Hartholz gefräst - Poren sichtbar

[Ulf Roth]

Hallo,

hatte heute ein Stück Hartholz auf der CNC-Fräse, zusätzlich ein neuen rasiermesserscharfen Fräser aus Hartmetall, damit lies sich eine sehr saubere Oberfläche herstellen. Bei genauerer Betrachtung zeigte die Oberfläche des Holzes feine Rillen, die von längs aufgeschnittenen Poren stammen. An den überfrästen Enden des Holzes waren die Poren als eine Menge Löcher schon mit dem bloßen Auge zu erkennen.

Da man in Pflanzenschnitten oft ähnliche Poren sehen kann, habe ich mal paar Aufnahmen gemacht:











Interessant ist, dass die Löcher in Bögen angeordnet sind. Zusätzlich lassen sich in den Bögen um 90° versetzte Strukturen erkennen. Habe jetzt mit Holz nicht sonderlich viel zu tun, solche Poren sind mir bisher nie aufgefallen.

Der Abstand der kreisrunden Bearbeitungsspuren (fz) ist 0.09 mm.
Holzsorte ist unbekannt, es wurde mir als Hartholz verkauft.

Ulf

[the_playstation]

Hallo Ulf.
Die letzten 3x Bilder sehen toll aus. Sehr plastisch und tiefenscharf. Hat schon fast REM Charakter.
Liebe Grüße Jorrit.

[Bob]

Hallo Ulf,

eine interessante Methode, um mikroskopische Präparate herzustellen!
Es handelt sich um ein ringporiges Laubholz, ich denke Esche. Die Ringe mit den großen Gefäßen sind das Frühholz, die Streifen im rechten Winkel dazu sind Markstrahlen, sie sehen auch im radialen Längsschnitt interessant aus.
Wenn Du mal experimentierfreudig bist: Du könntest so auch ein Durchlichtpräparat herstellen. Dazu müsstest Du ein Stück plangefrästes Holz auf einen Objektträger kleben, und dann alles bis auf eine Schichtdicke von ein paar hundertsteln abfräsen.

Viele Grüße,

Bob

[Ulf Roth]

Wenn Du mal experimentierfreudig bist: Du könntest so auch ein Durchlichtpräparat herstellen. Dazu müsstest Du ein Stück plangefrästes Holz auf einen Objektträger kleben, und dann alles bis auf eine Schichtdicke von ein paar hundertsteln abfräsen.

Hallo Bob,

erst mal vielen Dank für deine Erläuterungen !

Ein paar Reste sind von dem Holz noch da, es wird aber wohl daran scheitern, dass die Glasscheibe beim Versuch zu spannen springen wird. Ich müsste die Glasscheibe wo aufkleben, nur wie bekommt man das wieder ab? Die Gefässe sind mit ca. 0.2-0.3mm Durchmesser schon rel. gross, lohnt sich hier ein Präparat für ein Mikroskop?

Nebenbei scheint mir ein solches Holz sehr abrasiv zu sein, der Hartmetallfräser war schnell stumpf.

Ulf

[the_playstation]

Nebenbei scheint mir ein solches Holz sehr abrasiv zu sein, der Hartmetallfräser war schnell stumpf.
Ulf

Hallo Ulf. Hast Du mal den Hartmetallfräser unter ein Stemi gelegt? Würde mich interessieren. Etwas verwunderlich. Es sei denn, z.B. die Einbettung in den Nickelstahl war nicht ideal und die Hartmetallstücke sind herrausgebröselt?

Liebe Grüße Jorrit.

[Klaus Herrmann]

Hallo Jorrit,

Hartmetallstücke sind herrausgebröselt?

Ich denke, der Fräser ist so aufgebaut, dass die einzelnen Schneiden durchgehend sind und nicht wie bei einer Diamantsäge aus kleinen Körnchen bestehen.

In der Firma meines Vaters hatte man in der Färberei große Gummiwalzen, die nach einigem Gebrauch mit einem großen Abrichtdiamant wieder planiert wurden. Hartmetall hat sich durch den Gummi zu schnell abgenützt, der war einfach zu abrasiv!

[Holger x]

Hallo Ulf,

Bei der Holzprobe wird es sich eher nicht um Esche handeln, da die Holzstrahlen zu breit ausfallen und zu weit auseinander liegen. Auch sind die Poren mit 0,2 bis 0,3 mm zu groß für Esche (Frühholzporen: 60 ... 120 ... 350 µm, Späthholzporen 15 ... 50 ... 130 µm (deutliche Häufung um den Mittelwert)). Die Flammung im Spätholz ist typisch für die Nester von relativ kleinen Spätholzporen der Eiche (Frühholzporen: 170 ... 210 ... 280 µm, Späthholzporen 6 ... 13 ... 16 µm). Bei dem relativ hellen Holz könnte es sich um eine Amerikanische Weißeiche handeln. Dafür sprechen auch die relativ geringen Verthyllungen in den Poren. Ansonsten sollte man das ganze nochmal etwas anschleifen 500 bis 1000 Schleifpapier (ausblasen nicht vergessen) um die Strukturen noch deutlicher heraustreten zu lassen. Wenn Dir die Bestimmung wichtig ist kannst Du mir eine Probe oder gute Probenfotos zukommen lassen

Die weichen Hölzer werden für Durchlichtproben üblicher Weise unter einem schweren Mikrotom geschnitten. Bei Eiche ist das selbst mit Vorbereitung ehre schwierig, da zu hart. Deshalb Probe einseitig plan schleifen, dünne Schicht von ca. 1 mm Stärke abschneiden (z.B. feine Modelbaukreissäge), auf eine Glas- oder Metallplatte lösbar aufkleben und auf ca. 20 bis 30 µm runterschleifen etc.

Gruß
Holger

[Leopold]

Hallo Ulf,
ich klebe Glas als lösbare Verbindung vollflächig mit Heißkleber auf die Unterlage. Die Heizplatte liefert die Kaffeemaschine. Später löse ich das wieder genauso durch langsames Aufwärmen. Die Heißklebereste entferne ich zuerst mit scharfem Messer und die Reste dann mit Isopropylalkohol. Das funktioniert bei mir ganz prima.
Grüßle, Leopold

[Ulf Roth]

Probe einseitig plan schleifen, dünne Schicht von ca. 1 mm Stärke abschneiden (z.B. feine Modelbaukreissäge), auf eine Glas- oder Metallplatte lösbar aufkleben und auf ca. 20 bis 30 µm runterschleifen etc.

Hallo Holger,

wie wäre es damit: ca. 10mm hoch abfräsen, Holz mit Heissluft etwas anwärmen, dann ein niedrigviskoses 2K Harz mit langer Topfzeit dick aufpinseln. Das zieht ein wie in einen Schwamm. Nach dem Aushärten fein überfräsen, dann polieren. Geht dann eben nur für Auflicht. Für ein Durchlichtpräparat diese Fläche auf ein Glas laminieren, auf 2-3 hundertstel abfräsen, und wieder polieren. Ob das was wird ?

@Leopold: Heisskleber ist eine gute Idee, werde ich bei Gelegenheit mal testen.

@Jorrit: Ein Stemi habe ich keines, habe die Fräser aber mal unters Mikroskop gelegt und bei 100 facher Vergrösserung paar Aufnahmen von den Seitenschneiden (untere Ecke) gestackt (Bild 3 und 4):


Wo es glänzt, sind die Schneiden platt (Freiwinkel fehlt)


Links das stumpfe Werkzeug, rechts ein neues Werkzeug
Die Ecken in den roten Kreisen sind in Bild 3 und 4 zu sehen, liegend von oben betrachtet


Stumpfe Seitenschneide


Scharfe Seitenschneide

Dort, wo die Bearbeitungsspuren vom Werkzeugschleifen nicht mehr zu sehen sind, hat es das Hartmetall abgerieben. Werkzeuglaufzeit war knapp 4 Stunden, wobei man bei dieser Sorte Holz schon nach 1 Stunde ein neues Hartmetall Werkzeug hätte spannen können.

Ulf

[the_playstation]

Hallo Ulf.
Wow. Das hätte ich nicht gedacht. Ist das Material mit HSS vergleichbar?
Liebe Grüße Jorrit.

[reblaus]

Hallo -

laienhafte Frage: Kann das was mit Hitze zu tun haben - das Holz führt im Gegensatz zu gefrästem Metall kaum Wärme ab?

Gruß

Rolf

[Holger x]

Hallo Ulf,

ausprobieren kann man das sicherlich mal. Durch das 2K Harz wird man sicherlich die meisten Ausbrüche bei dem relativ spröden und grobfaserigem Eichenholz vermeiden – kann aber nicht mehr in die Gefäße reinsehen und die optischen Eigenschaften des Holzes werden sich auch verändern.

Prinzipiell hat es sich für Bestimmungszwecke und einfache makroskopische Untersuchungen bewährt im Auflicht mit Mikroskop und Lupe zu arbeiten. Um die gängigen einheimischen Hölzer (umgangssprachliche Differenzierungen) voneinander zu unterscheiden reicht das allemal. Will man jedoch in die Feinheiten gehen und die Struktur von Gefäßen und Holzstrahlen oder gar die Anordnung und Ausbildung von Holztüpfelchen untersuchen, muss man mehr Aufwand treiben und Schnitte oder Dünnschliffe herstellen und diese eventuell sogar anfärben.

Grundsätzlich ist eine spanende Bearbeitung von Holzproben selbst mit dem besten Fräser immer nur eine Vorbereitung des Zurichtens der Probe. Danach wird geschliffen oder mit dem Mikrotom geschnitten. Wenn du näheres zur Vorbereitung von Holzproben wissen willst, kannst Du mir eine Mail (Postsymbol unter meinem Namen) schreiben, ich schick Dir dann ein Pdf.

Die Standzeit des Fräsers hängt ganz wesentlich von der Schnittgeschwindigkeit ab. Die älteren leicht verfügbaren Literaturangaben liegen für Eiche bei 33 m/s und beziehen sich vermutlich auf HSS-Werkzeugstahl. Die Bearbeitung von Holz wird durch mineralische Einlagerungen einiger Hölzer gelegentlich erschwert. Eiche gilt allgemein aber als gut bearbeitbar und zu mineralischen Einlagerungen hab ich auf die Schnelle auch nichts gefunden.

Ich bin dann mal gespannt wie sich die 2K-Harz-Methode bewährt – Bild wäre interessant.

Gruß Holger

[the_playstation]

Hallo.
Zur Standzeit: Dann bin ich beruhigt und meine "Stahlwelt" ist wieder in Ordnung. Unter Hartmetal versteht man auch ab und zu Wolframcarbid, und wenn da die Standzeit bescheiden wäre, ... Z.B. bei HSS dagegen ist das durchaus verständlich.

Auf jeden Fall scheint es sehr interessant zu sein, die Poren,Öffnungen, ... von Hölzern mikroskopisch auch im Auflicht zu fotografieren.

Liebe Grüße Jorrit.

[wilfried48]

Hallo Ulf,

das ist kein Hartmetallfräser, der wäre massiv aus Wolframcarbid. Das ist ein Fräser aus HSS- Stahl der mit einer Hartstoffbeschichtung (meist im 10 µm Bereich) zur Erhöhung der Standzeit beschichtet ist. Als Beschichtungsmaterial wird z.B. TiN, TiCN, Aluminiumoxid, Zr Oxid oder auch amorpher diamantähnlicher Kohlenstoff verwendet. Manche dieser Beschichtungen sind nicht sehr temperaturstabil und eignen sich daher wegen des Kühlungsproblem (wie Rolf schon angedeutet hat) nicht so sehr für die Holzbearbeitung.
Bei der Bearbeitung wurde im Bereich der Schneide die Beschichtung abgetregen, daher sieht der Bohrer dort wieder metallisch blank aus.

viele Grüsse
Wilfried

[Bob]

@Wilfried,

wie erkennst Du, dass das kein VHM-Fräser ist? Die gibt es doch auch in beschichtet.


@Ulf,

Du könntest evtl. auch einen Schleif-Durchgang nachschieben, in dem Du zu letzt mit einem Schleifstift/Fächerscheibe drübergehst. Für Eiche wäre das evtl. erfolgversprechend. Der Stift sollte für beste Ergebnisse neu und scharfkörnig sein. Zur Fräserabnutzung: Wenn Du da 4 Stunden rumgefräst hast, ist der Verschleiß aus meiner Sicht akzeptabel. Du könntest für den letzten Schlichtgang einen neuen Fräser nehmen, und für's Grobe den alten weiter benutzen. Dein Foto mit der größten Vergrößerung zeigt, dass die Holzfasern ausfransen - da ist vermutlich noch etwas zu holen. Zum Spannen: Wenn Du das Holz mit Epoxy auf dem Objektträger festklebst, könntest Du den Objektträger mit Heißklebe auf dem Maschinentisch befestigen.

Viele Grüße,

Bob