Découpe polystyrène

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* Du fil résistif
* Du fil résistif
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* Deux bouchons de liège
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* Deux rondelles
* Deux rondelles
* Une barre en bois
* Une barre en bois

Version du 15 décembre 2009 à 20:13

Article incomplet en cours de rédaction
La vidéo "Découpe polystyrène"

Sommaire

Présentation de l'expérience

L'objectif est de pouvoir facilement couper du polystyrène. Ceci proprement par rapport à la scie ou au cutter.

Matériel

  • Du fil résistif
  • Deux bouchons de liège
  • Deux vis
  • Deux rondelles
  • Une barre en bois
  • Une alimentation (9 à 24V 400 a 1000 mA) (chargeur, batterie de voiture ...)

L'expérience

La manipulation

Il faut tout d'abord récupérer du fil résistif vous pouvez vous en procurer dans :
• Un sèche-cheveux.
• Un grille-pain.
• Un petit radiateur.
• Dans un magasin d'électronique.
• ...

Une fois que vous avez trouvé le fil résistif il vous faut déterminer la longueur optimale, celle-ci dépend de la l'épaisseur du fil, de sa résistance, de la résistance interne de l'alimentation, et de sa tension.
Le mieux est de faire des essais, en sachant que vous avez une bonne marge de manœuvre :
le polystyrène fond à 100°
le fil peut être utilisé jusqu'à 1200° (température de fusion)
Lors de cette expérience nous avons réussi à faire fondre de l'étain mais pas du plomb ce qui nous laisse penser que nous sommes entre 230° et 230°
Ce qui semble la température idéale pour couper le polystyrène.

Il faut après cela créer le manche de l'outil, il faut une sorte de U, en matière qui isole la chaleur et qui ne fond pas.
La céramique semble parfaite, mais nous n'avons pas les moyens, le plastique fond trop facilement.
Nous avons décidé d'utiliser du bois et des vis pour fixer le fil résistif.
Nous avons aussi pensé à utiliser un vielle scie à métaux (en remplaçant la lame par le fils et en isolant le +).

Après ce choix il faut fixer au manche le fil et créer un dispositif de tension de celui-ci :
Un assortiment vis, écrou papillon, rondelle fait très bien l'affaire !

Il ne reste plus qu'a relier l'alimentation en prenant soin de ne pas faire de court-circuit

Et voila vous avez là un bel outil qui vous permettra de réaliser des pièces en polystyrène proprement.

Que voit-on ?

En alimentant le film, on le chauffe et le polystyrène se découpe. Plus le fil est chaud, plus la découpe est facile/rapide. Avec la température, on observe un légère dilation du fil qu'il faudra compenser en le resserrant d'avantage (sinon la découpe risque d'être difforme) .

Explications

De manière simple

Nous avons fait un fils chauffant, la chaleur de ce fil fait fondre le polystyrène, c’est une imitation du procédé industriel de découpe du polystyrène

Allons plus loin dans l'explication

La chauffe du fil se fait par effet Joule. Le passage d'un courant provoque un échauffement du fil. Il n'y a pas de contact direct entre la matière et le fil, c'est la chaleur produite autour de se dernier qui permet la découpe du polystyrène.
La vitesse de découpe va varier selon la chaleur du fil. Celle-ci dépend du voltage de l'alimentation, de la longueur du fil (l'énergie va être propagée sur la longueur du fil, un fil long chauffera moins qu'un fil court et sera donc moins efficace), du type de métal (suivant la résistivité de celui-ci) et du diamètre du fil.
Attention, si la découpe peut s'avérer trop lente pour un fil qui ne serait pas suffisamment chaud, un fil trop chaud aura tendance à rougir et cassera rapidement.
Note : le polystyrène est un polymère amorphe qui fond à 100°C, le fil doit donc atteindre au moins cette température pour être efficace.

Liens avec d'autres expériences

Expériences sur Wikidébrouillard

Applications : liens avec le quotidien

Possibilité de réutiliser le polystyrène pour réaliser des éléments décoratifs par exemple (voir dans les émissions de TV à la mode du type Déco).
Ce dispositif permet en l'état de découper de la mousse synthétique.
Personnellement, j'ai découpé des banquettes dans un matelas premier prix, ce qui permet de réaliser un canapé de grande taille à prix défiant toute concurrence et des poufs pour y allonger les pieds.
La découpe est très propre, si vous ne bâclez pas la couture des housses ni la structure en bois, vous aurez un résultat professionnel.

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