour la table :
- Une encoche à la scie sauteuse en bout de table qui sert à laisser passer l'archet mais vous verrez le détail et les dimensions sur les photos suivantes.
- Lorsque j'ai entrepris le rainurage métallique, J'ai percé deux trous à chaque bout de ma pièce d'aluminium pour laisser passer la lame de la scie sauteuse et j'ai pratiqué ensuite une saignée tout le long pour laisser passer le rail. La finition se faisant à la lime bien entendu.
Sur cette photo 2 , on peut voir le détail du rail posé dans son rainurage. J'ai mis 4 vis de chaque côté mais vous pouvez laisser que 2 vis si vous le souhaitez le rail ne bougera pas.
Vous n'êtes plus des enfants je présume, et comme tous les outils, il y a un risque de se faire mal. Il faut donc rester prudent avec une scie sauteuse et travailler tranquillement sans vouloir aller plus vite que la musique et ceci est valable pour tous les outils.
Voici une vue d'ensemble avec le guide qui est juste posé sur la table pour l'instant. c'est une règle en aluminium qu'il me restait et elle sera percée en son centre pour pivoter et servir de guide lors de la découpe. elle sera ajustée à la largeur de la table de 80cm
J'ai créé ce rail pour permettre au guide d'aller de gauche à droite selon l'importance des plaques de polystyrène à découper.
Ainsi, lorsque le guide est placé en buté tout à gauche, il se trouve à environ à 22cm du fil résistif.
Cette distance me convient parfaitement, puisque je l'ai adapté à la découpe de mes flotteurs qui feront 18 cm de largeur environ. Il se peut que je pousse jusqu'à 19 ou 20cm, mais je verrais cela en fonction de la place prise dans mon coffre de voiture.
Lorsque je découperai le central 60cm x 52cm, il me suffira de changer le guide de place et de le positionner à droite. Le guide positionné tout à droite en buté se situera donc à 68 cm du fil résistif ce qui est suffisant pour moi en tout cas, car les plaques sont vendues en 60cm de large.
Sur cette photo, la table de découpe montée de son archet (une première projection qui sera modifiée après essais) et une vue d'ensemble du système de branchement encastré et fixé à même le plan de travail..
Sur cette photo, l'archet avec dans sa partie supérieure, les deux poulies qui serviront à tendre le fil résistif à l'aide d'un système de contre poids.
Vous trouverez ce style de petites poulies chez Leroy Merlin et les entretoises au rayon aluminium.
Le piton supérieur a été percé d'un trou de 1mm pour recevoir un cordon à lunette. Comme précisé sur la photo, chacun des pitons recevra un petit ressort afin de tendre le fil résistif dès sa mise en place. Le système de poulie servant à maintenir une tension permanente du fil résistif pendant la dilatation dû à la chauffe. Après correction, seul le piton supérieur de l'archet sera muni d'un ressort de tension.Le piton du haut est donc amovible et tel que vous le percevez sur la photo dans sa position la plus basse, il faudra prévoir à l'avance la dimension du fil résistif.
Technique d'accroche du fil résistif : On fixe d'abord le haut du fil résistif sur son ressort et on le fait passer dans le rail avec le domino (voir photos plus bas)
De la main gauche on maintient le ressort tendu vers le bas et de la main droite on fixe le fil résistif sur le piton du bas en faisant plusieurs tours dessus.
Il reste ensuite à fixer la phase (fil rouge) dans le domino avec le fil résistif à la bonne hauteur de coupe.Le piton du haut est muni également d'un écrou à oreille servant d'arrêt car si le fil casse, il est inutile en effet de le faire tomber sur l'ensemble de la table.
L'écrou à oreille à également sa place pour une seconde fonction qui est celle de servir de tendeur dans le cas où l'on souhaite utiliser l'archet à la main pour des petites découpes d'angles par exemple. dans ce cas il faut visser l'écrou à la juste tension du ressort.
Dans la position horizontale, le contre poids de l'archet ne servira à rien, alors que l'écrou pourra le remplacer et tendre le fil à sa place.
Le piton du bas est muni d'un contre plaqué pour isoler le fil rouge de la partie métallique. Soyez prudent, même si la sortie est en 12V.A la sortie des fils, il faut penser à réaliser un système d'isolation. Personnellement, je vais mettre une gaine pour protéger les deux fils et fixer une cosse à chaque bout afin de pouvoir brancher celles du transformateur dessus.
Les cosses du transformateurs étant fixées sous la table, cela évite également tout danger d'être chahuté pendant la découpe.
Voici sur cette sixième photo, une vue d'ensemble de la partie électrique. L'interrupteur est à porter de main. Il est suivi par un variateur possédant un voyant lumineux avertissant ainsi de la mise en contact.
Ce variateur peut également servir à couper le courant en cas de danger puisqu'il fonctionne en progressif. Sa fonction réelle est bien entendu tout autre, puisqu'elle permet avant tout, à diminuer ou à augmenter l'intensité du courant sortant du transformateur.
Il existe une autre façon de diminuer ou d'augmenter l'intensité du courant sur le fil résistif et qui est celui de réduire la distance de fil entre les deux deux pitons.
Pour se faire, il faut vous munir d'un fil avec deux pinces crocodiles. Une première pince que vous positionnez sur le piton du haut (neutre, il n'est pas conducteur) et l'autre sur le fil résistif en le dirigeant en direction du piton du bas qui lui est conducteur. Plus vous raccourcissez votre fil et plus vous donner de la puissance de chauffe.Une autre méthode que je vais adopter, c'est de fixer un domino dénudé fixant à la fois la phase et le fil résistif et de bouger l'ensemble à la hauteur désirée.
Le principe est le même : Plus on diminue la longueur de coupe du fil résistif et plus le courant devient puissant. A l'inverse, plus on augmente la longueur de coupe en fil résistif et moins le courant passe.
Pour de grands archets dépassant plus d'un mètre de long, il est parfois préférable de prévoir une sortie de transformateur de courant plus élevé en 24V, le 12V risquant fort dans certains cas de s'avérer insuffisant.
Le fonctionnement est simple : Lorsque le fil résistif chauffe de trop, il a tendance à brûler ou à se déformer rapidement, et il faut réduire le variateur en conséquence avant que le fil ne vienne à casser et surtout afin de trouver la bonne intensité de chauffe.
Si vous ne mettez pas de variateur en amont du transformateur, il vous faudra impérativement y augmenter la longueur de votre fil résistif pour réduire l'intensité du courant . C'est la raison pour laquelle, j'insiste bien pour dire que le variateur est tout de même indispensable.
J'ai tenu à installer une lampe témoin pour me rappeler à tout moment que le système est branché, mais aussi pour me permettre de mesurer visuellement l'intensité lumineuse existante pendant la découpe. La lampe n'est pas obligée d'être aussi importante c'est uniquement le fait d'en avoir d'avance et de ne pas vouloir payer des frais supplémentaires. Je ne cherche pas à faire de cet outil une table design, mais efficace.
Avec un peu de pratique, et si l'on utilise constamment la même épaisseur de fil résistif, il devient plus facile d'anticiper le réglage du variateur en le positionnant de suite à un éclairage qui vous semble être parfait. Il suffit ensuite d'affiner le réglage en baissant ou en augmentant le variateur. L'ampèremètre du transformateur permet bien entendu à lui seul de régler avec plus de précision, à quelle intensité l'on doit le situer, mais pour ceux qui n'en possèdent pas, la lampe leur sera bien utile.Par expérience : La première fois que j'ai tenté de fabriquer un système de découpe au fil chaud, j'ai été tout droit à l'échec, car j'ai voulu griller les étapes et aller plus vite que la musique.
En regardant sur le net les autres internautes présenter leur réalisation, je me suis dit que cela devait être hyper facile et au final j'ai vite compris qu'il n'en était rien. Oh, Il est vrai que maintenant que j'ai terminé ma table, je pourrais vous dire qu'il n'y a rien de plus facile à réaliser, mais ceci est vrai lorsque tout se passe bien du premier coup ce qui n'a pas été le cas me concernant comme vous allez le constater par vous même.Mon échec à fini par trouver ses raisons : Je n'y connaissais pas grand chose il est vrai dans ce domaine et l'électricité n'étant pas mon point fort je l'avoue, j'avais fabriqué des archets en bois un peu trop grands et surtout pas vraiment bien conçus. J'ai donc tout naturellement commencé à galérer et à rencontrer des problèmes avec l'arrivée du courant.
Aidé par un ami découvrant comme moi la pyroscie, nous avons éprouvé beaucoup de soucis avec les faux contacts, mauvaises connections dans l'ensemble y compris au niveau du domino qui me servait à réduire la distance de coupe du fil résistif.
Ensuite, ne venant pas à bout de la chauffe avec le fil résistif, nous avons eu des doutes sur la puissance du petit transformateur électronique que j'avais installé. Il fonctionnait pourtant bien chez les autres et pour nous, il nous paraissait ne pas être génial du tout !Dans un second temps, mon ami m'avait suggéré pour toutes ces raisons d'enlever le variateur, pensant qu'il dérangeait plus qu'il n'apportait de courant. Au final tout ce que nous avons réussi à faire c'est du bricolage de fortune, que je qualifierai de ni fait ni à faire ! L'archet, les fils et les cosses mal branchés, et surtout un fil résistif mal choisi etc.
Lorsque le courant est parvenu enfin au fil résistif, soit çà ne chauffait pas assez, soit il devenait trop puissant et déformait le fil rapidement au point de casser, alors que nous venions à peine de débuter la coupe.
Mon ami essayant de trouver une solution à nos problèmes, enleva mon transfo pour tenter de brancher son chargeur de batterie en lieu et place et là, nous avons assisté à une succession de cassures au point où nous avons épuisé toutes nos réserves en fil résistif.N'étant pas pourtant le genre d'homme à baisser les bras rapidement, je vous avouerai que là, vivre ce genre d'expérience où, au bout de plusieurs essais, tout ce que vous entreprenez, vous mène systématiquement à l'échec, c'est le genre de situation qui a le don de m'énerver particulièrement.
J'ai donc fini par tout bazarder de colère, y compris de casser les archets, en ne gardant que le fil résistif et bien m'en a pris par la suite.Si j'ai accepté de me reprendre et de réaliser une table de découpe pour parvenir à couper mes flotteurs proprement, c'est qu'entre temps j'ai cherché à comprendre d'où provenait mes erreurs. J'avais du mal à concevoir que les autres y parvenaient aisément et que moi je restais sur un échec.
Non seulement mes branchements n'étaient pas adaptés, mais il ne faut pas s'étonner lorsque l'on fait n'importe quoi de parvenir à un résultat médiocre.En effet, si l'on ne prend pas conscience que le système de coupe du fil chaud consiste avant tout à maitriser l'intensité du courant en jouant entre la résistance ohmique du fil et la puissance du courant sortant, il est inutile d'aller plus loin, si l'on ne cherche pas à acquérir un peu de connaissances en électricité.
Me concernant, ayant déjà dès le départ acheté deux sortes de fils résistif dont un que j'ignorais mauvais, avec son diamètre de 0.5mm (ce qui est bien) mais avec 2.5 de valeur ohmique ce qui n'est pas suffisant, d'où le manque de chauffe. Ce fil est vendu en fait pour une autre utilisation.
Le fil de 2.5mm de diamètre quant à lui qui devait avoir une valeur ohmique de 10 était pas mal du tout, mais les cassures se succédaient lorsque le courant devenait trop puissant et brûlait le fil au lieu de se contenter de le chauffer. Il aurait fallut en premier lieu ne pas démonter le variateur et ensuite avoir la chance de commencer par le bon fil ce qui nous aurait évité de perdre notre temps.Pour vous en convaincre et cela pourrait vous arriver également, il suffit de vous imaginer à notre place, cherchant pourquoi le courant ne passe pas dans votre système électrique, alors qu'il vous parait impeccable, tout en ignorant que le fil dont vous vous servez n'est pas adapté à cet emploi et ne chauffera donc jamais, ou si peu, qu'il parviendra à vous rendre fou avant ! C'est pourtant l'expéreince que nous avons vécu et dont je voudrais vous éviter.
Cependant, comme je n'avais toujours pas reçu la commande de mon nouveau fil résistif, j'ai poursuivi mes recherches avec l'ancien fil ne sachant pas, qu'il était en grande partie responsable de mes problèmes. C'est fou de tourner en rond à ce point par manque d'information et de connaissance en la matière !
Celui que j'ai choisi chez Conrad possède un diamètre de 0.5mm et une valeur ohmique de 5.65 ce qui est déjà le double de mon premier fil de 0.5mm de diamètre.
Pour vous éviter les mêmes méfaits, je vous joins le lien de chez Conrad afin que vous puissiez comprendre mon erreur et comparer dans le choix des fils qui vous sont proposés.
Les fils vont de 2.5 ohms /mètre à 100 ohms / mètre pour des diamètres différents, et ils n'ont visiblement pas la même fonction. Moralité, ce n'est pas parce que tous les fils se nomment résistifs que vous détenez le bon.J'ai donc choisi cette fois un fil qui est recommandé pour la découpe du polystyrène avec le premier de la liste " l'isachrom 60" dont voici les caractéristiques :
Résistant à la corrosion
Temps. max. en tant que fil de chauffage 1 150 °C
Ce fil se distingue en particulier par sa résistance élevée à la corrosion et à l'oxydation à chaud. Faiblement ferromagnétique.
Domaines d'application :Découpage de polystyrène, fabrication de résistances électriques à haute impédance, comme fil de chauffage (conducteur chauffant) de tout type, mais aussi comme cordons et câbles chauffants.
Caractéristiques techniques :
Caractéristiques techniques supplémentaires: Résistance électrique spécifique 1,11 Ω mm œ/m ( ±5 %) à 20 °C 1,16 Ω mm œ/m ( ±5 %) à 300 °C Température maximale d'utilisation à l'air si utilisé comme fil résistif 600 °C Température maximale d'utilisation à l'air si utilisé comme fil chauffant 1 150 °C ø du fil 0,5 mm, dénudé Conforme RoHS: oui Diamètre du fil: 0,5 mm Résistance: 5.65 Ω/mContenu de la livraison :
Rouleau de 10 mètres
En cliquant sur le lien, vous constaterez qu'il est recommandé pour la découpe du polystyrène et qu'il est d'ailleurs le seul de la liste proposé à cet effet, chose que j'aurai dû voir en premier.
Cela ne veut pas dire pour autant que vous ne pourriez pas découper du polystyrène avec du 5 ohms/mètre en diamètre 0.25mm ou 0.35mm , car certains utilisent beaucoup ces diamètres pour les modèles réduits.
Cependant, comme je le soulignais plus haut, il est intéressant de comprendre pourquoi l'on achète une qualité de fil plutôt qu'une autre et de convenir que le choix du fil résistif est très important et pour cause ! .
Bien entendu, toutes les modifications que j'ai apporté à l'archet et à ses branchements ont finalement été nécessaire même si, je dois ces modifs en grande partie à ce maudit fil qui m'empêchait de faire mes essais dans de bonnes conditions. C'est uniquement lorsque j'ai utilisé le tout petit reliquat de fil de 0.25mm de diamètre que j'ai réussi enfin à couper du polystyrène. C'est aussi la raison pour laquelle dans la présentation de mes photos vous voyez au fur et à mesure des rectifications qui sont faites.
Voici un détail de l'isolation du fil rouge (la phase). Le fil est fixé avec une cosse directement à un domino dénudé. A contrario, tout simplement à aucun moment le fil rouge doit posséder une partie dénudée dans le tube de l'archet, seul le fil bleu (neutre) peut avoir ce rôle bien que j'ai choisi de l'isoler également.
La première bêtise que j'ai commise, vous le voyez sur la photo 5 vue de l'archet, où effectivement, j'ai dû en venir à modifier l'isolation qui était mal faite. Le piton étant en contact avec la phase et le tube en aluminium.
Pour y pallier, j'ai isolé l'ensemble comme le montre la photo ci-dessus, en mettant un connecteur à l'intérieur du tube et ceci pour les deux pitons, afin de les isoler complètement du cadre en aluminium.L'arrivée du courant avec la phase (fil rouge) sort du tube sans le toucher et va directement au domino. le piton ainsi isolé n'est plus en contact avec le tube alu de l'archet et ne risque plus de faire masse.
J'ai opéré de la même façon pour le branchement supérieur du neutre afin de n'avoir aucune perte d'énergie inutile. Plus on rétréci la longueur de fil résistif devant servir de coupe et plus l'intensité de chauffe est grande.
Sur cette photo, la chauffe ne peut donc pas se faire entre le piton et le domino mais entre le domino et la pince crocodile du neutre du branchement supérieur (voir la photo ci-dessous)
Pour la partie supérieure de l'archet, il n'y a rien de bien compliqué il faut percer la tête du piton en faisant un trou de 1 mm et enfiler ensuite un cordon à lunette qui fait très bien l'affaire. Vous percevez sur la photo l'anneau qui passe dans la tête du piton et qui permet de faire tendeur.
Un ressort de tension seulement (que vous trouverez chez Leroy Merlin également) permet de tendre le fil résistif et après essais c'est largement suffisant.Pour le piton, je l'ai également isolé du cadre avec un connecteur afin que le fil neutre (bleu) soit isolé également. Bien que n'apportant pas de courant, je n'ai pas souhaité qu'il touche l'ensemble du cadre. De cette façon le courant est bien localisé entre deux points bien précis sans perte d'énergie.
Voici l'archet finalisé. Je ne pouvais pas le laisser en état sans lui apporter des modifications en conséquences des problèmes rencontrés.Vous remarquerez que j'ai renforcé avec deux équerres en alu les angles, ceci afin de ne pas apporter trop de souplesse à l'archet. Ce dernier, devant pouvoir jouer son rôle d'arc sans pour autant être trop souple et tendre ainsi correctement le fil résistif. Pour se faire, je n'ai laissé qu'un ressort sur le piton supérieur comme dit précedemment et le contre poids jouant son rôle à merveille sans avoir à forcer plus qu'il ne faudrait sur le système de poulies.
Sans même me servir actuellement du contre poids, je peux dire que l'archet est impeccable et loin de ressembler à ce que j'avais réalisé en bois, il y a un an car là c'est vraiment le top.
Pour le travail en coupe rectiligne que 'lon veut faire, le fil de l'archet doit être bien tendu au point de faire pratiquement une note de musique aigüe. Il ne faut pas perdre de vue que ce n'est pas le fil qui va couper le polystyrène, mais la chaleur rayonnante l'entourant.
Autrement dit, pour avoir une bonne coupe, il faut trouver un compromis entre la chauffe du fil et la vitesse à laquelle on va faire avancer le polystyrène en direction du fil, sachant que ce dernier n'a nul besoin de toucher le polystyrène pour le couper.
Lorsque l'on a bien assimilé le principe, il reste à concevoir un archet donnant au fil une tension permanente (d'où le ressort et le contre poids), et à jouer avec l'intensité du courant d'où le variateur et le transformateur.Attention tout de même au danger existant: En effet, je voulais vous préparer une vidéo vite fait sur le sujet, afin de vous mettre en garde sur ce qui s'écrit sur le net à propos des sorties en 12V qui ne seraient pas dangereuses, si ce n'est soit disant de juste ressentir un petit picotement de la main !
Moi aussi je le croyais, jusqu'au moment où j'ai vu mon fil devenir en une seconde rouge cerise. Avez vous déjà eu l'occasion de chauffer de l'acier avec un chauffeur en vue de lui faire subir une trempe ?
Eh bien, en une seconde mon fil de 0.25mm de diamètre est devenu de la même couleur que celle d'un acier proche des 800 à 1000° semblant produire un rayonnement d'un diamètre de feu de 4 à 5 milimètres, ce qui m'a paru énorme en puissance.
Imaginez vous un instant, tournant le dos à votre table de découpe, et laissant un gosse seul jouant avec le fil ! Je puis vous garantir qu'un fil rougi à ce point, ne doit pas vous laisser grand chose d'unemain. Prétendre dans ce cas que le 12 V n'est pas dangereux c'est léger !
Je tiens donc à mettre en garde vivement toutes les personnes qui manipulent ce genre d'outils, en leur disant que l'électricité n'est vraiment pas un jouet. et surtout pas un outils à laisser à la portée des enfants. Le risque de subir de graves brûlures est vraiment trop grand.
Sur cette photo, je vous présente le chargeur tranformateur de tension en 130V / 12V 4A acheté chez Conrad
Voici la vidéo de la table de découpe en fonction avec la découpe de mes flotteurs.
La table de découpe est terminée et je suis vraiment satisfait du travail réalisé par ce système de fil chaud. Les coupes sont franches et il y aura juste besoin de finir par un ponçage très très fin, sans avoir à forcer le moindre du monde.
Ne bénéficiant pas de forum sur notre site pour dialoguer avec vous, les personnes
souhaitant me contacter par mail pour plus de renseignements à propos de l'affût
pourront le faire à cette adresse :
Je me ferai un plaisir de vous répondre