Wstęp
Spora część noży posiada ząbkowane ostrze. Dotyczy to zarówno noży kuchennych jak i taktycznych, ratowniczych czy roboczych. Wśród użytkowników trwa niekończąca się dyskusja na temat wad i zalet tej konstrukcji. Przyjrzyjmy się zatem bliżej problematyce stalowych zębów naszych ostrych zabawek.
Historia
Tak jak w przypadku większości praktycznych wynalazków Matka Natura wyprzedziła ludzi. Dane paleontologiczne wskazują, że pierwsze zwierzęta wyposażone w zęby pojawiły się już w paleozoiku, a konkretnie w sylurze czyli 400 milionów lat temu. Były to ryby pancerne, których typowym przedstawicielem był dewoński Duncleosteus. Oto jego uzębione szczęki:
Kolejny
wynalazek przyrody - zęby o piłkowanych krawędziach spotykamy w następnej epoce
czyli mezozoiku, wśród drapieżnych dinozaurów, których najbardziej znanym
przedstawicielem był Tyrannosaurus rex. Tak wyglądał jego ząb:
Mezozoiczne
gady wyginęły 65 milionów lat temu, ale niektóre gatunki rekinów wciąż są
wyposażone w ten typ uzębienia. Największy ze współcześnie występujących
gatunków Carcharodon carcharis czyli rekin biały również posiada zęby o
drobno piłkowanych krawędziach:
Rodzaj
ludzki odkrył zalety narzędzi o ząbkowanym ostrzu już w paleolicie czyli epoce
tzw. kamienia łupanego, która rozpoczęła się około 4 mln lat temu. Początkowo
było to niejako uboczny efekt prymitywnej technologii obróbki kamienia:
Po
udoskonaleniu techniki w neolicie czyli około 10 tysięcy lat temu, celowo
wykonywano ząbki na ostrzach kamiennych narzędzi:
W epoce brązu i żelaza rzadko używano narzędzia o zębatych ostrzach, co wiąże się zapewne z trudnością ich wykonania przy niskim poziomie ówczesnej technice obróbki metali. Jednak w starożytnym Egipcie znano i używano piły z brązu, jak widać na rysunku pochodzącym z 1350 roku p.n.e. :
W szerszym użyciu zębate wyroby pojawiły się stosunkowo niedawno. Przykładem może być pochodzący z XVIII-wiecznych Indii miecz o nazwie zulfikar:
Po
wdrożeniu w XIX wieku masowych metod produkcji tego typu konstrukcje zaczęły
być stosowane także w nożach i narzędziach nożopochodnych, choćby takich
jak prezentowane poniżej nożyce do trawy (?) wyprodukowane w USA w roku 1899:
Wzór
ząbkowania ostrza noża opatentował, być może jako pierwszy, Albert M. Baer z
firmy Imperial Schrade Ulster Camillus & Co w roku 1958:
Firma
Spyderco, chyba najbardziej kojarzona z nożami o ząbkowanych ostrzach
wprowadziła je na rynek na początku lat 80-tych ubiegłego stulecia. Dziś każda
szanująca się firma produkująca noże ma w swojej ofercie noże serrated czy
combo.
Teoria
Matka Natura preferuje najlepsze rozwiązania. Ponieważ większość współczesnych zwierząt kręgowych jest wyposażona w zęby a niektóre z nich w zęby o karbowanych krawędziach należy przyjąć, że oba te „wynalazki” są bardzo skuteczne. Powstaje zatem pytanie, jak działa ząbkowane ostrze ?
Pracując nożem mamy do wyboru dwa rodzaje ruchów:
1. piłujący (slice): można tu posłużyć się analogią do pracy piły
2. cięcie naciskiem (push): można je porównać do pracy siekiery
W praktyce wykonujemy oba ruchy jednocześnie, oczywiście w różnych proporcjach. Każde z nich opiera się o inne prawa fizyki. I tak skuteczność piłowania wynika z wykorzystania zjawiska tarcia. Im jest ono większe, tym większy wywierany przez nie skutek. Teoretycznie wielkość tarcia w ruchu piłującym zależy tylko od stopnia szorstkości powierzchni ostrza, w praktyce zwiększa je nacisk. Poniższe zdjęcie przedstawia krawędź tnącą ostrza typu plain w 375-krotnym powiększeniu:
Teoria
Matka Natura preferuje najlepsze rozwiązania. Ponieważ większość współczesnych zwierząt kręgowych jest wyposażona w zęby a niektóre z nich w zęby o karbowanych krawędziach należy przyjąć, że oba te „wynalazki” są bardzo skuteczne. Powstaje zatem pytanie, jak działa ząbkowane ostrze ?
Pracując nożem mamy do wyboru dwa rodzaje ruchów:
1. piłujący (slice): można tu posłużyć się analogią do pracy piły
2. cięcie naciskiem (push): można je porównać do pracy siekiery
W praktyce wykonujemy oba ruchy jednocześnie, oczywiście w różnych proporcjach. Każde z nich opiera się o inne prawa fizyki. I tak skuteczność piłowania wynika z wykorzystania zjawiska tarcia. Im jest ono większe, tym większy wywierany przez nie skutek. Teoretycznie wielkość tarcia w ruchu piłującym zależy tylko od stopnia szorstkości powierzchni ostrza, w praktyce zwiększa je nacisk. Poniższe zdjęcie przedstawia krawędź tnącą ostrza typu plain w 375-krotnym powiększeniu:
http://www.bladeforums.com/forums/showthread.php/824150-Coarse-edge-Micro-serrations-yes-or-no/page2
Jak
widać, także ostrze gładkie jest tak naprawdę ząbkowane, oczywiście w
mikroskali. Mikroskopijne ząbki (microserrations) ustawione poprzecznie do
ruchu piłującego są kluczem do zwiększenia siły tarcia między ostrzem a ciętym
materiałem, zwiększając agresję cięcia i tym samym wydajność pracy. W przypadku
o wiele większych zębów typowych ostrzy serrated efekty są oczywiście
adekwatnie większe. Są nimi ubytek ciętego materiału i pogłębiające się
nacięcie. Dodatkowym elementem zwiększającym tarcie ostrzy ząbkowanych
jest o wiele dłuższa krawędź tnąca w porównaniu do ostrzy gładkich (np. w
przypadku Spyderedge o 24%). Wszystko to powoduje, że ruch piłujący jest tak
wydajny.
Z kolei cięcie typu push wykorzystuje zjawisko polegające na tym, że przy tym samym nacisku ciśnienie jest tym większe, im na mniejszą powierzchnię jest wywierane. Na tej zasadzie działają m. in. spiczaste zęby krokodyla czy kły drapieżnych ssaków. W przypadku nożowych ząbkowanych ostrzy mamy do czynienia z kombinacją kilku czynników. Po pierwsze czubki ząbków mają relatywnie bardzo małą powierzchnię, po drugie i one, i wgłębienia między nimi są zaostrzone na kąt mniejszy niż w ostrzach typu plain. Bierze się to stąd, że ostrza serrated w większości, a może we wszystkich nożach fabrycznych to chisele. Wynika to prawdopodobnie z chęci obniżenia kosztów produkcji a może z trudności technicznych w masowym wytwarzaniu dwustronnych ząbków. Przy tej okazji warto zauważyć, że z punktu widzenia osób praworęcznych przeważnie są to chisele z krawędzią tnącą ustawioną odwrotnie do naturalnego układu, to znaczy z ząbkami wyciętymi na lewym płazie. Wyjątkiem są m. in. noże firmy Victorinox ze sławnym Pikutkiem na czele.
Kończąc zagadnienia teoretyczne: w pracy nożem chodzi o przerwanie więzi odpowiedzialnych za utrzymanie integralności struktury materiału poddawanego obróbce. Dokonujemy tego przez penetrację ostrzem wykonanym z materiału twardszego niż obrabiany i posiadającym właściwy kształt. Taki kształt posiada niewątpliwie zębate ostrze, posiadające dużą agresję cięcia.
Praktyka
Nie ma narzędzia doskonałego. Jak każde urządzenie techniczne ząbkowane ostrze ma zalety i wady. Nie da się jednoznacznie odpowiedzieć na pytanie, które przeważają. Zależy to od szeregu czynników a przede wszystkim od rodzaju pracy, którą chcemy nim wykonać. Tym niemniej można pokusić się o zestawienie plusów i minusów tej konstrukcji w porównaniu do gładkiego ostrza.
Zalety:
1. długo utrzymuje ostrość roboczą. Przyczyną jest oczywiście większe tarcie wywierane przez zębatą KT. Poza tym przy cięciu materiałów na twardej powierzchni tylko czubki zębów tępią się od kontaktu z podłożem (np. krojenie artykułów spożywczych na desce kuchennej), podczas gdy wgłębienia zostają ostre.
2. bardziej efektywnie tnie materiały twarde, zwięzłe i włókniste np. karton, drewno, plastiki, mięso, warzywa i owoce, kable, tkaniny (w tym pasy bezpieczeństwa) czy liny. Jednak w przypadku materiałów włóknistych o luźnej strukturze może dojść do uwięźnięcia ostrza we włóknach.
3. w związku ze znaczną efektywnością pracy nie wymaga używania dużej siły, co zwiększa bezpieczeństwo użytkownika.
Wady:
1. jest trudniejsze do zaostrzenia, a na niektórych ostrzałkach nie da się go zaostrzyć (np. podręczne ostrzałki typu V).
2. nie nadaje się do precyzyjnych prac (np. skórowanie czy szatkowanie)
3. nie nadaje się do ciężkich prac typu rąbanie czy batonowanie, bo ząbki mogą się połamać
4. w zależności od konstrukcji i lokalizacji pochwy włożenie i wyjęcie noża z ostrzem serrated może być trudniejsze
Z kolei cięcie typu push wykorzystuje zjawisko polegające na tym, że przy tym samym nacisku ciśnienie jest tym większe, im na mniejszą powierzchnię jest wywierane. Na tej zasadzie działają m. in. spiczaste zęby krokodyla czy kły drapieżnych ssaków. W przypadku nożowych ząbkowanych ostrzy mamy do czynienia z kombinacją kilku czynników. Po pierwsze czubki ząbków mają relatywnie bardzo małą powierzchnię, po drugie i one, i wgłębienia między nimi są zaostrzone na kąt mniejszy niż w ostrzach typu plain. Bierze się to stąd, że ostrza serrated w większości, a może we wszystkich nożach fabrycznych to chisele. Wynika to prawdopodobnie z chęci obniżenia kosztów produkcji a może z trudności technicznych w masowym wytwarzaniu dwustronnych ząbków. Przy tej okazji warto zauważyć, że z punktu widzenia osób praworęcznych przeważnie są to chisele z krawędzią tnącą ustawioną odwrotnie do naturalnego układu, to znaczy z ząbkami wyciętymi na lewym płazie. Wyjątkiem są m. in. noże firmy Victorinox ze sławnym Pikutkiem na czele.
Kończąc zagadnienia teoretyczne: w pracy nożem chodzi o przerwanie więzi odpowiedzialnych za utrzymanie integralności struktury materiału poddawanego obróbce. Dokonujemy tego przez penetrację ostrzem wykonanym z materiału twardszego niż obrabiany i posiadającym właściwy kształt. Taki kształt posiada niewątpliwie zębate ostrze, posiadające dużą agresję cięcia.
Praktyka
Nie ma narzędzia doskonałego. Jak każde urządzenie techniczne ząbkowane ostrze ma zalety i wady. Nie da się jednoznacznie odpowiedzieć na pytanie, które przeważają. Zależy to od szeregu czynników a przede wszystkim od rodzaju pracy, którą chcemy nim wykonać. Tym niemniej można pokusić się o zestawienie plusów i minusów tej konstrukcji w porównaniu do gładkiego ostrza.
Zalety:
1. długo utrzymuje ostrość roboczą. Przyczyną jest oczywiście większe tarcie wywierane przez zębatą KT. Poza tym przy cięciu materiałów na twardej powierzchni tylko czubki zębów tępią się od kontaktu z podłożem (np. krojenie artykułów spożywczych na desce kuchennej), podczas gdy wgłębienia zostają ostre.
2. bardziej efektywnie tnie materiały twarde, zwięzłe i włókniste np. karton, drewno, plastiki, mięso, warzywa i owoce, kable, tkaniny (w tym pasy bezpieczeństwa) czy liny. Jednak w przypadku materiałów włóknistych o luźnej strukturze może dojść do uwięźnięcia ostrza we włóknach.
3. w związku ze znaczną efektywnością pracy nie wymaga używania dużej siły, co zwiększa bezpieczeństwo użytkownika.
Wady:
1. jest trudniejsze do zaostrzenia, a na niektórych ostrzałkach nie da się go zaostrzyć (np. podręczne ostrzałki typu V).
2. nie nadaje się do precyzyjnych prac (np. skórowanie czy szatkowanie)
3. nie nadaje się do ciężkich prac typu rąbanie czy batonowanie, bo ząbki mogą się połamać
4. w zależności od konstrukcji i lokalizacji pochwy włożenie i wyjęcie noża z ostrzem serrated może być trudniejsze
Jak
widać ząbkowane ostrze ma cechy, które ograniczają jego przydatność w
niektórych zastosowaniach. Ostrze plain jest z pewnością bardziej uniwersalne.
Sposobem na połączenie obu typów jest ostrze typu combo. Jednak w większości
noży kompromis ten ma wysoką cenę w postaci chiselowego przekroju poprzecznego
klingi, ze wszystkimi wadami tego rozwiązania, o czym pisałem w rozdziale
„Teoria”.
Typy ząbków
Użytkowość ostrzy ząbkowanych zależy w dużej mierze od wielkości i kształtu ząbków.
Duże ząbki stawiają duży opór więc trudno nimi piłować, szczególnie materiały twarde a ponadto łatwiej je przy tym uszkodzić. Nienajlepiej radzą sobie także z materiałami włóknistymi, szczególnie o luźnej strukturze, które szarpią i mogą w nich uwięznąć. Dlatego w zasadzie nadają się tylko do cięcia typu push, w ich wykonaniu bardzo agresywnego. Tego typu ostrza spotykamy często w nożach taktycznych.
Drobne ząbki stawiają mniejszy opór, co umożliwia wykonywanie oprócz cięć push, także o wiele efektywniejszych ruchów piłujących. Są też odporniejsze na uszkodzenia, co w sumie czyni je bardziej uniwersalnymi. Ostrza tego typu są szeroko stosowane w nożach kuchennych i ratowniczych.
Omawiając wpływ wielkości ząbków na ich przydatność warto pamiętać, że Matka Natura premiuje najefektywniejsze konstrukcje, więc nie bez powodu karbowania krawędzi zębów u posiadających je drapieżników są drobne. Najbliżej wzorów przyrody są zatem ostrza o niewielkich ząbkach np. Victorinox pikutek i to zapewnia im ogólnie znane doskonałe właściwości.
Kształtów ząbków w ostrzach serrated jest wiele a co jakiś czas producenci dorzucają kolejne typy. Nie ma więc możliwości i sensu omawiać je wszystkie, skupię się zatem na podstawowych. Generalnie rozróżniamy 3 typy kształtów ząbków:
1. owalne, przypominające literę C
2. spiczaste, w kształcie litery V
3. płaskie, w kształcie litery C lub V ze ściętym wierzchołkiem
Do tego dochodzi mnóstwo typów pośrednich oraz mniej czy bardziej fantazyjnych „wynalazków”.
Przykładem ząbków owalnych jest Kershaw Zero Tolerance 0350ST:
Typy ząbków
Użytkowość ostrzy ząbkowanych zależy w dużej mierze od wielkości i kształtu ząbków.
Duże ząbki stawiają duży opór więc trudno nimi piłować, szczególnie materiały twarde a ponadto łatwiej je przy tym uszkodzić. Nienajlepiej radzą sobie także z materiałami włóknistymi, szczególnie o luźnej strukturze, które szarpią i mogą w nich uwięznąć. Dlatego w zasadzie nadają się tylko do cięcia typu push, w ich wykonaniu bardzo agresywnego. Tego typu ostrza spotykamy często w nożach taktycznych.
Drobne ząbki stawiają mniejszy opór, co umożliwia wykonywanie oprócz cięć push, także o wiele efektywniejszych ruchów piłujących. Są też odporniejsze na uszkodzenia, co w sumie czyni je bardziej uniwersalnymi. Ostrza tego typu są szeroko stosowane w nożach kuchennych i ratowniczych.
Omawiając wpływ wielkości ząbków na ich przydatność warto pamiętać, że Matka Natura premiuje najefektywniejsze konstrukcje, więc nie bez powodu karbowania krawędzi zębów u posiadających je drapieżników są drobne. Najbliżej wzorów przyrody są zatem ostrza o niewielkich ząbkach np. Victorinox pikutek i to zapewnia im ogólnie znane doskonałe właściwości.
Kształtów ząbków w ostrzach serrated jest wiele a co jakiś czas producenci dorzucają kolejne typy. Nie ma więc możliwości i sensu omawiać je wszystkie, skupię się zatem na podstawowych. Generalnie rozróżniamy 3 typy kształtów ząbków:
1. owalne, przypominające literę C
2. spiczaste, w kształcie litery V
3. płaskie, w kształcie litery C lub V ze ściętym wierzchołkiem
Do tego dochodzi mnóstwo typów pośrednich oraz mniej czy bardziej fantazyjnych „wynalazków”.
Przykładem ząbków owalnych jest Kershaw Zero Tolerance 0350ST:
Zęby spiczaste posiada SOG Desert Dagger:
Zęby
płaskie reprezentuje Piranha Jay’a Fishera:
Bogactwo
kształtów ząbków stawia użytkownika przed dylematem, który typ wybrać.
Konstruktorzy dążą do stworzenia wzoru zapewniającego jak największą efektywność
i trwałość zębatych ostrzy. Trudno powiedzieć, który typ seratacji jest
najlepszy, bo każdy z nich ma plusy i minusy. Poniżej przedstawiono przykłady
popularnych typów ząbkowanych ostrzy.
1. Spyderedge (stosowane przez firmę Spyderco):
2. Triple-Point:
3. Veff:
4.
Dragon Tooth (propagowany przez firmę Emerson):
Ostrzenie
Jak wspomniałem ostrza ząbkowane są trudniejsze do zaostrzenia niż gładkie. Najczęściej ostrzymy każdy ząb osobno, a kończymy kilkoma pociągnięciami osełki po drugiej, płaskiej stronie klingi.
Jednak jest wiele szkół ostrzenia tego typu
konstrukcji a mnogość typów seratacji wymusza indywidualne podejście do każdego
z nich.
Zakończenie
Ząbkowane ostrze to temat rzeka i z pewnością nie udało mi się go wyczerpać w niniejszym opracowaniu. Mam jednak nadzieję, że przybliżyłem tą problematykę nożofanom zainteresowanym zakupem i użytkowaniem zębatych ostrości.
Ząbkowane ostrze to temat rzeka i z pewnością nie udało mi się go wyczerpać w niniejszym opracowaniu. Mam jednak nadzieję, że przybliżyłem tą problematykę nożofanom zainteresowanym zakupem i użytkowaniem zębatych ostrości.
Wiktor Lekney
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz