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Trapano

Un trapano è un attrezzo con punta rotante che si usa per fare dei buchi in diversi materiali. I trapani si usano spesso in falegnameria, metallurgia, nelle costruzioni e nella maggior parte dei progetti “Fai da te”. Trapani speciali vengono usati anche in medicina e in altre applicazioni, ad esempio nelle missioni spaziali. La punta del trapano è stretta da una morsa a un’estremità del trapano e ruota mentre viene premuta contro il materiale che si sta forando. La punta del trapano fa il buco portando via dei trucioli (trapano twist o mecchia), macinando piccole particelle (estrazione del petrolio), o rompendo e rimuovendo pezzi del materiale (trapani SDS).

L’invenzione

I primi trapani furono i trapani ad arco, che risalgono agli antichi Harappani ed Egiziani. Il trapano da banco, come attrezzo, è l’evoluzione del trapano ad arco e risale a molti secoli fa. Nel corso dei secoli è stato potenziato grazie a diverse risorse come sforzo umano, turbine idrauliche e mulini a vento, spesso con l’uso di cinghie. Con l’introduzione del motore elettrico, alla fine del 19° secolo, c’è stata una grande corsa per dotare gli attrezzi di tali motori, e tra questi attrezzi ci furono i trapani. L’invenzione del primo trapano elettrico è attribuita a Mr. Arthur James Arnot e William Blanch Brain [1], nel 1889, a Melbourne, Australia. Wilhelm Fein inventò il trapano elettrico portatile nel 1895, a Stuttgart, Germania. Nel 1917, Black & Decker brevettò un interruttore a grilletto montato su impugnatura a pistola.

Trapano a martello

Il trapano a martello è simile a un normale trapano elettrico, con l’eccezione che è provvisto di un’azione a martello per trapanare i muri. L’azione a martello può essere attivata o meno a seconda del bisogno. L’azione a martello è fornita da due dischi delle camme che fanno pulsare rapidamente il mandrino avanti e indietro, mentre il trapano ruota intorno al proprio asse. Questa azione pulsante (a martello) si misura in Blows Per Minute (BPM), un valore comune è 10,000 BPM o più.

Per via delle masse relative di mandrino + punta e del resto del trapano, il trasferimento di energia è relativamente poco efficiente e talvolta rende difficile la penetrazione dei materiali più duri, come il calcestruzzo, con punte grandi.
La vibrazione è avvertita abbastanza dall’utilizzatore e le camme in genere sono fatte di acciaio duro, per evitare che si usurino in fretta. La maggior parte dei trapani a martello elettrici è da 6,3 – 9 amp ed è limitata a punte per muro standard, dimensioni massime 12 mm.

Una tipica applicazione per un trapano a martello sarebbe l’installazione di scatole elettriche, sostegni per condutture o mensole in calcestruzzo. Confrontalo con un trapano a rotazione / a martello pneumatico, nel quale solo la punta è accelerata per il lavoro. Questo è ottenuto attraverso un modello a pistone, piuttosto che con camme rotanti.
I martelli a rotazione comportano meno vibrazioni e penetrano nella maggior parte dei materiali che costituiscono gli edifici. Possono anche essere utilizzati come “semplici trapani” o “semplici martelli”, il che estende la loro utilità a compiti come la frantumazione di mattoni o calcestruzzo. La profondità della foratura è notevolmente superiore a quella dei trapani a martello con le camme, e questi trapani si usano in genere per buchi di 2 cm o più. Una tipica applicazione per un trapano martello a rotazione sarebbe fare dei buchi grandi per le viti nelle fondamenta, o per installare grandi sostegni principali nel calcestruzzo per corrimano o panchine.

Un trapano martello standard accetta punte per trapano da 6 a 12 mm, mentre un martello a rotazione usa punte SDS o Spline Shank. Queste punte pesanti sono adatte per polverizzare il muro e forare questo materiale resistente in modo relativamente facile. Tuttavia, c’è una grande differenza nel costo. Nel Regno Unito, si pagano tipicamente dai 13 euro in su per un martello a camme e dai 38 euro in su per un modello a rotazione / pneumatico. Negli USA un tipico trapano martello costerà tra 50 e 90 euro, e un martello a rotazione tra 110 e 370 euro (a seconda delle dimensioni della punta). Per un uso fai da te o per fare dei buchi più piccoli di 12 mm, in genere si usa il trapano martello.

Il trapano martello a rotazione (anche noto come trapano martello roto o trapano per muri) è un tipo di trapano elettrico dedicato a fare dei buchi nel muro. Il trapano martello a rotazione è un trapano a percussione che usa un peso per creare la forza di impatto sul muro. In genere, il mandrino del trapano martello a rotazione è disegnato per fori SDS. Alcuni modelli di questo trapano sono fabbricati solo per forare i muri e l’azione a martello non può essere disattivata. Altri modelli permettono di utilizzare il trapano senza l’azione a martello, quindi come un normale trapano, o senza rotazione, per scalpellare.

Trapano ricaricabile

Un trapano cordless è un tipo di trapano elettrico che usa batterie ricaricabili. Trapani con funzioni simili sono disponibili anche con alimentazione da rete elettrica AC.

Sono disponibili nella configurazione trapano martello, e la maggior parte ha anche un’impostazione presa che gli permette di essere usati come giraviti. Oggi sono anche disponibili Trapani ad Angolo, che permettono di avvitare delle viti in uno spazio ristretto. Tuttavia ,questi sono attualmente meno utili rispetto alla versione corrispondente con i fili, poiché una delle funzioni principali è fare i buchi attraverso travicelli e montanti per far passare le condutture elettriche e idrauliche, ma mentre la recente innovazione della batteria permette di forare di più in maniera significativa, il largo diametro richiesto per questi buchi (tipicamente 1,25 – 2,5 cm o più), consuma l’energia dei trapani cordless molto rapidamente.

Per un uso continuo, un lavoratore avrà uno o più gruppi di batterie di riserva in carica mentre usa il trapano, in modo da poterle sostituire rapidamente, senza dover aspettare un’ora o più perché ricarichino, anche se ora esistono Batterie a Carica Rapida che possono ricaricarsi in 10-15 minuti. I primi trapani cordless usavano batterie intercambiabili da 7,2 V, e nel corso degli anni i voltaggi delle batterie utilizzabili sono aumentati: trapani con batterie da 18 V sono i più diffusi, ed esistono anche trapani 24 V. Questo permette a questi attrezzi di produrre una coppia di torsione paragonabile a quella di alcuni trapani non cordless. Lo svantaggio della maggior parte dei modelli in uso oggi, è l’utilizzo di batterie in nickel-cadmio (NiCd) che hanno una durata di vita limitata, si scaricano senza essere usate, ed eventualmente possono avere corto circuiti interni dovuti allo sviluppo di dendrite.

Questo limita in maniera severa la durata delle batterie e pone il problema dello smaltimento di rifiuti pericolosi. Molti produttori di trapani, inclusi DeWalt, Ryobi, e RIDGID, ora usano batterie al litio. I vantaggi principali sono: un tempo di carica molto breve, una vita più lunga e batterie più leggere. Invece che mettere in carica un attrezzo per un’ora per poterlo usare per 20 minuti, 20 minuti di carica permettono di usare l’attrezzo per un’ora.

Le batterie al litio hanno anche un tasso di scaricamento costante: la potenza rimane costante fino a quando la batteria è completamente scarica, cosa che non capita con le batterie in nickel-cadmio, e che rende l’attrezzo molto più versatile. Le batterie agli ioni litio, inoltre, mantengono la carica per un tempo molto più lungo di quelle in nickel-cadmio, circa due anni se non vengono usate, contro 1-4 mesi per le batterie in nickel-cadmio. Le impugnature dei trapani cordless in genere sono fatte in polymorph, materiale facile e veloce da modellare in una forma che possa essere impugnata comodamente.

Il corpo principale del trapano in genere è fatto in polythene, in modo che possa sopportare le alte temperature che il trapano raggiunge. In più taglia legno, metallo e plastica.

Trapano da banco

Un trapano da banco (anche noto come trapano a colonna) è un tipo di trapano fisso che può essere montato su un sostegno o fissato sul pavimento o su un banco da lavoro. Un trapano da banco è costituito da una base, una colonna, una tavola, un albero e la testata del trapano, in genere guidata da un motore a induzione.

La testata ha un set di impugnature (in genere 3) che escono da un nucleo centrale che, quando è acceso, muove l’albero e il mandrino in senso verticale, parallelamente all’asse della colonna. La tavola può essere adattata in senso verticale, e in genere è mossa da un dispositivo che converte il moto rotatorio in moto lineare; tuttavia, alcuni modelli più vecchi prevedono che sia l’utilizzatore a sollevare e ribloccare la tavola in posizione. La tavola può anche essere tolta dall’asse dell’albero e, in alcuni casi, ruotata in posizione perpendicolare alla colonna. Le dimensioni di un trapano da banco sono tipicamente misurate in termini di swing. Lo swing è definito come il doppio della distanza della gola, cioè la distanza dal centro del mandrino al bordo più vicino della colonna. Ad esempio, un trapano da banco da 410 mm avrà una distanza della gola di 200 mm.

Un trapano da banco ha un gran numero di vantaggi rispetto a un trapano tenuto a mano:

  • Premere il trapano contro il materiale da lavorare richiede uno sforzo minore. Il movimento dell’albero e del mandrino avviene attraverso una leva che agisce su un meccanismo che converte il moto rotatorio in moto lineare, il che dà all’utilizzatore un considerevole vantaggio meccanico.
  • La tavola permette a una morsa o fermo di posizionare e fissare il materiale da forare, rendendo l’operazione molto più sicura.
  • L’angolo del mandrino è fisso in relazione alla tavola, permettendo di fare buchi uguali e a distanze regolari.
    Il cambio di velocità si ottiene muovendo a mano una cinghia attraverso un dispositivo a puleggia piatta.

Alcuni trapani da banco aggiungono una terza puleggia piatta per aumentare il range di velocità. I trapani da banco moderni, tuttavia, possono usare un motore a velocità variabile, in aggiunta al sistema a puleggia piatta; alcuni vecchi trapani da banco, d’altra parte, hanno una sorta di trasmissione variabile continua, a trazione, per ampi range di velocità del mandrino, che possono essere cambiati mentre la macchina è in funzione. I trapani da banco sono usati spesso per vari lavori come smerigliatura, affilatura o levigatura, montando sul mandrino tamburi per smerigliatura, ruote levigatrici e diversi altri accessori rotanti.

Questo può essere pericoloso con molti trapani da banco dove l’asse del mandrino è tenuto nell’albero solamente dalla frizione di un cono morse, invece che essere assicurato in maniera stabile da una barra di trazione.