Wat is gereedschapstaal?

Gereedschapstaal is een metaallegering die uit ijzer bestaat in combinatie met hoogwaardige staalsoorten waardoor het materiaal geschikt is voor het produceren van gereedschappen. Er zijn verschillende soorten gereedschapstaal. Het verschil zit in de samenstelling van de legering. Bekende toevoegingen zijn vanadium, nikkel en molybdeen. De toevoegingen in de legering kunnen verschillen en ook het percentage van een bepaalde toevoeging kan verschillen. Dat zorgt er voor dat er in de praktijk verschillende soorten gereedschapstaal zijn.

Metallurgie
Fabrikanten van gereedschapstaal hebben kennis van eigenschappen van metalen. Dit valt onder de metallurgie. Door de kennis van metalen en hun eigenschappen kunnen ze gereedschapstaal specifieke eigenschappen geven bijvoorbeeld: slijtvast, taaiheid, hardheid en bewerkbaarheid. Ook op het gebied van de sterkte en corrosiebestendigheid kunnen eisen worden gesteld.

Gereedschappen en werktuigen
Er worden verschillende gereedschappen en werktuigen van gereedschapstaal gemaakt zoals beitels, boren en zagen. Deze materialen kunnen ook worden gebruikt voor het bewerken van metaal. In dat geval moet er ook sprake zijn van specifieke eigenschappen. Voor gereedschappen waaraan men bijzonder hoge eisen stel gebruikt men sneldraaistaal (HSS).

Waar wordt gereedschapstaal verwerkt
Gereedschapstaal wordt veel gebruikt in een gereedschapmakerlij of door instrumentmakers om werktuigen en instrumenten te maken. Dit gebeurd over het algemeen doormiddel van (CNC) draaien en frezen of eroderen (vonkverspanen). Dit zijn bewerkingen in de verspaning en worden gedaan door vakmensen zoals gereedschapmakers, instrumentmakers, werktuigbouwkundigen en allround verspaners.

Wat is de rol van bewerkingsvloeistof bij verspanende technieken in de metaal?

Verspaning is een algemene term die verschillende verspanende technieken omvat in de metaalsector. Als men het woord verspanen gebruikt dan doelt men op alle bewerkingstechnieken waarbij delen van het werkstuk in de vorm van spaantjes van het werkstuk afgenomen worden om het de gewenste vorm te geven. Vaak denkt men bij verspanen aan draaien en frezen maar deze varianten zijn slechts een paar voorbeelden van verspaning. Er zijn nog veel meer verschillende soorten verspaning zoals boren, tappen, slijpen en zagen. Bij verspanen maakt men gebruik van een aantal verschillende smeermiddelen.

Smeermiddel voor het onderhoud van de machine
Over het algemeen worden verschillende vloeistoffen en vetten in de metaal gebruikt als smeermiddel. Het smeermiddel moet er voor zorgen dat de wrijving tussen verschillende delen wordt beperkt. Daardoor wordt er minder warmte gecreëerd en ontstaat er minder slijtage. Op die manier blijft het werkstuk en de constructie zo lang mogelijk bestaan en blijft deze haar sterkte behouden. Ook tijdens het verspanen maakt men gebruik van deze smeermiddelen.

De smeermiddelen worden toegepast om de machine die wordt gebruikt voor het verspanen zo lang mogelijk te behouden. De verschillende draaiende delen van de machine worden goed ingevet om te voorkomen dat deze delen te warm worden en gaan slijten. Daarbij is de juiste viscositeit van belang. Bij het bepalen van de gewenste viscositeit  dient men ook rekening te houden met de snelheid en temperatuur duur tijdens de verspaning wordt ontwikkeld. Het bepalen van het juiste smeermiddel is heel lastig. Daarom worden in de praktijk smeerschema’s gehanteerd met daarop de juiste smeermiddelen die voor de machines moeten worden gebruikt.

Smeermiddel voor het verspanen
Als men gaat verspanen maakt men gebruik van een scherp en hard gereedschap. Dit kan bijvoorbeeld een boor, beitel of zaagblad zijn. Deze harde gereedschapsdelen bewegen zich in de praktijk met een bepaalde snelheid door het uitgangsmetaal of werkstuk. Hierbij treed ook wrijving op en is de kans op slijtage van het gereedschap groot. Het doel is dat het materiaal wordt vervormd en niet het gereedschap. Daarom moet de warmte worden beperkt en afgevoerd. Ook dient men de wrijving tijdens de bewerking te verminderen. Bij het smeren van de snijgereedschappen wordt tijdens de bewerking voortdurend smeervloeistof op het werkstuk en snijgereedschap gespoten. De rol van dit smeermiddel is het koelen van gereedschap en het verminderen van de wrijving tijdens het verspaningsproces.

Voor verspanende technieken maakt men gebruik van zogenoemde snijoliën of booroliën. Snijolie of boorolie zorgt er voor dat de boor of beitel zich met minder wrijving door het uitgangsmateriaal vreet. Er zijn verschillende materialen en er zijn ook verschillende gereedschappen daarom zijn er ook verschillende soorten snijolie en boorolie. De keuze voor de juiste snijolie is bovendien ook afhankelijk van de soort machine die men gebruikt om de bewerking uit te voeren en de snelheden die worden gerealiseerd tijdens het verspanen. Ook voor snijolie en boorolie zijn duidelijke voorschriften zodat de juiste olie wordt gehanteerd tijdens het bewerkingsproces.

Welke handgereedschappen worden voor houtbewerking gebuikt?

Houtbewerking is een woord dat wordt gebruikt als verzamelnaam voor alle technieken die worden gebruikt om hout te bewerken. Er zijn nogal wat houtbewerkingstechnieken te bedenken. In de loop der tijd hebben mensen steeds meer gereedschappen bedacht om het bewerken van hout makkelijker sneller of verfijnder te maken. De ontwikkeling van houtbewerking begon in de steentijd en ging verder in de bronstijd, ijzertijd tot aan de huidige tijd.

Gereedschappen voor houtbewerking
Omdat houtbewerking zo’n lange geschiedenis heeft zijn er verschillende gereedschappen bedacht. De allereerste gereedschappen waren zeer eenvoudige scherpe stenen. In de bronstijd ontstonden messen en eenvoudige bijlen. Die waren echter nog niet heel sterk en moesten voortdurend opnieuw worden gegoten omdat brons niet smeedbaar is. Toen de ijzertijd in West-Europa haar intrede deed ongeveer 800 voor Christus had men een materiaal waarmee men echt goede handgereedschappen kon ontwikkelen. IJzer kan men wel smeden en is veel sterker en harder dan brons. De mechanische eigenschappen van ijzer zorgde er voor dat de mens een aanzienlijke culturele groei kon doormaken. Deze groei startte met de ontwikkeling van de meest uiteenlopende handgereedschappen.

Handgereedschappen
De handgereedschappen vormen de meest eenvoudige gereedschappen die worden gebruikt voor de bewerking van hout. Tegenwoordig zijn een aantal handgereedschappen vervangen door elektrische gereedschappen. Onderstaande handgereedschappen bestaan nog. Daarbij is vermeld voor welke technieken de gereedschappen worden gebruikt.

  • Meten. Voor het meten van hout wordt onder andere een liniaal, duimstok, passer, hoekmeter of winkelhaak gebruikt.
  • Aftekenen. Voor het aftekenen van bijvoorbeeld de maat gebruikt men een:  kraspen, pen, centerpons  of  potlood.
  • Boren. Als men gaten wil boren gebruikt men een: handboor, booromslag, avegaar, verzinkboor of fretboor.
  • Frezen. Voor het frezen van bijvoorbeeld gleuven gebruikt men een frees.
  • Zagen. Voor het verzagen van hout kan men een handzaag gebruiken. Daarnaast zijn er ook beugelzagen en kapzagen. Een schrobzaag is wat kleiner en een gatenzaag is geschikt voor het maken van ronde openingen. Een verstekzaag wordt met een verstekbak of een andere constructie geleverd zodat de zaag onder een bepaalde hoek kan zagen.
  • Hakken. Voor het hakken van gaten, gleuven of omhakken van bomen, palen of stammen gebruikt men een handbijl, dissel of aks.
  • Afwerking, glad maken. Voor het afwerken van de buitenkant van hout kan men uiteenlopende gereedschappen gebruiken. Hierbij kan men denken aan verschillende schaven zoals: een boorschaaf, kantenschaaf, sponningschaaf, grondschaaf en een blokschaaf. Daarnaast kan men een schaafrasp gebruiken. Schuurpapier is ook geschikt om hout glad te maken en is daarnaast heel goedkoop. Een haalmes zorgt ook voor een scherpe snede die daardoor glad is.
  • Draaien. Hout kan men draaien op een houtdraaibank. Hierbij wordt een blok hout in een klem geplaatst. Het hout draait vervolgens met een hoog toerental rond en een beitel aan de zijkant snijd het hout in de juiste vorm. Deze vorm is altijd rond maar kan een verschil in diameter hebben. ook kan men een gleuf aanbrengen over een cilindrische vorm doormiddel van een houtdraaibank.
  • Snijden. Dit kan men doen met een guts, beitel, mes en een burijn (ook wel een wetsteen genoemd).
  • Spijkeren. Met een hamer of klauwhamer kan men spijkers of draadnagels in hout slaan.
  • Lijmen. Als men hout aan elkaar wil verbinden op een permanente manier kan men lijm gebruiken of een kitspuit. Met een lijmklem kan men de verbinding tijdens het drogen van de lijm bijeen houden.
  • Vijlen. Kan men doen met een rattenstaart (ronde vijl) en een platte vijl. Daarnaast zijn er ook raspen in verschillende vormen.
  • Zandsteen en slijpsteen. Deze stenen worden gebruikt als schuurmiddel

Wat is metaalbewerking en welke metaalbewerkingsprocessen zijn er?

Metaalbewerking is een algemene benaming die wordt gebruikt voor het bewerken van metalen. Sinds de ontdekking van metaal in ertsen heeft de mensheid verschillende periodes gehad die zich kenmerkten door een bepaald metaal of metaalbewerking. Zo kende men de bronstijd en de ijzertijd.

Tegenwoordig wordt in metaalbewerking gebruik gemaakt van uiteenlopende metalen en metaallegeringen. In de metaaltechniek wordt vooral staal toegepast. Dit is ijzer met een klein percentage koolstof. Daarnaast wordt ook aluminium gebruikt en worden legeringen gemaakt zoals roestvast staal (RVS).

De doelstelling van metaalbewerking is het maken van individuele onderdelen, halffabricaten,  assemblages of complete constructies. Metaalbewerking is een zeer brede term die onder de metaaltechniek valt. Doormiddel van het bewerken van metalen kunnen uiteenlopende werkstukken en constructies worden vervaardigd. Hierbij kan gedacht worden aan:

  • Bruggen
  • Schepen
  • Jachten
  • Machineframes
  • Balustrades
  • Puiconstructies
  • Kunstwerken

Ook sieraden en horloges worden van metalen gemaakt. Hiervoor worden meestal edelmetalen gebruikt die zeer nauwkeurig worden gewerkt. Daarnaast wordt in de machinebouw en de medische sector ook gebruik gemaakt van metalen in verschillende soorten, maatvoeringen en toleranties. De metaalbewerking is daardoor een zeer brede sector waarin grote en kleine en kleine producten worden gemaakt voor verschillende sectoren: van juwelier tot de bouwbranche.

Metaalbewerkingsprocessen
In de bronstijd, ongeveer 3000 tot 800 voor Christus, maakten mensen vooral gebruik brons. Hiervoor had men kopererts en tinerts nodig. Koper en tin werden samengesmolten en vervolgens in de gewenste vorm gegoten. Brons is echter niet smeedbaar. De ijzertijd zorgde voor een grote verandering. Deze periode begon in Europa vanaf ongeveer 800 voor Christus. IJzer is in tegenstelling tot brons wel smeedbaar en daarnaast kan het ook nog gegoten worden in vormen zoals bij gietijzer en gietstaal gebeurd.

Door de komt van ijzer nam het aantal bewerkingsprocessen in de metaalbewerking toe. Er ontstonden smederijen waarbij een smid ijzer doormiddel van vlamovens op temperatuur bracht en vervolgens met een hamer op een aanbeeld in de gewenste vorm sloeg. Hierdoor ontstond smeedijzer en smeedstaal.

Tegenwoordig worden vooral machines gebruikt voor het bewerken van metaal. Hierbij maakt men onder andere gebruik van werktuigmachines. De moderne metaalbewerkingsprocessen zijn zeer divers en worden wel in twee groepen verdeeld:

  • De verspanende metaalbewerking. Deze metaalbewerking omvat verschillende metaalbewerkingsprocessen waarbij het basismateriaal doormiddel van verspaning in de juiste vorm wordt gebracht. Er worden hierbij kleine spaantjes van het materiaal verwijdert tot de juiste vorm en afmeting is ontstaan. Voorbeelden van verspanende bewerkingstechnieken zijn: boren, slijpen, draaien, frezen, schaven en zagen.
  • De niet-verspanende metaalbewerking. Binnen deze groep zijn uiteenlopende metaalbewerkingsprocessen aanwezig. Dit kunnen plaatbewerkingstechnieken zijn zoals: walsen, zetten en snijden. Ook smeden en gieten behoren tot de niet-verspanende metaalbewerking. Lassen is een hele bekende vorm van niet-verspanende metaalbewerking en wordt veel in de metaalbewerking toegepast. Doormiddel van lassen worden een niet-uitneembare verbinding gemaakt tussen metalen (of kunststoffen). Lassen behoort tot verbindingsprocessen in de metaalbewerking. Hier valt ook solderen onder.

Wat is Teach-in frezen en wat is het verschil met CNC frezen?

Frezen is een verspaningstechniek waarbij kleine stukjes materiaal doormiddel van snijgereedschap (frees) van het basismateriaal worden verwijdert. Doormiddel van frezen kunnen verschillende materialen in de juist vorm worden gebracht. In de praktijk worden verschillende materialen doormiddel van frezen in de juiste vorm gebracht. Voorbeelden hiervan zijn hout en kunststoffen. Het bekendste materiaal dat verspaand wordt doormiddel van frezen is metaal. In verschillende bedrijven in de werktuigbouwkunde en metaaltechniek staat een freesbank om onderdelen en producten te frezen. Een freesbank kan zowel computergestuurd zijn als conventioneel. Bij een computergestuurde freesbank programmeert de frezer de computer die aan de freesbank verbonden is. Bij conventioneel frezen maakt de frezer gebruik van een conventionele freesbank die hij of zij zelf handmatig moet instellen.

Wat is Teach-in frezen?
Teach-in is een nieuwe ontwikkeling in de verspaning. Er zijn verschillende machines waarop een verspaner kan Teach-in verspanen. Er zijn Teach-in draaibanken en Teach-in freesbanken. Teach-in verspanen gebeurd op speciale machines. Hierop zijn computerprogramma’s geïnstalleerd die eenvoudiger zijn dan de besturingsprogramma’s van CNC gestuurde draaibanken en freesbanken.

Een frezer kan in een Teach-in computerprogramma doormiddel van een interactief invulproces gegevens invoeren. Deze gegevens worden door het computerprogramma omgezet in een bewerkingsvolgorde. De bewerkingsvolgorde voert de machine uit op het basismateriaal dat doormiddel van het frezen in de juiste vorm wordt gebracht. Daarnaast wordt aan de hand van de ingevoerde gegevens het toerental bepaald. Op het computerscherm van de machine worden de bewerkingsinstructies getoond aan de frezer. Deze instructies dienen door de frezer opgevolgd te worden. De bewerkingsinstructies zorgen er voor dat de frezer zelf de verschillende onderdelen van het bewerkingsproces niet hoeft te bepalen of uit te rekenen. Teach-in frezen is daardoor een relatief eenvoudige vorm van verspanen.

Verschillen tussen Teach-in en CNC fezen
Met een CNC  freesbank kunnen over het algemeen een grotere diversiteit aan producten worden vervaardigd dan een Teach-in freesbank. Met een Teach-in freesbank volgt de frezer het invulprogramma op en de instructies van de machine die op het beeldscherm worden weergegeven. Een CNC freesmachine dient door de verspaner geheel te worden geprogrammeerd. Dit zorgt voor een breed scala aan mogelijkheden en daarnaast verlangt dit ook meer kennis en vaardigheid van de verspaner die de machine bedient en programmeert.

Waarvoor is Teach-in frezen gebruikt?
Teach-in frezen is eenvoudiger dan CNC frezen. Deze vorm van verspanen is daardoor relatief goedkoop. Teach-in frezen is vooral geschikt voor kleine series en enkel stuks. Deze vorm van frezen heeft een  grote repeteernauwkeurigheid. Naast Teach-in freesbanken zijn er ook Teach-in draaibanken. Doormiddel van Teach-in verspanen worden onder andere machineonderdelen en gereedschapsonderdelen vervaardig. Verschillende bedrijven in de werktuigbouwkunde hebben een Teach-in freesbank of draaibank staan.

Wat is Teach-in draaien en wat is het verschil met CNC draaien?

Het Teach-in draaien is een ontwikkeling van de laatste jaren in de verspaning. Teach-in draaien verschilt van CNC-draaien. Een belangrijk verschil is de eenvoudiger wijze waarop de machine geprogrammeerd wordt. Dit wordt gedaan aan de hand van een computersysteem dat aan de draaibank verbonden is. In dit computersysteem kan de draaier aan de hand van een interactief invulproces de juiste gegevens invoeren waarmee de machine de bewerking uitvoert op het basismateriaal.

De computer maakt  Teach-in eenvoudig
De computer rekent aan de hand van deze gegevens de snede opdeling uit. Daarbij bepaalt de computer van de draaibank tevens het optimale toerental en de bijbehorende spoed voor het product. Via een beeldscherm worden aan de draaier bewerkingsinstructies getoond. Dit zorgt er voor dat de draaier de machine eenvoudiger kan bedienen.

Computergestuurd en manuele bieding mogelijk
De computer van de draaibank kan echter ook worden uitgeschakeld. Door dit te doen functioneert de draaibank als een niet-computergestuurde draaibank en zal de draaier zelf handmatig de machine moeten instellen. De werking van de Teach-in draaibank is door het uitschakelen van de computer in wezen een conventionele draaibank met een beeldscherm dat voor de digitale uitlezing kan worden gebruikt. Een Teach-in draaibank kan zowel manueel bedient worden als computer gestuurd. Een CNC draaibank is echter volledig computergestuurd. Dit houdt in dat bij een CNC draaibank de coördinatie tussen het gereedschap en het werkstuk volledig door de computer wordt geregeld.

Verschillen tussen Teach-in en CNC verspanen
De eenvoudige programmering van de Teach-in draaibank zorgt er voor dat draaiers veel sneller kunnen werken. Een CNC-draaibank vereist meer vaardigheden van de draaier. Een draaier die met een CNC-draaibank werkt moet ervaren zijn in het programmeren van het besturingsprogramma dat op de computer van de CNC-draaibank is geïnstalleerd. Er zijn in de praktijk verschillende besturingsprogramma’s voor CNC-draaibanken. Met een CNC-draaibank kunnen wel veel meer verschillende programma’s worden geschreven. Bij een Teach-in draaibank liggen de programma’s grotendeels vast en moet de draaier alleen de juiste gegevens invullen en aanklikken.

Waarvoor is Teach-in draaien geschikt?
Een Teach-in draaibank is geschikt voor het produceren van enkelstuks of kleine series van bepaalde producten. Daarnaast heeft deze draaibank nog steeds een grote repeteernauwkeurigheid. Naast Teach-in draaien zijn er ook machines waarmee een verspaner kan Teach-in frezen. Omdat de programmering van deze machines sneller gaat, worden kosten bespaard. Dit zorgt er voor dat producten goedkoper aan klanten kunnen worden aangeboden. Daarnaast vereisen deze machines niet de grote mate van ervaring die bij CNC-draaibanken en CNC-freesbanken wel vereist is. Personeel hoeft daardoor minder hoog of minder specifiek opgeleid op te worden.

Wat is retrofitten en waar wordt dit toegepast?

Retrofit wordt in de techniek regelmatig toegepast. Onder retrofit of retrofitten verstaat men het aanpassen van machines en werktuigen zodat deze weer voldoen aan de moderne eisen die hieraan worden gesteld. Als men bijvoorbeeld gebruik maakt van een machine met verouderde automatisering dan kan men er voor kiezen om de automatersering en bijbehorende componenten te vervangen. In dat geval wordt de (CNC) sturing van de machine gemoderniseerd en worden ook andere onderdelen vervangen die verouderd zijn. Het moderniseren van machines of werktuigen wordt ook wel retrofit genoemd.

Waar wordt retrofit toegepast?
Retrofitten wordt bij verschillende machines en werktuigen toegepast, hieronder volgen een aantal voorbeelden:

  • CNC gestuurd draaibanken en freesbanken
  • Dieselmotoren voor schepen
  • Productiemachines in de procesindustrie

Daarnaast wordt de term retrofit ook gebruikt in de koeltechniek. Hierbij wordt de bestaande koelinstallatie of vriesinstallatie behouden en wordt het koudemiddel R22 vervangen door een HFK koudemiddel. Dit wordt meestal gedaan bij grote en ingewikkelde koelinstallaties. Dit kunnen bijvoorbeeld omvangrijke airconditioning installaties zijn of grote koelinstallaties en vriesinstallaties. Het vervangen van deze koeltechnische systemen is meestal duurder dan het uitvoeren van een retrofit. Het retrofitten van oude grote koelsystemen is niet eenvoudig en er moeten vaak kostbare tijdrovende veranderingen worden aangebracht. Het is belangrijk dat een goede afweging wordt gemaakt tussen de kosten en de tijd die gepaard gaan met de retrofit en de aanschaf van een nieuwe koeltechnische installatie.

Retrofitten bij koeltechnische installaties heeft over het algemeen te maken met koudemiddelen en aanverwante apparatuur en de milieuaspecten die daarbij aan de orde komen. Bij retrofitten van productiemachines en machines in de verspaning worden naast mechanische onderdelen van een machine ook elektronische onderdelen en complete besturingen vervangen.

Retrofitten en kosten besparen
Door een retrofit toe te passen op een bestaande machine of een bestaand machinepark kunnen machines langer worden gebruikt. Uiteraard dient een retrofit wel professioneel te worden uitgevoerd. De juiste machinedelen dienen te worden vervangen en de software moet goed worden geïnstalleerd. Als dit wordt gedaan is een retrofit over het algemeen kosten efficiënter dan de aanschaf van nieuwe machines. Met een retrofit kan een maximale ROI worden geboden, deze afkorting staat voor return on investment. Dit houdt in dat de investeringen die gepaard gaan met retrofitten maximaal terugverdiend kunnen worden.

Wat doet een gereedschapmaker en wat is een gereedschapmakerij?

Gereedschapmaker is een beroep dat valt onder de werktuigbouwkunde. Gereedschapmakers maken verschillende gereedschappen voor de machinebouw. Hierbij kan onder andere gedacht worden aan het maken en herstellen van beitels die worden geplaatst in draaibanken en machines die worden gebruikt voor het frezen van producten. Daarnaast worden gereedschapmakers ook ingezet bij het maken van matrijzen en extrusiemallen die worden gebruikt voor extruderen.

Matrijzen en ander gereedschap
Machines die basismateriaal een specifieke vorm geven maken daarbij gebruik van gereedschap. Dit gereedschap kan zeer divers zijn. Sommige machines maken gebruik van een verspanende bewerking. Hierbij worden doormiddel van snijgereedschap zoals beitels langzamerhand spanen van het basismateriaal verwijdert zodat de gewenste vorm overblijft.

Een andere manier van vormgeving gebeurd doormiddel van spuitgietmallen. Hierbij worden bijvoorbeeld kunststoffen door een mal heen gespoten zodat het kunststof in de juiste vorm wordt gebracht. Verder kan in de industrie ook gebruik worden gemaakt van gietmallen, lasmallen en snijstempels en buigstempels.

Daarnaast worden uiteenlopende varianten van matrijzen gebruikt voor de vormgeving van producten. Deze mallen en matrijzen worden onder andere geplaatst in machines voor de procesindustrie. In de procesindustrie worden producten vervaardigd op grote schaal. Daarom moeten matrijzen over een bepaalde stevigheid en slijtvastheid beschikken. De eisen die aan matrijzen worden gesteld zijn hoog.

Wat doet een gereedschapmaker?
Voordat de matrijzen en beitels in machines kunnen worden geplaatst moeten ze eerst worden ontworpen door een vakman. Deze vakman is de gereedschapmaker. De gereedschapmaker is verantwoordelijk voor het ontwikkelen van gereedschappen. Daarnaast zal hij of zij er voor zorg moeten dragen dat de gereedschappen nauwkeurig worden gemaakt conform de richtlijnen met betrekking tot het materiaal en afmetingen.

Een gereedschapmaker maakt niet alleen nieuwe gereedschappen, hij of zij kan ook worden ingezet om oude gereedschappen te repareren zodat deze weer gebruikt kunnen worden. Een gereedschapmaker maakt tijdens zijn of haar werkzaamheden ook gebruik van verschillende gereedschappen. Daarnaast moet een gereedschapmaker goed tekeningen kunnen lezen zodat de gereedschappen goed samengesteld en ingebouwd kunnen worden in machines.

Sommige gereedschappen moeten worden behandeld om tot een bepaalde hardheid te komen. Deze hardheid zorgt er voor dat gereedschappen goed scherp gemaakt kunnen worden en minder snel slijten. Een voorbeeld van gereedschappen waarbij hardheid van belang is zijn beitels. Een gereedschapmaker moet weten hoe de gereedschappen op de gewenste hardheid kunnen worden gebracht. Daarvoor zijn specifieke vaardigheden en ervaring zeer belangrijk. Een gereedschapmaker wordt je over het algemeen in de praktijk. Uiteraard dient de gereedschapmaker wel de basisvaardigheden te leren op een opleiding. Een geschikte opleiding hiervoor is de opleiding MBO werktuigbouwkunde. Tegenwoordig zijn er op MBO niveau echter ook opleidingen die specifiek gericht zijn op het vervaardigen van gereedschappen zoals de opleiding MBO gereedschapmaker.

Wat is een gereedschapmakerij?
Een gereedschapsmaker kan binnen een bedrijf op een eigen afdeling werkzaam zijn. Deze afdeling kan een onderdeel zijn van de ruimte van de technische dienst. Het is ook mogelijk dat er een speciale afdeling voor de gereedschapmaker wordt ingericht. Deze afdeling kan een gereedschapmakerij worden genoemd.

Er zijn ook bedrijven die gespecialiseerd zijn in het maken van gereedschappen. Deze bedrijven worden ook wel gereedschapmakerijen genoemd. Deze bedrijven maken gereedschappen voor verschillende andere bedrijven.

In een gereedschapmakerij is over het algemeen een draaibank en een freesbank aanwezig. Daarnaast zijn er lastoestellen zodat de gereedschapmaker kan lassen wanneer dat nodig is. Een polijstmachine kan ook kan ook aanwezig zijn zodat onderdelen en gereedschappen nauwkeurig kunnen worden gepolijst in de juiste vorm en afmeting.

Wat is messing of geelkoper en waaruit bestaat deze legering?

Messing is een legering van koper en zink. Deze legering wordt ook wel aangeduid met CuZn. Als messing in de vorm van folie wordt gebracht spreekt men ook wel over latoen of latoenkoper. Messing wordt ook wel aangeduid met de naam geelkoper. Deze naam heeft te maken met de kleur van messing, dit is een gele kleur die een beetje lijkt op de kleur van goud. De kleur van messing is geler dan koper. Ook brons heeft een andere kleur dan messing. Brons is een legering van koper en tin en is donkerder van kleur. De kleur van messing kan veranderen in de buitenlucht. Voordat het metaal zink was ontdekt gebruikte de mens al messing. Koper wordt door de mens gesmolten met calamiet, dit is een zinkerts. Tijdens het smelten van koper en calamiet in een smeltkroes mengt de zink zich direct met het aanwezige koper. Het gebruik van zinkerts is in dit legeringsproces noodzakelijk omdat zuiver zink te reactief is om doormiddel van de oude technieken te verwerken.

Verschillende soorten messing
Messing bestaat uit koper en zink. De eigenschappen van deze bestandsdelen van de legering versterken elkaar. Messing is waardevol materiaal omdat het beschikt over een goede hardheid. Daarnaast heeft messing ook uitstekende zelfsmerende eigenschappen.

Er zijn verschillende messinglegering. Deze worden onderverdeeld in onderstaande drie soorten:

  • Alfamessing. Deze messinglegering bevat minder dan 40% zink Alfamessing is flexibel en het materiaal kan koud gesmeed of vervormd worden.
  • Bètamessing. Deze legering bevat meer zink in verhouding. Bètamessing kan alleen worden gesmeed als het heet is. Een voordeel van Bètamessing is dat het een harder en sterker materiaal is dan alfamessing.
  • Wit messing. Deze legering bevat verhoudingsgewijs veel zink. Het zinkpercentage van messing is meer dan 45 procent. Hierdoor is het materiaal erg bros om goed gebruikt te kunnen worden in producten.

Naast bovenstaande soorten messing zijn er verschillende messinglegeringen. De samenstelling van de ze legeringen is belangrijk voor de eigenschappen van het materiaal. Een metallurg heeft veel verstand van de eigenschappen van materialen en kan deze goed op elkaar afstemmen. Dit vakgebied heet metallurgie en behoort tot de metaaltechniek. De eigenschappen van de messinglegering zijn vervolgens weer belangrijk voor de mogelijkheden om de messing toe te passen in bepaalde producten.

Waar wordt messing voor gebruikt?
Messing wordt gebruikt voor de vervaardiging van verschillende producten. Zo wordt messing bijvoorbeeld gebruikt voor het maken van koppelingstukken voor de installatietechniek. Hierbij kan gedacht worden aan koppelingen voor waterleidingen. Ook T-stukken, hoekstukken, bochten en afsluiters kunnen van messing worden gemaakt. Bevestigingsmiddelen zoals bouten en moeren kunnen ook van messing worden gemaakt. Messing wordt daarnaast ook gebruikt in de woninginrichting en zelfs voor kogelhulzen. Het is goedkoper materiaal dan brons. Desondanks heeft messing wel een mooie uitstraling en is het materiaal dat niet roest.

Messing kan goed worden verwerkt. Het materiaal is goed verspaanbaar. Ook wanneer hoge toleranties vereist zijn kunnen uit messing zeer nauwkeurige producten worden vervaardigd. Voor seriematige productie op CNC draaibanken of freesbanken kan messing ook goed worden gebruikt. Messing kan goed worden gerecycled. Ongeveer negentig procent van alle messingproducten worden hergebruikt. Messingschroot wordt ingezameld en in een gieterij omgesmolten. Messing is namelijk een uitstekend materiaal om in een bepaalde vorm te gieten.

Wat is hardmetaal en waarvoor wordt hardmetaal in de werktuigbouwkunde gebruikt?

Hardmetaal bestaat uit ver schillende carbiden. Het metaal is samengesteld uit molybdeen, tantalium, titanium, wolfraam en is gesinterd en bevat het bindmiddel kobalt. Doormiddel van sinteren kan een zeer hard metaal ontstaan. Gesinterde  wolfraamcarbide is zo hard dat maar weinig stoffen op aarde harder zijn. Een voorbeeld van een stof die harder is dan gesinterde wolfraamcarbide is diamant. Dit is echter een zeer duur materiaal en is moeilijk vervormbaar.

Hardmetaal wordt in de werktuigbouwkunde op verschillende manieren toegepast vanwege de gunstige eigenschappen van dit materiaal. De hardheid van hardmetaal blijft behouden tot een hoge temperatuur. De temperatuur die dit metaal kan verdragen loopt tot een maximum van duizend graden Celsius. De thermische uitzetting is laag. Dit houdt in dat hardmetaal door hitte niet of nauwelijks uitzet. Harmetaal heeft daarnaast een hoge elasticiteitsmodulus, de taaiheid is echter laag.

Waarin wordt hardmetaal toegepast?
Hardmetaal wordt veel toepast in de fabricage van beitels en frezen voor de verspaning. Daarnaast wordt het gebruikt voor boren. Door de hardheid van hardmetaal is het metaal ook geschikt voor de mijnbouw en de bouw van wegen. Daarnaast wordt hardmetaal net als snelstaal gebruikt in de matrijzenbouw. Ook voor industriële snijmessen wordt hardmetaal gebruikt.

Wat is snelstaal of sneldraaistaal en wat zijn de eigenschappen van dit staal?

Snelstaal wordt ook wel sneldraaistaal genoemd. In het Engels draagt deze staalsoort de naam High Speed Steel (HSS). Het is een hoogelegeerd wolfraam-chroomvanadiumstaal. Deze legering bestaat uit de volgende bestandsdelen staal 76%, wolfraam 18%, chroom 4%, vanadium 1% en koolstof 1%. Snelstaal heeft de eigenschap dat deze tot hoge temperaturen de hardheid blijft behouden. Deze hardheid blijft tot ongeveer 600 °C bestaan. Dit zorgt er voor dat snelstaal geschikt is voor gereedschappen die heel heet kunnen worden. hierbij kan gedacht worden aan boren, draaibeitels en frezen.

Snelstaal is niet alleen bestand tegen hoge temperaturen, het is ook taai en slijtvast. Ook kan snelstaal behoorlijk goed tegen stoten. Andere harde staalsoorten zijn minder bestand tegen onderbroken bewerkingen waarbij gebruik wordt gemaakt van snijgereedschap. De onderbroken bewerkingen zorgen er bij veel staalsoorten voor dat het snijgereedschap beschadigd wanneer het regelmatig weer opnieuw op het werkstuk wordt aangebracht. Snelstaal kan in vergelijking tot andere metalen over het algemeen goed tegen deze onderbrekingen.

Daarnaast kan snelstaal goed gebruikt worden voor frezen en boren die voorzien zijn van een bijzondere vorm. Snelstaal is daardoor geschikt voor de fabricage van gereedschappen voor de verspaning. De eigenschappen van snelstaal zorgen er voor dat het gereedschap niet snel slijt of bot wordt. Daarnaast kan men met snelstaal de standtijd en snijsnelheid verveelvoudigen wanneer men deze staalsoort vergelijkt met snijgereedschap dat is gemaakt van koolstofstaal.

In de verspaning wordt tegenwoordig steeds vaker gekozen voor hardmetaal. Desondanks wordt snelstaal nog wel gebruikt voor boren, frezen en andere snijgereedschap. Ook wordt snelstaal gebruikt voor matrijzen en stempels.

Wat is kotteren en wat voor bewerkingstechniek is kotteren?

Kotteren is een bewerkingstechniek die in de werktuigbouwkunde wordt toegepast. Het is een techniek die vooral wordt gebruikt voor de reparatie van gaten in metaalproducten. Kotteren wordt gebruikt om een  rond gat wat beschadigd, versleten of vervormd is, weer in de juiste ronde  vorm te brengen. Tijdens het kotteren staat het product stil en draait het gereedschap. Hiervoor wordt het gereedschap in het hart van het gat geplaatst. Het gereedschap waarmee gekotterd word is excentrisch bevestigd op een draaiende as. Hierdoor maakt het kottergereedschap een cirkelbeweging. Kotteren is een techniek die hoort bij verspaning.

Het kottergereedschap zorgt er voor dat er spanen van het metaal worden verwijderd waardoor het product de gewenste vorm krijgt. Het kottergereedschap is een beitel die zeer snel ronddraait in het stilstaande werkstuk. Er zijn twee verschillende manieren waarop gekotterd kan worden: het langskotteren en vlakkotteren. Deze twee verschillende manieren van kotteren zijn hieronder toegelicht.

Langskotteren
Bij langskotteren maakt het gereedschap voortdurend dezelfde cirkelbeweging. Het gereedschap draait hierbij een gat steeds dieper uit. De diameter blijft tijdens het draaien hetzelfde alleen de beitel gaat langzamerhand verder naar beneden. Langskotteren zorgt voor een gelijke cirkel in het werkstuk met dezelfde diameter.

Vlakkotteren
Het is ook mogelijk om een andere manier van kotteren toe te passen. Vlakkotteren is een techniek waarbij de beitel tijdens het draaien een steeds grotere cirkel maakt in het werkstuk. De beitel drukt hierbij vanuit het hart van het gat naar buiten. Hierdoor wordt de diameter van het gat tijdens het vlakkotteren vergroot. De beitel gaat hierbij niet dieper maar maakt een roterende beweging op dezelfde hoogte.

Kotteren na reparatie doormiddel van lassen
Wanneer een gat versleten is of beschadigd is kan men doormiddel van lassen de beschadiging herstellen. Een las is echter nooit perfect rond. Daarom kan een gat dat doormiddel van lassen is hersteld verschillende oneffenheden bevatten. Om deze oneffenheden te verwijderen en een perfect rond gat te krijgen kan ook gebruik worden gemaakt van kotteren. Hierbij kan gebruik worden gemaakt van vlakkotteren en langskotteren. Wanneer alleen de zijkanten van het gat opgevuld en hersteld zijn kan gebruik worden gemaakt van vlakkotteren. Wanneer het gaat juist opgevuld is door het lasproces kan ook gebruik worden gemaakt van langskotteren.

Wat is verspanen en waar wordt het toegepast?

Verspanen is een algemeen woord voor het bewerken van materiaal door machines of met de hand waardoor er spanen van het basisproduct worden verwijderd. Doormiddel van verspanen wordt het product kleiner en verandert daarmee definitief van vorm. Daarnaast neemt ook de massa en het gewicht van het basisproduct af. Hieronder worden verschillende voorbeelden van verspanen beschreven en wordt uitgelegd waarvoor ze worden gebruikt.

Voorbeeld van verspanen
Als voorbeeld kan worden gedacht aan een timmerman die met een schaaf spanen van een deur af schaaft om de deur passend te maken in een kozijn. Doordat er spanen van de deur worden afgeschaafd wordt de deur kleiner en in feite ook lichter, al zal het gewicht van een paar spanen niet een groot effect hebben op het totale gewicht van een deur. De vorm van de deur verandert ook omdat deze iets kleiner wordt waardoor deze in het beoogde kozijn past. De deur is door het schaven definitief van vorm verandert. Een timmerman moet bij het schaven goed opletten dat hij niet te veel van de deur af schaaft omdat een spaan er in de regel niet meer opgeplakt kan worden. De krullen die ontstaan tijdens het schaven worden spanen genoemd. De krullen vormen afval dat na het verspanen wordt verwijdert.

Verspanende technieken
Er zijn binnen de techniek verschillende verspanende bewerkingen aanwezig. De bewerkingstechniek die wordt gekozen is afhankelijk van het doel dat bereikt moet worden. Wanneer gaten geboord moeten worden kan men gaan boren met bijvoorbeeld een kolomboor. Dit is een verspanende techniek. Wanneer iets op maat gemaakt moet worden kan men gebruik maken van zagen maar ook schaven en vijlen. Ook slijpen is mogelijk van bijvoorbeeld metaal. Daarnaast behoren draaien, frezen, kotteren, honen, steken, tappen en gutsen (van hout) tot verspanende bewerking.

Draaien en frezen
Draaien en frezen zijn speciale verspanende bewerkingen. Draaien wordt gedaan op een draaibank en frezen op een freesbank. Met deze verspanende bewerkingen kan de vorm van basismateriaal in sterke mate worden gewijzigd. Deze vormen van verspanen worden zowel binnen de werktuigbouwkunde als binnen de houtverwerkende industrie toegepast. Draaien en frezen kan zowel conventioneel worden gedaan als computer gestuurd op een CNC draai- of freesbank. CNC staat voor Computer Numerical Control. Dit houdt in dat deze machines computergestuurd zijn.

Draaien
Bij draaien wordt een product dat verspaand moet worden in een klem geplaatst. De klem houdt het product stevig vast en draait het met hoge snelheid rond. Een beitel in de langsrichting en dwarsrichting wordt tegen het product gedrukt. De beitel draait vervolgens spanen van het product af om het daarmee een gewenste vorm te geven. Om deze gewenste vorm te krijgen moet de machine door de draaier goed worden ingesteld, de juiste snelheid worden gehanteerd en moeten de juiste beitels worden gebruikt.

Frezen
Frezen wordt gedaan doormiddel van een frees die een bewerking uitvoert op een product. Het product zelf zit in een klem en de frees beweegt zich in verschillende posities om het product de gewenste vorm te geven. Een belangrijk verschil tussen frezen en draaien is dus dat bij frezen het product niet beweegt, bij draaien beweegt het product wel omdat het in met de klem ronddraait. Bij frezen draait alleen het gereedschap. Er zijn verschillende soorten freesbanken.  Deze zijn te verdelen in de volgende hoofdgroepen: verticale,  horizontale en universele freesbanken. Met frezen kunnen zeer uiteenlopende bewerkingen worden uitgevoerd op een product. Zo kunnen met een frees sleuven worden aangebracht, gaten, kamers of eilanden. Een frezer moet hiervoor de freesbank goed instellen en het juiste gereedschap in de machine plaatsen.

Toepassing van verspanen in de techniek
Verspanen wordt in de techniek vrij breed toegepast. Hout, metalen en kunststoffen kunnen over het algemeen goed worden verspaand. Binnen de houtverwerkende industrie wordt verspanen onder andere gebruikt voor de meubelindustrie, voor trappen en voor houtsnijwerken die voor de sier zijn aangebracht. Daarnaast worden binnen de houtindustrie veel gaten geboord en planken op maat gezaagd.

Binnen de werktuigbouwkunde wordt verspanen onder andere toegepast in machinefabrieken voor het draaien van assen of het maken van machineonderdelen doormiddel van frezen. Ook voor de olie en petrochemiesector worden onderdelen verspaand. Een aantal onderdelen waaruit een draaibank of freesbank zijn samengesteld zijn zelf ook gefabriceerd door draaibanken of freesbanken.

Veiligheid bij verspanen
De veiligheid is een belangrijk aspect bij verspanen. Er wordt onder andere gewekt met zagen, boren en beitels. Deze gereedschappen zijn scherp en moeten op de juiste wijze worden gehanteerd om schade of verwonding te voorkomen. Ronddraaiende gereedschappen zoals boren en beitels kunnen daarnaast kledingstukken vast grijpen en in een zeer hoog tempo klemdraaien of zelfs kapottrekken. Hierdoor kunnen ernstige ongelukken ontstaan. Ook de spanen moeten goed worden afgevoerd. Metaalspanen en houtspanen kunnen scherp zijn. Daarom moet er voor worden gezorgd dat de spanen niet in de buurt van de ogen van de verspaner of ander personeel kunnen komen. Het dragen van een veiligheidsbril is daarom in veel gevallen verplicht. Veel draai en freesmachines hebben een speciale veiligheidskap waarmee de machine afgesloten kan worden. De verspaner staat veilig achter een doorzichtig scherm waardoor hij of zij toch zicht heeft op het proces.

Werk in verspanen
Binnen de werktuigbouwkunde is veel vraag naar ervaren draaiers en frezers. Dit komt doordat er weinig vakmensen op dit gebied beschikbaar zijn op de arbeidsmarkt. Een goede draaier of frezer kan snel werk vinden bij een machinefabriek. Daarvoor is het wel van belang dat zijn of haar kennis actueel is. Tegenwoordig wordt steeds meer met CNC machines gewerkt in de verspaning. Het is belangrijk dat een verspaner deze machines niet alleen kan voorzien van nieuwe materialen die verspaand moeten worden. Een goede verspaner kan een CNC machine zelfstandig programmeren zodat de machine de juiste bewerking uitvoert op het product. Voordat een verspaner eenmaal een zelfstandig CNC programmeur is zal hij of zij wel de nodige ervaring moeten hebben opgebouwd en ook over veel materiaalkennis beschikken.