Termiczne wycinarki do materiałów bazujących na spienionym polistyrenie (określanych skrótem EPS - styropian, styrodur, styropor), to jedne z najbardziej efektywnych narzędzi ręcznych w warsztacie modelarza. Przy tym są tanie i łatwe do samodzielnego wykonania. Korzystam z nich od lat i postanowiłem się podzielić doświadczeniem z ich używania, zachęcając w ten sposób innych do stosowania tej technologii. W tym odcinku przedstawię (na przykładzie kilku konkretnych elementów modeli) sposób cięcia przy użyciu wycinarki stołowej i szablonów kartonowych. Sama maszyna będzie tematem kolejnego artykułu.
Spotkałem się kilka razy z opinią, że sporą przeszkodą w użyciu ręcznych wycinarek jest kłopot z przygotowaniem odpowiednich szablonów. Rzeczywiście, jeśli myślimy o szablonach z twardych materiałów, takich jak np. laminat (a tym bardziej aluminium), ręczne wykonanie tych elementów może być pracochłonne i uciążliwe. W niektórych przypadkach twardych szablonów nie da się zastąpić innym materiałem, ale w wielu można pójść „na skróty” i skorzystać po prostu z kartonu. Sam początkowo trochę nie wierzyłem, że taki materiał będzie dobrze spisywał się w tej roli, ale od kiedy spróbowałem (zachęcony przez WojtkaO, który paradoksalnie nie jest entuzjastą wycinania termicznego), metoda ta weszła na stałe do mojego warsztatu i przyznam, że obecnie korzystam z kartonowych szablonów znacznie częściej niż z twardych.
Sama idea nie różni się od użycia szablonów twardych. Na zdjęciu pokazane jest przykładowe cięcie po prostej z szablonami w postaci dwóch pasków kartonu (odcięte nożykiem od linijki). Naklejone są na styropor przy użyciu dwustronnej taśmy klejącej - jeden na górną, a drugi na dolną powierzchnię materiału. Jak wszystkie ręczne techniki, ta również wymaga pewnej wprawy, do której dochodzi się metodą prób i błędów. Temperatura drutu nie może być za wysoka - musi topić EPS, a jednocześnie nie może przypalać kartonu. Ten zaś powinien być dostatecznie sztywny (twardy), najlepiej z jednej strony lakierowany, co ułatwia przyklejanie i odklejanie dwustronnej taśmy klejącej. Takie szablony nie są wieczne, bo przejazd gorącym drutem po krawędzi kartonu lekko go „rozpulchnia” (co przy kolejnych cięciach skutkuje minimalnym zmniejszeniem wymiarów wycinanego elementu), ale przy odpowiedniej wprawie można go użyć kilka razy, a jeśli „trzymanie wymiaru” nie jest już akceptowalne, to po prostu stosuję następny (nowy) komplet.
Zostałem kiedyś zapytany, czemu stosuję podwójne szablony (górny i dolny), jeśli używam wycinarki stołowej. Rzeczywiście taka wycinarka kojarzy się ze stołową piłą taśmową, ale drut grzejny nie jest tak silnie naciągnięty jak taśma, tu wycinanie raczej przypomina cięcie piłką włosową, która jest dość wiotka i trudno jest utrzymać odpowiednią linię. Zjawisko ilustruje pierwszy rysunek. Prowadzenie drutu przy szablonie wymaga lekkiego docisku (trzeba to robić z dużym wyczuciem). Kiedy mamy tylko jeden szablon (górny), to linia cięcia nie będzie prostopadła do powierzchni blatu, dopiero przy zastosowaniu dwóch szablonów - na górnej i dolnej powierzchni - powoduje, że materiał zostanie odcięty pod kątem prostym (o ile oczywiście o taki kąt nam chodzi). Cięcie z jednym szablonem w praktyce można stosować tylko przy zgrubnym wycinaniu - np. podczas przygotowania wstępnych formatek przeznaczonych do dalszej obróbki (kolejne cięcie z szablonami właściwymi) i to raczej w sytuacji pokazanej na pierwszych zdjęciach, kiedy tniemy po linii prostej. Natomiast cięcie po łuku z pojedynczym szablonem może dać duże odchylenie ścianki od pionu. Co istotne, każdy szablon (niezależnie od kształtu) powinien posiadać dodatkowy odcinek wejściowy („rozbiegówka”) i wyjściowy, tak aby drut poruszał się po kontrolowanej trajektorii, zarówno przed wejściem w materiał jak i po wyjściu z niego.
Kolejne aspekty tej techniki wyjaśnię przy okazji wykonania konkretnego elementu modelu - jest to siedmiobok ze styroporu - korpus atrapy 7-cylindrowego silnika lotniczego.
Potrzebowałem 2 par szablonów - okrągłe (po lewej) na formatkę „wstępną”, oraz końcowe (po prawej). Rysunek szablonów najpierw wydrukowałem na drukarce, a po ich wycięciu nakleiłem na odpowiedni karton, który następnie dociąłem do końcowego kształtu (zgodnie z wydrukami). A jeśli ma się do dyspozycji drukarkę lub ploter pozwalający na wydruk od razu na kartonie, to jeszcze bardziej upraszcza cały proces. Podczas projektowania szablonów należy pamiętać, że drut grzejny zostawia za sobą szczelinę po wytopionym materiale (proporcjonalnie do średnicy drutu, jego temperatury i szybkości cięcia). Jeśli więc zależy nam na dużej dokładności, to szablon musi być odpowiednio "większy". Ja przeważnie dodaję poprawkę ok. 0,3-0,5mm.
Przed zamocowaniem szablonu przygotowuję zwykle formatkę w kształcie prostopadłościanu, z zachowanymi kątami prostymi w układzie: ścianka górna-boczna-dolna (obrócone U), na które nanoszę linie odniesienia. W tym przypadku będę z tej formatki wycinał walec i zależy mi na tym, aby naniesione na górną i dolną ściankę punkty środkowe górnego i dolnego szablonu wypadły w jednej osi (w tym przypadku 35mm od krawędzi).
Punkty te przebijam z góry i z dołu szpilką, sprawdzając czy osie się pokrywają. Przygotowuję pierwszą parę szablonów (dwustronna taśma klejąca po lakierowanej stronie kartonu), zakładam je na formatkę tak, aby środek pokrywał się ze zrobionym wcześniej otworem, a linia wzdłuż średnicy z linią na formatce.
Następnie wycinam walec w sposób pokazany na zdjęciu. I tu istotna uwaga: wejście w materiał powinno być łagodne, po łuku. To jedna z najważniejszych reguł w posługiwaniu się wycinarką termiczną. Prowadząc drut po liniach tworzących ostre kąty nie jesteśmy w stanie uzyskać cięcia dobrej jakości, w narożniku zawsze następuje zatrzymanie drutu i wytopienie materiału, pociągające za sobą zniszczenie ostrej krawędzi. Wszystkie cięcia muszą być planowane w taki sposób, aby drut przesuwał się po łukach (im łagodniejsze tym lepiej), a jeśli zależy nam na ostrych kątach, to albo musimy iść na kompromis (jakiś łuk) albo taka operacja musi być rozłożona na 2 (lub więcej) cięcia po prostej, które sumarycznie dadzą ładny ostry kąt (to właśnie zostanie pokazane dalej). Druga bardzo ważna reguła polega na tym, że zarówno wejście w materiał jak i wyjście z niego powinno następować po szablonie, o czym wspomniałem na początku artykułu. W przypadku jak tutaj miałem do czynienia z elementem do dalszej obróbki, mogłem oczywiście zrobić odpowiedni szablon zapewniający dobre wejście i wyjście, ale ponieważ już nieźle sobie z tym radzę, to prościej było mi wyciąć szablony okrągłe. Wystający z walca „dzióbek” potrzebny jest również jako punkt odniesienia i zostanie usunięty podczas dalszej obróbki. Należy jeszcze zaznaczyć, że wycinanie takiego kształtu wymaga obracania elementu z użyciem dwóch rąk (bo przy obracaniu trzeba jednocześnie odpowiednio dociskać go do drutu), jest to dość złożony (w sensie trajektorii) ruch i nie da się go zrobić płynnie jedną ręką, dlatego właśnie bardzo się tu sprawdza wycinarka stołowa (obie ręce są wolne). Należy się starać, aby ruch był jednostajny (na ile to możliwe oczywiście), nierównomierności przesuwu dają niepożądane wytopienia materiału, widoczne jako poprzeczne bruzdy.
Przed zamocowaniem szablonów na materiale zrobiłem w nich przy pomocy szpilek otwory w miejscach zaznaczonych na czerwono (otwory w obu szablonach, czerwone markery na górnym). Nakleiłem szablony na styropor (oś szablonu w osi otworu w walcu), pozycjonując je do linii na „wypustce” walca, a następnie poprzebijałem styropor poprzez otwory w kartonie, robiąc w ten sposób w materiale otwory referencyjne, służące do pozycjonowania szablonów w kolejnych cyklach. Wykonałem pierwsze cięcie, odcinając „wypustkę”, powstałą w ten sposób ściankę oznaczyłem literą A.
Kolejne ścianki były odcinane w ten sposób, że obracałem oba szablony o 1 sekcję, pozycjonując je przy pomocy 3 szpilek we wcześniej wykonanych w styroporze otworach. Trzy razy (trzy ścianki) w jedną stronę i trzy razy (zaczynając od ścianki A) w drugą stronę, co razem dało 7 cięć.
Tak prezentuje się siedmiokąt po zakończeniu cięcia, ostatnia fotka pokazuje końcowy wygląd korpusu po dalszej obróbce mechanicznej. Na zakończenie tej prezentacji, chciałbym zaznaczyć, że szablony „cykliczne” warto jest starannie przemyśleć. Przedstawiony powyżej przykład, to jedno cięcie na jedno pozycjonowanie, jeśli będę potrzebował wykonać ponownie taki element, to przygotuję szablon umożliwiający 3 cięcia na jedno pozycjonowanie (co druga ścianka, a nie sąsiednie). Jak powinien wyglądać taki ulepszony szablon? - pozostawiam to wyobraźni czytelników.
Prezentowaną metodę można zastosować nie tylko do wycinania kształtów 2D, ale także do bardziej złożonych - „uproszczone 3D”, co szczególnie przydaje się przy wykonaniu dziobów i kabin modeli (nawet jeśli wymagają dalszej obróbki mechanicznej), lub kopyt do elementów wykonywanych metodą traconego styropianu. Metoda ta (ja nazwałem ją „2x2D”) polega na dwukrotnym cięciu w różnych płaszczyznach, przy pomocy szablonów przygotowanych konkretnie dla tych płaszczyzn (szablon odzwierciedla wygląd elementu w przekroju w danej płaszczyźnie). Film poniżej pokazuje jak to się odbywa w praktyce, jest to tylko demonstracja metody, dlatego posłużyłem się jedną parą szablonów dla obu płaszczyzn, w realnych zastosowaniach pary szablonów mogłyby mieć różne kształty (zależnie od potrzeb i wyobraźni).
Na zakończenie kilka fotek z budowy kadłuba mojego bocznokołowca Bard. Wszystkie elementy ze styroporu do tego modelu wyciąłem termicznie z wykorzystaniem szablonów kartonowych.
Poniżej na zdjęciach widać, że to wariant „Nx2D” (więcej cykli niż „2x2D”). Z racji tego że karton jest elastyczny, można go również zamocować do zakrzywionej powierzchni i zrobić bardziej nietypowe cięcia, ograniczone wyłącznie naszą wyobraźnią.
A tak wygląda ukończony (ale „surowy”) kadłub - przy czym jest to pierwsza wersja, po próbach w wannie zdecydowałem się zmodyfikować kształt (głównie chodziło o przekrój). W efekcie BArd powstał na bazie drugiej wersji kadłuba, do której nie mam szczegółowej dokumentacji fotograficznej.
Jeśli opisana metoda wydaje się skomplikowana, zapewniam że to tylko z powodu, iż starałem się opisać wszystko dokładnie. W rzeczywistości to bardzo efektywna i prosta technika, trzeba jedynie trochę potrenować, aby dojść do wprawy, co jest typowe również w innych manualnych technikach, z których korzystamy w hobby. Opisane powyżej zasady stosowania szablonów dotyczą oczywiście wszystkich rodzajów szablonów, nie tylko kartonowych.