Sturing van het snijden
In dit deelprobleem worden de mogelijke oplossingen
besproken voor de sturing van het mechanisme. Hoe wordt de beweging van de
draad gecontroleerd, en hoe wordt ze in gang gezet, zonder dat de gebruiker met
de blote handen aan de draad moet komen?
1) Een gewicht trekt de draad door het schuim.
Bij onze eerste ideeën waren we van mening dat het geen
overbodige luxe zou zijn dat de draad zelf door het schuim zou bewegen, zodat
de gebruiker (eens het proces in gang gezet) niet meer aan de machine zou
moeten komen. Dit zouden we kunnen bekomen door een gewicht te voorzien vooraan
de machine, die de draad met een constante snelheid door het schuim trekt.
J
-de gebruiker zet het proces in
gang en hoeft dan niets meer te doen: tijdswinst
L
-het systeem wordt zeer complex:
er moeten immers veren gepositioneerd worden aan de andere kant om het geheel
in evenwicht te houden: deze zijn duur, en moeilijk te configureren.
-het
wordt moeilijk voor de gebruiker om halverwege het proces bij te sturen indien
gewenst/nodig
-er
ontstaat een kans dat de draad toeklapt op het einde, onder een verhoogde
trekspanning die voor de draad gezien naar binnen toe is
2) Manuele trekbeweging aan een draad
De draad wordt (op een gelijkaardige wijze als bij een
gewicht) door het schuim getrokken door een manuele trekbeweging aan de
voorkant van de machine.
J
-de gebruiker kan zelf de
snelheid bepalen van de draad
-de
gebruiker kan ten allentijde het proces bijsturen indien gewenst/nodig
L
-als de gebruiker geen vaste
snelheid onderbouwd tijdens het trekken aan de draad, zal op een plaats meer
schuim zijn weggesmolten dan op een andere. Dit leidt tot een grote
onnauwkeurigheid. Dat maakt deze methode tevens een stuk arbeidsintensiever.
-er
ontstaat ook nu de kans dat de krachtenverdeling niet in evenwicht is, waardoor
de draad toeklapt op het einde onder verhoogde trekspanning (naar binnen
gericht)
-het
wordt in deze configuratie moeilijk om de draad links en recht evenveel te
laten bewegen: kleine onnauwkeurigheden kunnen al een grote hoekverdraaiing tot
gevolg hebben
3) Louter horizontale verschuiving met behulp van een hendel
De rails (links en rechts) waar de hendel door schuift zijn
nu louter horizontaal, onder de grondplaat aan de behuizing bevestigd. De
hendel kan niet roteren, enkel een lineaire beweging ondergaan.
J
-de beweging van de draad gaat
stabiel. Zij wordt nu begeleid door een hendel die manueel te besturen is, en
niet veel kracht van de gebruiker vraagt
-de
gebruiker kan ten allentijde het proces bijsturen indien gewenst/nodig
L
-er kunnen geen cirkelbogen
gemaakt worden, want de machine is niet in staat om rond een vaste as te
roteren.
-het
wordt moeilijk om ervoor te zorgen dat de hendel links en rechts evenveel
beweegt. Ze kan immers in elke horizontale rail vrij bewegen. Dit kan leiden
tot onnauwkeurigheden in het gesneden product.
4) Louter horizontale verschuiving met behulp van 2 handvatten
De draad wordt onder spanning gehouden door de gebruiker
zelf, door een kracht uit te oefenen in het verlengde van de draad.
J
-de gebruiker kan zelf de
snelheid bepalen van de draad
-de
gebruiker kan ten allentijde het proces bijsturen indien gewenst/nodig
-de
gebruiker kan afwijken van het vooropgestelde profiel door zelf zijn bewegingen
met de draad tijdens het proces te veranderen.
L
-als de gebruiker geen vaste
snelheid onderbouwd tijdens het trekken aan de draad, zal op een plaats meer
schuim zijn weggesmolten dan op een andere. Dit leidt tot een grote
onnauwkeurigheid. Dat maakt deze methode tevens een stuk arbeidsintensiever.
-de
gebruiker moet een goed evenwicht onderbouwen tussen zijn beweging links en
rechts van de draad: deze moeten even snel bewegen voor een maximaal gewenste
nauwkeurigheid
-het
is niet mogelijk om met deze configuratie cirkelbogen uit te snijden
5) Hendel die roteert rond een vast punt
De draad wordt opgespannen tussen een hendel. Deze heeft
twee bevestigingspunten aan de behuizing: ze gaan beiden door dezelfde
rotatie-as. De draad volgt het profiel dat is opgesteld door de horizontale
glijlatjes.
J
-de hendel wordt manueel
gestuurd door de gebruiker, waarbij hij een minimale drukkracht moet
uitoefenen. Hierdoor is het ook makkelijker om dezelfde snelheid te behouden
tijdens het snijden.
-met
deze opstelling zijn alle mogelijke beoogde vormen uit te snijden: cirkelbogen,
zadeloppervlakken en hoeken.
-de
krachtenverdeling is makkelijk constant te houden
L
-als het materiaal van de hendel
niet stevig genoeg is, bestaat er een kans dat door vervorming de draad toch
scheef loopt (als de ene kant al verder geroteerd is dan de andere)
In ons eerste model
was de hendel verbonden met de grondplaat door middel van blokjes die op elkaar
genageld waren, die op hun beurt waren vastgenageld aan de grondplaat.
Origineel was het plan om dit in het effectieve model over te nemen, maar dan
met lijmverbinding. Er kwam echter de oplossing om de behuizing aan te passen
naar een ietwat 'volumineuzer' model. Hierdoor kon de hendel door middel van
een bout-moer verbinding rechtstreeks aan de behuizing worden bevestigd.
Dit is positief: door
een dichtere verbinding te maken hebben we minder speling, en dus minder
toleranties nodig omdat er in de verbinding met de grondplaat een stuk minder
afstand is tussen beiden.
Opspanning draad
In dit deelprobleem wordt er verder uitgeweid over de
mogelijkheden voor het opspannen van de draad. Onze machine vereist immers dat
deze qua lengte kan variëren, maar toch continu op spanning kan blijven.
6) Oprolsysteem/draaispan systeem/klemsysteem
Waar de draad buiten de behuizing komt kan gekozen worden
voor een opspanning door middel van oprollen. De draad wordt aan de buitenkant
rond een cilinder gewikkeld, en zo op spanning gehouden.
J
-de spanning van de draad is
instelbaar, en makkelijk te veranderen door de gebruiker
-als
er cirkelbogen of hoeken moeten afgesneden worden, en de draadlengte dus
constant moet gehouden worden, is het een voordeel dat de draadlengte vast
instelbaar kan worden gehouden.
L
-de draad is niet in de
mogelijkheid om te variëren in lengte tijdens het proces; men zou dus tijdens
het snijden telkens moeten stoppen om de draad af te wikkelen of op te
wikkelen. Het is dus niet mogelijk om vlot zadeloppervlakken te maken met dit
systeem.
7) Gewicht
Aan het stuk van de draad dat buiten de behuizing komt,
wordt (met een kunststoffen tussenstuk) een gewicht verbonden. Deze houd de
draad op spanning door een kracht met zijn gewicht uit te oefenen.
J
-dit systeem laat een variërende
lengte van de draad toe
-omdat
het gewicht wordt aangetrokken door de zwaartekracht, trekt deze de draad
altijd loodrecht naar beneneden op de horizontale glijlatjes. Onder welke hoek
de draad zich dus ook bevindt, ze zal altijd juist worden opgespannen.
L
-een loshangend gewicht is qua
esthetiek een minder mooie oplossing.
8) Verenset in radiale richting
Aan de draad wordt in een radiale richting een set veren
geplaatst. Deze houden de draad op spanning.
De bevestiging ervan wordt voorzien aan het rotatiepunt van de hendel.
J
-dit systeem laat een variërende
lengte van de draad toe: de veer kan immers uitgerokken worden zoals gewenst.
-alle
gewenste vormen zijn met dit systeem perfect uit te snijden.
L
-als de veer wordt vastgemaakt
aan het rotatiepunt, wil dat zeggen dat als een bepaalde hoek overschreden
wordt, de veer de draad niet meer tegen de glijlatjes zal trekken maar wel in
het verlengde van de glijlatjes. Dit is dus in de tegengestelde richting als
waarin we de draad juist willen opspannen.
-zoals
al verschillende keren aangehaald: veren zijn niet goedkoop. Voor een DIY
machine die low budget moet blijven is dit dus niet altijd een goede oplossing.
9) Verenset in axiale richting
Aan de draad wordt in de axiale richting een set veren
geplaatst. Deze houden de draad op spanning tegen de rail.
J
-dit systeem laat een variërende
lengte van de draad toe: de veer kan immers uitgerokken worden zoals gewenst.
-onder
welke hoek de draad zich ook bevindt, de veer zal hem altijd juist opspannen.
L
-het is moeilijk om een set
veren in de axiale richting te bevestigen aan een element dat moet bewegen. Zo
zal er heel wat wrijving ontstaan tussen de ophanging van die veren, en de rail
waarin het wieltje beweegt. Dat terwijl we streven naar zo weinig mogelijk
wrijving om de bestuurbaarheid van onze machine zo goed mogelijk te bewaren.
-zoals
al verschillende keren aangehaald: veren zijn niet goedkoop. Voor een DIY
machine die low budget moet blijven is dit dus niet altijd een goede oplossing.
Beweging draad
In dit deelprobleem wordt een selectie van de oplossingen
besproken om de draad zelf van beweging te kunnen voorzien. We wensen immers
dat de draad kan bewegen in de geleider zelf; dit is nodig om verschillende
profielen te kunnen uitsnijden.
Zoals reeds eerder vermeld in de bespreking van het eerste
prototype, hebben we gewerkt met een kunststof rail. Deze werd echter danig
verzwakt door de zelfgefreesde sleuf, dat zij enorm buigbaar werd. Daarom moest
ze bevestigd worden op een ander onderdeel. Dit willen we in ons definitieve
prototype vermijden, dus zoeken we naar betere oplossingen .
10) Aluminium rail met bijgeleverde gordijnophanger uit kunststof
We vervangen de kunststoffen rail van ons eerste prototype
door een aluminium rail. Deze wordt veel minder verzwakt door nabewerkingen, en
behoudt toch de eigenschappen van een kunststoffen rail; nl. dat ze goed
glijden.
J
-het is makkelijk te kopen
-het
glijdt soepel op en neer, er wordt weinig wrijving opgewekt
L
-er zit veel speling op: het is
immers niet ontworpen om met grote nauwkeurigheid door de rail te lopen
-er
moet een gat geboord worden in het kunststof gordijnophangertje zodat de draad
erdoor kan: ook hier gaat er veel precisie verloren
-kunststoffen
wieltjes zijn minder resistent tegen hitte: als er een gloeidraad door loopt,
bestaat er de kans op smelten
-er
moeten nabewerkingen gedaan worden op de gekochte rail
11) Aluminium rail met zelfgemaakt wieltje
We vervangen de kunststoffen rail van ons eerste prototype
door een aluminium rail. Deze wordt veel minder verzwakt door nabewerkingen, en
behoudt toch de eigenschappen van een kunststoffen rail; nl. dat ze goed
glijden. Dit maal wordt gebruik gemaakt van een gelaserd wieltje.
J
-het is makkelijk te kopen
-het
glijdt soepel op en neer, er wordt weinig wrijving opgewekt
-er
zit weinig speling op: er worden enkele testwieltjes gelazerd (afgaande op de
binnendiameter van de rail) en achteraf gekeken welke het beste past.
-het
gat dat moet voorzien worden voor het draadbuisje kan makkelijk meegelaserd
worden tijdens het proces
-hout
is meer bestand tegen de hitte van een gloeidraad
L
-er moeten nabewerkingen uitgevoerd worden op
de gekochte rail
12) Houten koker met wieltje
We vervangen de kunststoffen rail door een houten koker: 4
plaatjes worden gelaserd en tegen elkaar geplakt. In twee van die plaatjes
wordt een sleuf gelaserd zodat de draad erdoor kan lopen.
J
-geen nabewerkingen vereist:
heel de machine kan in een stuk gelaserd worden en als een bouwpakket in elkaar
gestoken worden
-er
zit weinig speling op: er worden enkele testwieltjes gelaserd (afgaande op de
binnendiameter van de rail) en achteraf gekeken welke het beste past.
-het
gat dat moet voorzien worden voor het draadbuisje kan makkelijk meegelaserd
worden tijdens het proces
-hout
is meer bestand tegen de hitte van een gloeidraad
L
-veel extra onderdelen die moeten gelaserd
worden
-hout
op hout glijdt een stuk slechter: er wordt meer wrijving opgewekt en dit kan
leiden tot blokkering van het systeem.
13) Bout met moer door sleuf
Tijdens onze testen op het soepel glijden van verschillende
elementen, hebben we ook bout-moer verbindingen gebruikt. Als we een bout met
een moer bevestigen in een sleuf, merken we op dat dit ook goed glijdt. We
kunnen immers de bout aandraaien als het systeem niet goed meer glijdt.
J
-een bout is een
standaardonderdeel, en een houten plaatje met sleuf kan makkelijk gelaserd
worden
-metaal
is goed bestand tegen extreme hitte van de gloeidraad
L
-als de draad aan de bout gesoldeerd wordt, is
de beweging weinig nauwkeurig en kan bovendien de draad niet variëren in
lengte.
-als
er gekozen wordt om een gat te boren in de lengterichting van de bout (zodat
deze 'hol' wordt) vereist deze oplossing een ingewikkelde nabewerking
Geen opmerkingen:
Een reactie posten