Jak działa cięcie gorącym drutem (fizyka)

Fizyka cięcia pianki drutem gorącym: nagrzewanie rezystancyjne, dlaczego prędkość posuwu i temperatura muszą być zrównoważone, dlaczego drut może ciąć jedynie powierzchnie proste oraz jak strefa gorąca kształtuje cięcie.

Zrozumienie prostych praw fizyki stojących za drutem gorącym decyduje o tym, czy uzyskasz czyste cięcia, czy topiejącą masę. Należy zrównoważyć tylko trzy czynniki: ogrzewanie, wypływ ciepłai prędkość.

Ogrzewanie rezystancyjne

A wire has electrical resistance. Push current through it and it dissipates power as heat — that is Joule heating, P = I²R. A nichrome wire glows somewhere between roughly 200 °C and 400 °C for foam work (often not visibly glowing — that is fine). You control the heat with the napięcie/prąd z zasilacza, a czasami z PWM (szybkie włączanie i wyłączanie zasilania w celu ustawienia średniej wartości).

Strefa gorąca i topnienie

Foam nie „pali” się w dobrym cięciu — sublimuje/topnieje w cienkiej strefie tuż przed i wokół drutu. Drut nigdy tak naprawdę nie dotyka twardej pianki; porusza się w samodzielnie wytworzonej szczelinie pary i zmiękczonego materiału. odpływ szerokość szczeliny jest ustawiana przez ilość pianki, którą usuwa gorąca strefa, co zależy od temperatury i czasu przebywania.

Szybkość posuwu

To jest sedno sprawy:

  • Zbyt wolno → drut pozostaje, gorąca strefa rośnie, szczelina się poszerza, krawędzie zaokrąglają się, a detale giną.
  • Zbyt szybko → pianka odpycha drut szybciej niż on może się stopić, drut łuki wstecz, a cięcie staje się niedokładne (i drut może pęknąć).
  • W sam raz → drut pozostaje prosty, topiąc piankę dokładnie w tempie, w jakim się porusza, pozostawiając wąskie, szczelne i dokładne cięcie.

Grubsze drut pozwala na szybsze podawanie; chłodniejszy drut wymaga wolniejszego podawania. Gęstsza pianka wymaga więcej ciepła lub wolniejszego podawania niż lekka pianka. Nie ma jednej magicznej liczby — zależy to od twojego drutu, twojej pianki i twojej maszyny — ale symulator zawiera wstępne ustawienia materiałów, które dają rozsądny punkt wyjścia.

Zasada kciuka dostosuj najwolniejsze komfortowe Czy podajnik utrzymujący drut w widocznej linii prostej?

Dlaczego ma znaczenie drutowa rama

Ponieważ pianka stawia opór drutowi, drut zawsze nieco opóźnia się względem swoich punktów końcowych — ugina się. Przy stałym posuwie na prostym cięciu jest to niewidoczne. Natomiast przy ostre narożniki i kąty ostre, ponieważ wewnętrzna część drutu porusza się wolniej niż zewnętrzna, opóźnienie się zmienia, co powoduje zaokrąglanie lub wyżłabianie. Spowolnienie przed narożnikami lub projektowanie łagodniejszych narożników rozwiązuje ten problem.

Dlaczego tylko powierzchnie prostokreślne?

Drut jest linia prostaGdy maszyna porusza się swoimi dwoma końcami, ta prosta linia przemieszcza się w przestrzeni. Zbiór wszystkich powierzchni, które może zakreślić poruszająca się prosta linia, nazywany jest powierzchnie uregulowane — płaskie powierzchnie, walce, stożki, hiperboloidy oraz dowolne kształty, w których każdy punkt leży na prostej łączącej oba końce. Ty nie można cięcie kuli lub wybrzuszonej krzywej w jednym przejściu, ponieważ żaden prosty drut nie przechodzi przez taką powierzchnię. Jest to najważniejsze ograniczenie w projektowaniu gorącego drutu, dlatego skrzydła stożkowe (proste linie od nasady do końcówki) są łatwe, ale kształty podwójnie zakrzywione wymagają wielu obróconych przejść (zob. obrot indeksowany).

Lewy i prawy ruch muszą być zsynchronizowane w czasie

Na maszynie 4-osiowej dwa końce drutu mogą śledzić bardzo różne profile, ale muszą docierać do odpowiednich punktów. jednocześnieJeśli jeden koniec musi pokonać znacznie dłuższą drogę niż drugi w tym samym czasie, porusza się szybciej — i może przekroczyć prędkość topnienia, przypalając tę stronę. cncfoam.com ostrzega, gdy dwa obwody różnią się o więcej niż około 1,5× właśnie z tego powodu.