Nieuws - Hoe kies je de juiste tanden voor je zaagblad?

In de industriële snijwereld worden zaagbladen vaak ten onrechte beschouwd als gewone verbruiksartikelen. Voor ervaren ingenieurs en productiemanagers is een zaagblad echter een nauwkeurig ontworpen instrument. De kwaliteit van het snijresultaat hangt vaak af van een afwijking van slechts twee tot drie graden in de tandprofielgeometrie, wat kan leiden tot ernstige breuk van het zaagblad of juist tot een spiegelglad snijoppervlak.

Deze keer duiken we in de fysieke eigenschappen van zaagtandhoeken en analyseren we hoe specifieke tandvormen de warmteontwikkeling, spaandikte en zaagkwaliteit beïnvloeden voor drie hoofdsoorten materialen: ferrometalen (droog zagen), hout en architectonische composieten.

De anatomie van de tand

Voordat we specifieke toepassingen analyseren, moeten we onze terminologie standaardiseren met betrekking tot de drie cruciale hoekafmetingen die de snijprestaties bepalen.

De spaanhoek is de hoek van het tandvlak ten opzichte van een radiale lijn getrokken van het midden van het blad naar de punt van de tand.

Functie:Het bepaalt de "agressiviteit" van de snede. Het dicteert de afschuifvlakhoek – de hoek waaronder het materiaal wordt vervormd en van het werkstuk wordt gescheiden.

De vuistregel:Grotere positieve hoeken vereisen minder vermogen, maar resulteren in een ruwere afwerking en een lagere duurzaamheid van de snijkant. Negatieve hoeken vereisen meer vermogen, maar bieden superieure controle en een sterkere snijkant.

De vrijloophoek (ontlastingshoek) —β

Dit is de afschuining aan de bovenkant van de tand, die zich van de snijkant af bevindt.

De functie ervan is om te voorkomen dat de hardmetalen punten tegen het zojuist gesneden materiaal schuren.

Dit is de afweging:Als de hoek te steil is, worden de tandpunten broos en missen ze steun, wat leidt tot afbrokkeling. Als de hoek te vlak is, zal wrijving overmatige hitte genereren, wat thermische uitzetting veroorzaakt en uiteindelijk het werkstuk doet verbranden.

De radiale (zijdelingse) speling

Door deze hoek loopt de tand taps toe van voor naar achter, langs de zijkanten.

Het vermindert de wrijving tussen de zijkanten van de tanden en de wanden van de zaagsnede. Bij droog zagen, waarbij geen smeermiddel is om de tandzijden te koelen, is deze hoek cruciaal om warmteophoping te voorkomen.

Ferrometalen (De droogzaagmethode)

Focus: Thermisch beheer en slagvastheid

Droogsnijdende koudzagen (voorzien van cermet- of gecoate hardmetalen punten) vormen de technisch meest veeleisende categorie om te ontwerpen. En hier ligt de contra-intuïtieve doelstelling: we willen warmte genereren, maar we moeten die direct weer afvoeren.

Bij droog snijden ontstaat warmte door de plastische vervorming van het staal. De geometrie van het gereedschap moet ongeveer 80% tot 90% van die warmte naar de spanen afvoeren – op deze manier blijven zowel het snijblad als het werkstuk koel. Dat is precies hoe het principe van "koud snijden" werkt.

De geometrie van de "koude snede"

Bij het snijden van zacht staal gebruiken we meestal een driespanenslijpprofiel (TCG). De hoek varieert echter afhankelijk van de microstructuur van het staal.

Dunwandige toepassingen (buizen, hoekprofielen, U-profielen)

Hellingshoek: Positief (+5° tot +10°)

Vrijloophoek: 10° tot 12°

Redenering:Een iets grotere speling zorgt ervoor dat de tand de snede soepel verlaat zonder te blijven haken aan de braam die zich normaal gesproken aan de binnenkant van een buis vormt.

Massieve toepassingen (staven, dikwandige platen)

Hellingshoek: Nul tot laag positief 0° tot +3°

De natuurkunde:Bij het snijden van massief staal grijpt de tand langer in het materiaal, waardoor een continue, hoge impactbelasting ontstaat. Een scherpe positieve hoek zorgt ervoor dat de hardmetalen punt onvoldoende ondersteund en verzwakt is.Nul hellingshoekHet richt de snijkrachten naar achteren in het blad, waarbij gebruik wordt gemaakt van de druksterkte van het hardmetaal (die hoog is) in plaats van de schuifsterkte (die lager is).

Vrijloophoek: 8°

Redenering:Een kleinere vrijloophoek zorgt voor meer "materiaal" achter de snijkant, wat fungeert als warmteafvoer en structurele ondersteuning.

Roestvrij staal (De uitdaging van werkverharding)

Hellingshoek: 0°tot +5°
Bijzondere aandacht:Roestvrij staal (zoals SUS304) heeft de neiging om harder te worden door wrijving. Het lemmetmoetenSnijden, niet schuiven. Hoewel een hellingshoek van nul sterkte biedt, hebben we vaak een iets grotere hellingshoek nodig.Vrijloophoek (12°)dan gebruikt wordt voor zacht staal. Dit zorgt ervoor dat na het snijden de achterkant van de tand het materiaal niet raakt, waardoor het materiaal door zijn elasticiteit als het ware iets terugveert.

Houtbewerkingstoepassingen

Focus: Korrelrichting en vezeldoorsnijding

Hout is een anisotroop materiaal: de fysieke eigenschappen verschillen afhankelijk van de richting van de kracht ten opzichte van de houtnerf. Daarom moet de geometrie van het zaagblad zich aanpassen aan de houtnerf.

A. Scheuren (snijden met de nerf mee)

Het uitscheuren van vezels is in feite een beiteltechniek. Het doel is om lange vezels opzij te schuiven.
- Hellingshoek: Hoog positief (+20)°tot +25°)
- Geometrie: Flat Top Grind (FTG)
- De natuurkunde:De grote haakhoek werkt als een handschaaf en verwijdert snel materiaal. Deze agressieve hoek trekt het hout naar het zaagblad. Hoewel dit zorgt voor zeer hoge doorvoersnelheden (essentieel voor zagerijen), resulteert het in een ruw oppervlak.
- De keelfactor:De "holte" (de ruimte tussen de tanden) moet diep en breed zijn. Lange houtvezels zorgen voor grote spanen; als de holte te klein is, worden de zaagsels samengedrukt, waardoor wrijving ontstaat en het hout (en het zaagblad) verbrandt.
B. Dwarssnijden (dwars op de nerf snijden)

Bij het dwarszagen moeten de vezels die loodrecht op de snede staan, worden doorgesneden. Als je hier een langszaagblad (FTG) gebruikt, zal het hout aan de uitgangszijde "uitblazen" of splinteren.
- Hellingshoek: Matig positief (+10)°tot +15°)
- Geometrie: Alternate Top Bevel (ATB) of Hi-ATB
- De natuurkunde:De tanden zijn afgeschuind en vormen aan afwisselende zijden mesvormige punten. Ze snijden de vezels links en rechts van de zaagsnede in.voorhet verwijderen van het middelste materiaal. De onderste hellingshoek (10°vs 20°) vertraagt de "grijping" van het mes, waardoor een soepelere snijbeweging mogelijk is die een gepolijst kopshout achterlaat.

Non-ferrometalen en composieten

Focus: Veiligheid en slijtvastheid

A. Aluminium en non-ferrometalen

Aluminium is zacht, buigzaam en heeft een laag smeltpunt. Het staat erom bekend dat het "kleverig" is en de tanden van een zaagblad kan verstoppen.
- Hellingshoek: Negatief (-5°tot -6°)
- Geometrie: TCG
- De natuurkunde van veiligheid:Als je een positieve haakhoek gebruikt (zoals bij een houtzaagblad) op aluminium, zal het zaagblad zich vastbijten in het materiaal. Bij een handafkortzaag kan dit de zaaghendel met geweld naar beneden trekken of het werkstuk wegslingeren.Negatieve harkingDe hoek verandert de krachtvector: hij duwt het materiaal weg.wegvan het zaagblad en tegen de achterste geleider, waardoor een veilige en gecontroleerde snede wordt gegarandeerd.
- Smering:In tegenstelling tot het droog snijden van staal, vereist het snijden van aluminium meestal nevelsmering om te voorkomen dat de spanen aan de spil vastsmelten.
B. Bouwcomposieten (laminaten, melamine, vezelcement)
- Hellingshoek: Negatief (-2°tot -5°)
- De natuurkunde:Materialen zoals melamine hebben een broze, glasachtige harde oppervlaktelaag over een zachte spaanplaatkern. Een positieve haak tilt het materiaal omhoog, waardoor de broze oppervlaktelaag afbrokkelt.Negatieve haakHet materiaal wordt tijdens het snijden naar beneden gedrukt, waardoor de oppervlaktelaag wordt samengedrukt en afbrokkeling wordt voorkomen.
- Materiaalnotitie:Bij vezelcement (met een hoog schurend silicagehalte) is de hoek minder belangrijk dan het materiaal van de punt.Polykristallijn diamant (PCD)Tips zijn essentieel voor een lange levensduur en hebben doorgaans een lage positieve hoek (+5).°) om de grote hoeveelheid stof te beheersen.