Als een houten balk of plaat te lang is, dan is het vanzelfsprekend dat je voor het gemak een elektrische zaag gebruikt. Je legt het hout op de werktafel en zet de zaag aan. Als het zaagblad op de juiste snelheid draait, duw je het hout ertegenaan en het wordt in tweeën gedeeld. Dit klinkt allemaal heel erg makkelijk, maar bij het bewerken van hout komt veel meer kijken dan je denkt. Het bewerkingsresultaat bij het hout is afhankelijk van diverse factoren. Naast de eigenschappen van de houtsoort, speelt ook de keuze van het gereedschap een grote rol.door: Qrijn Bauer

Houtbewerking

Rvs-

tool

s

zagen [vklaar].indd 1 6/16/2011 2:19:04 PM

de Slurf - juni 2011 - no. 512

Voordat het gereedschap wordt gekozen om mee te werken, moet eerst duidelijk zijn met welke houtsoort gewerkt wordt. Dit heeft na-melijk alles te maken met de opbouw van het hout. Hout is opgebouwd uit cellen. De rang-schikking en de afmetingen daarvan bepalen de houtsoort, want deze is per soort uniek. Hout-cellen hebben een langgerekte vorm. De cellen zijn hol met wisselende wanddikte en de meeste liggen in de lengterichting van het hout. Cellen in de lengterichting zorgen voor het voedsel en watertransport in de boom. Daarnaast zijn er ook cellen die horizontaal liggen, deze zorgen ook voor transport, maar dan voor opslag naar de kern van de boom.

MicellenDe dikte van de celwanden verandert tijdens de seizoenen, zo is de celwand in het voorjaar heel dun en in de zomer juist weer dik. Hierdoor zit er een verschil in voorjaars- en najaarshout. De celwanden zijn opgebouwd uit fibrillen, deze hebben een vezelachtige structuur. De fibrillen zijn weer opgebouwd uit micellen. Een micel is een microscopisch kleine structuur van een aantal moleculen van een oppervlakte-actieve stof in water. Oppervlakte-actieve stoffen zijn amfifiele verbindingen. Dat betekent dat het molecuul bestaat uit twee delen: een hydrofiel deel en een hydrofoob deel. Micellen liggen in een halfsteens verband, dat wil zeggen dat de micellen in lagen op elkaar liggen en steeds een halve micel zijn versprongen. Micellen zijn niet te doorbreken door gereedschap. Tijdens het bewerkingsproces, worden de micellen uit el-kaar gescheurd. Bewerking evenwijdig aan de micellen gaat daarom veel gemakkelijker dan het bewerken haaks op de micellen. De micellen

hebben een schurende werking waardoor het gereedschap snel bot wordt.

InhoudsstoffenNaast het schurende effect van de micellen bevinden zich bij sommige houtsoorten in-houdsstoffen. Deze inhoudsstoffen zijn vaak kenmerkend voor een bepaalde houtsoort en zijn herkomst. Enkele bekende inhoudsstoffen zijn: looizuur, hars, kalk en kiezel. De meeste van deze stoffen zijn slecht voor je gereedschap. Zo heeft looizuur, dat voorkomt in eikenhout, de eigenschap dat het gereedschap aantast en kan het ook voor verkleuring zorgen. Hars heeft het nadeel dat het blijft kleven aan het gereed-schap. Hierdoor loopt de snijdende werking achteruit. Dit zorgt vervolgens weer voor een grotere slijtage. Kalk heeft net als de micellen een schurende werking, dus het gereedschap wordt snel bot. Niet alleen de inhoud van het hout heeft een invloed op de bewerkbaarheid. Doordat een boom niet altijd recht groeit, zijn er groeiverschijnselen die een negatieve invloed hebben op het bewerkingsresultaat. Voorbeel-den hiervan zijn vertakkingen en bijvoorbeeld draaigroei.

StandtijdMet de standtijd wordt de periode aangegeven waarin het gereedschap gebruikt kan worden zonder dat het geslepen hoeft te worden. De standtijd wordt door heel veel zaken beïnvloed. De belangrijkste invloeden zijn: het te ver-werken materiaal, het soort gereedschap en de toestand van de machine. De slijtageoorzaken door het te verwerken materiaal staat al eerder in dit artikel beschreven, dus nu komen we bij het soort gereedschap. Een gereedschapssoort

wordt, uitgaande van een perfecte machine, bepaald door drie zaken. Namelijk door het ma-teriaal van het gereedschap, het ontwerp van de snijtanden en de draaisnelheid.

MateriaalsoortGereedschappen worden tegenwoordig van verschillende staalsoorten gemaakt, dit naar gelang de toepassing. Deze staalsoorten zijn onder te verdelen in vier groepen: ongele-geerd gereedschapsstaal, gelegeerd gereed-schapsstaal, snelstaal en hardmetaal. Deze soorten staal hebben elk hun eigen doelein-den. De eigenschappen van gereedschaps-staal worden voornamelijk bepaald door het koolstofgehalte. Dit koolstofgehalte is dan ook terug te zien in de naam. Ongelegeerd gereedschapsstaal wordt aangegeven met de letters CT, gevolgd door een getal dat het percentage koolstof aangeeft. Een voorbeeld hiervan is CT-70. Toepassingen van ongele-geerd gereedschapsstaal zijn hamers, beitels, boren en soms zagen. Bij gelegeerd gereed-schapsstaal wordt ook gebruik gemaakt van een lettercombinatie gevolgd door een getal dat een percentage aangeeft, bijvoorbeeld: X-20-MN-18. Dit betekent dat het staal bestaat uit één vijfde procent koolstof en achttien procent mangaan. Het staal wordt gelegeerd om de eigenschappen te verbete-ren. Veel gebruikte materialen in deze ge-legeerde staalsoorten zijn chroom, nikkel, vanadium, CV-staal, wolfraam en mangaan. Legeringen met deze metalen komen in de praktijk dusdanig vaak voor dat ze vaak ge-noemd worden naar het legeringselement, zoals nikkelstaal en chroomstaal. Gereed-schapsstaal is niet de enige staalsoort die ge-bruikt wordt voor snijgereedschappen. Een andere veelgebruikte soort is snelstaal. Zoals de naam al zegt, kan deze staalsoort gebruikt worden om met hoge snelheden te werken. Ook snelstaal wordt met letters aangege-ven, namelijk met HS of HSS. Net zoals bij gereedschapsstaal worden ook deze letters gevolgd door getallen die aangeven waar-uit het materiaal bestaat. HSS kan gebruikt worden voor vrijwel alle houtbewerking ge-reedschappen. Het hardste materiaal is hard-metaal. Hardmetaal is een metaal dat is op-gebouwd uit meerdere materialen, namelijk wolfraam, titaan en kobalt. De verschillende metalen worden in poedervorm gemengd en

Wisseltand met een positieve spaanhoek

B

15°

C

10°10°

øD

10°

Vlaktand met een positieve spaanhoek

RvS-

Tool

s20°

15

øD

B

Zagenfabriek

RvS-

Tool

s

Sandwichpaneel

RvS-

Tool

s

RvS-

Tool

s

zagen [vklaar].indd 2 6/16/2011 2:19:10 PM

de Slurf - juni 2011 - no. 5 13

Het zaagblad wordt geslepen.

Rvs-

Tool

s

Bewerkt hout met spaanders

RvS-

Tool

s

onder hoge druk tot een vorm samengeperst. Deze vormen krijgen vervolgens nog een hit-tebehandeling waarna ze verwerkt kunnen worden. Tijdens het verwerken worden er allemaal kleine plaatjes gemaakt uit de grote platen hardmetaal. Deze kleine plaatjes wor-den daarna nogmaals verhit. Na de laatste hittebehandeling worden de plaatjes op het gereedschap gesoldeerd en nog een keer ge-slepen. Hardmetaal wordt meestal gebruikt als opgelegde snijkant. Dit betekent dat het gereedschap uit twee materialen gemaakt is. Dit is makkelijk bij een zaagblad, daar zijn de zaagtanden van een ander materiaal dan de rest van het blad. Deze snijtanden zijn vaak gemaakt van hardmetaal.

GeometrieDe vorm van de snijtand is essentieel voor een goed resultaat. Ieder materiaal dat ge-zaagd moet worden, verspaant anders. Daar-om moeten de vrijloophoek, de tandhoek en de spaanhoek voor elk materiaal een andere verhouding hebben. De vrijloophoek is de hoek tussen het te bewerken materiaal en de snijtand. De tandhoek is de hoek van de tand van het gereedschap. De spaanhoek is de hoek tussen de snijtand en de loodlijn op het te bewerken materiaal, deze spaan-hoek kan zowel positief of negatief zijn. Deze drie hoeken samen vormen altijd een rechte hoek. Naast deze geometrie is er ook de tandvorm die van belang is. De meest ge-bruikte is de wisseltand voor het zagen van natuurlijke houtsoorten. Dit betekent dat de tanden van de zijkant gezien dezelfde geometrie hebben, maar bij het vooraanzicht is te zien dat de tanden geen recht bovenvlak

hebben. Er zit een hoek in de tand die steeds wordt afgewisseld met eenzelfde hoek, maar dan aan de andere kant. Dit is ook zichtbaar hierboven op een tekening. Daarnaast zijn er verschillende combinaties van andere tandvormen. Een andere veelvoorkomende tandvorm is de trapezium vlaktand. Deze wordt veel toegepast bij het zagen van moei-lijke materialen als TRESPA, een zeer harde kunststof, aluminium en tegenwoordig ook vaak composietmaterialen als zogenaamde sandwichpaneel. Dit zijn twee dunne lagen staal of aluminium met glaswol of schuim ertussen. Een verduidelijkende foto staat hiernaast.

ToekomstOp dit moment wordt er nog veel ge- bruik gemaakt van natuurlijke houtsoorten, maar met de opkomst van composieten als vervanger zal het houtgebruik afnemen.

Met de nieuwe materialen zullen dus ook de snijdgereedschappen aangepast moeten worden. Veel composieten bevatten name-lijk sterk abrasieve componenten, dit wil zeggen dat er componenten in het materiaal zitten waar het gereedschap door wordt aan-getast. Een goed voorbeeld hiervan is MDF waarin veel lijm verwerkt zit. Deze lijm zorgt ervoor dat het gereedschap sneller versleten is. Daarom komen er steeds meer gereed-schappen waar de snijkanten versterkt zijn met polikristallijn diamant. Dit betekent dat de snijkanten worden voorzien van een klein laagje diamantkorrels, hierdoor is het gereedschap iets grover maar wel veel meer slijtvast. Door de materiaalinnovatie zal er een enorme behoefte zijn aan eveneens innovatieve verwerkingsgereedschappen in een van nature vaak behoudende branche. Dit is een leuke, maar zware uitdaging voor de toekomst.

zagen [vklaar].indd 3 6/16/2011 2:19:15 PM