Pianka LDPE (PE-LD), używana do pakowania sprzętu elektronicznego (RTV i komputery), zawsze zwracała moją uwagę w kontekście wykorzystania jej do zrobienia własnych kół o zwiększonej średnicy. Zwykle jednak były to cienkie arkusze, dopiero pojawienie się bardzo ciężkich sprzętów (np telewizory o dużej przekątnej) zaowocowało grubszymi wkładkami, nadającymi się do wykorzystania na takie koła.
Tworzywo LDPE jest bardzo lekkie i elastyczne. Jego charakterystyczną cechą, w porównaniu z innymi materiałami do pakowania (np. styropian) jest to, że produkowane jest w postaci płyt o grubości 4-5mm, czym przypomina znany modelarzom (ale sztywniejszy) materiał do budowy modeli - EPP . Większe grubości uzyskuje się poprzez sklejanie odpowiedniej ilości warstw podstawowej płyty. Materiał, którego używałem, składał się z 4 warstw o łącznej grubości 20mm.
Piastę zaprojektowałem do wydruku na drukarce 3D. Składa się z 2-częściowej felgi i właściwej piasty, pomyślanej tak, aby stawiała mały opór podczas obrotu. Felgi mają po 3 wypustki, zabezpieczające piankę przed obrotem na piaście, tak podczas obróbki jak i później w czasie eksploatacji. Elementy z oznaczeniem Px to elementy pomocnicze, używane tylko podczas obróbki pianki.
Kolejne, bardzo przydatne narzędzie, powstało z wydrążacza do jabłek. Uzupełniony o drukowaną wkładkę i oś prowadzącą z drutu 2mm, umożliwił dość precyzyjne i przede wszystkim prostopadłe wycięcie w piance otworu pod piastę.
W pierwszym kroku wyciąłem z pianki kwadraty 100x100mm - pod koła o średnicy 90mm. Tu od razu zaznaczę, że margines 5mm (z każdej strony) przy mojej metodzie wycinania okazał się trochę za mały. Następnie zaznaczyłem środek i przewierciłem w tym miejscu piankę wiertłem 2mm (chodzi o zachowanie prostopadłości).
Dalej przy pomocy wydrążacza z wkładką wykonałem w piance otwór o średnicy ok. 14mm. Drut prowadzący włożyłem w otwór 2mm i starając się trzymać przyrząd prostopadle do pianki ruchem obrotowym (lewo-prawo) nacinałem jej powierzchnię, najpierw do połowy głębokości z jednej strony, a po odwróceniu podobnie z drugiej. Zaskoczyło mnie, jak łatwo niezbyt ostre zęby wycinarki wchodzą w piankę przy minimalnym nacisku, praktycznie wystarczyło kilka ruchów w jedną i drugą stronę.
W kolejnym kroku przy pomocy szablonów z kartonu zaznaczyłem na formatkach obrys koła. To lepiej byłoby zrobić wcześniej, przed wycięciem otworów na piastę, ale można również i teraz, wkładając do środka wycięty już kawałek. Przeciwne strony tej samej formatki oznaczyłem literami A i B, a także (za chwilę będzie wiadomo dlaczego) zaznaczyłem na środku markery - skierowany w górę na stronie A i w dół na stronie B.
Element P1 służy do zaznaczenia kolejnych markerów (co 120 stopni) począwszy od pierwszego, zaznaczonych wcześniej „na oko”.
Następnie w miejscach zaznaczonych flamastrem zrobiłem lekkie (ukośne) nacięcia nożykiem. To są właśnie szczeliny na wspomniane wcześniej „skrzydełka” na felgach F1, blokujące możliwość obrotu „oponki”. Teraz powinno być jasne dlaczego zaplanowałem markery na piance w opisany sposób. Chodzi o to, aby nacięcia po obu stronach nie wypadały naprzeciwko siebie, tylko były przesunięte o 60 stopni. Do środka (między felgi F1) włożyłem element pomocniczy P2 i skręciłem całość śrubami M5.
Do wycięcia krążków użyłem nożyka modelarskiego z ostrzami typu „Exacto”, choć głównie było to związane z możliwością użycia tokarki. Gdybym krążki wycinał ręcznie, to raczej użyłbym cienkiej piłka typu „OLFA”. Z moich doświadczeń wynika, że pianka LDPE trochę lepiej przecina się piłką z drobnymi zębami, niż nożem. Ten musi być bardzo ostry i wymaga nacisku, co daje trochę mniejszą precyzję, bo podczas cięcia materiał się ugina.
Mając możliwość użycia tokarki, wycinanie zrobiłem tak jak pokazują to fotki, obracając uchwyt ręcznie i powoli zagłębiając ostrze w materiał. Mniej więcej po osiągnięciu połowy głębokości przełożyłem formatkę na drugą stronę (wymaga odkręcenia i odwrócenia śruby) i odciąłem do końca. Ta metoda jest precyzyjniejsza niż wycinanie ręczne od szablonów i daje dość okrągłe krążki o powtarzalnej średnicy. Ale zapewniam, że i przy wycinaniu ręcznym da się osiągnąć dobry końcowy efekt.
Obróbkę krawędzi na okrągło zrobiłem przy pomocy wiertarki zamocowanej na uchwycie stołowym i szlifierki oscylacyjnej. Co ważne - materiał powinien kręcić się przeciwbieżnie w stosunku do tarczy szlifierki, wtedy jest najlepszy efekt i obróbka trwa najkrócej. Krawędzie można obrobić również Dremelem z końcówką jak na fotce, ale trwa to dłużej a także ze względu na mniejszą średnicę tarczy, łatwo jest zrobić wgłębienia na obwodzie krążka.
Tak wyglądają oponki po obróbce. LDPE to materiał włóknisty, więc na obwodzie zostaje trochę „kłaczków”, ale można je na koniec poodcinać nożyczkami.
Sama oponka jest bardzo lekka (3g na 90mm średnicy), trochę więcej (choć tez niewiele) ważą elementy piasty.
Końcowe klejenie wymaga ściśnięcia elementów piasty. Do tego są niezbędne pomocnicze nakładki P3 z wkręconą śrubą M2, pozycjonującą nakładkę na piaście podczas jej ściskania.
Posmarowane klejem epoksydowym elementy (2xF1+F2) zamontowałem w oponce i poprzez nakładki ścisnąłem za pomocą typowego ścisku stolarskiego, który jest wystarczający na koła o średnicy 90mm. Przy większej średnicy stosowałem docisk za pomocą akumulatorów żelowych, ta metoda też działa, choć trzeba się trochę nagimnastykować z ułożeniem obciążenia na podkładce. W przyszłości do tego celu zapewne wykonam podkładkę o większej średnicy.
Koła są bardzo lekkie. Nie wiem jeszcze jak wypadną pod dużym obciążeniem dynamicznym (lądowania), próba jest przewidziana pod koniec sezonu. Ale samo ich wykonanie (kiedy ma się już przygotowane elementy) jest na tyle szybkie, że mając rozłożone narzędzia, z marszu zrobiłem również parę o większej średnicy (100mm). Jeśli sprawdzą się w praktyce, to planuję wykonać kolejny zestaw (fi 120mm) z grubszego materiału, być może ze zmodyfikowaną felgą, zapewniającą bardziej „balonowy' wygląd. Minusem tego rozwiązania jest kolor, lepszy byłby oczywiście czarny. Zaczynają się pojawiać już wkładki tego koloru, można ew, spróbować użyć do pomalowania gumy w spray'u, choć to niewątpliwie zwiększy masę (i koszt) kółek.
Piki do pobrania --> piasta.zip