ZĄBKOWANE OSTRZA: MINI KOMPENDIUM

[guevara57]

ZĄBKOWANE OSTRZA: MINI KOMPENDIUM

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:

http://www.fossilmuseum.net/Fossil_Galleries/Fish_Devonian/Dunkleosteous/Dunkleosteous2.jpg

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:

http://www.paleodirect.com/dt18-002.htm

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.

http://www.canvas-my-art.com/callumw-gallery/shark-tooth/prod_40.html

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.

http://www.fieldandstream.com/blogs/hunting/2010/11/scientists-man-used-pressure-flaking-sharpen-stone-knives-75000-years-ago

Po udoskonaleniu techniki w neolicie czyli około 10 tysięcy lat temu, celowo wykonywano ząbki na ostrzach kamiennych narzędzi.

http://www.paleodirect.com/pgset2/cap140.htm

W epoce brązu i większej części epoki żelaza rzadko używano narzędzia o zębatych ostrzach, co wiąże się zapewne z trudnością ich wykonania przy niskim poziomie ówczesnej techniki obróbki metali. Jednak w starożytnym Egipcie znano i używano piły z brązu, jak widać na rysunku pochodzącym z 1350 roku p.n.e.:

http://www.minoanatlantis.com/Minoan_Shipbuilding.php

Z upływem czasu metalurgia coraz bardziej się rozwijała ale zębate konstrukcje wciąż były nieliczne. Przykładem może być pochodzący z XVIII-wiecznych Indii miecz o nazwie zulfikar:

http://www.swordsantiqueweapons.com/sold.html

Przełom nastąpił w XIX wieku po wdrożeniu masowych metod produkcji. Zębate ostrza zaczęły być powszechnie stosowane w rozmaitych narzędziach,  jak np. prezentowane poniżej nożyce do trawy (?) wyprodukowane w USA w roku 1899:

http://www.ebay.co.uk/itm/Patent-c1899-Hay-Knife-The-American-Serrated-Edge-Hand-Swung-Serious-Antique-/320772894518

Wzór ząbkowania ostrza noża opatentował, być może jako pierwszy, Albert M. Baer z firmy Imperial Schrade Ulster Camillus & Co w roku 1958:

http://www.bladeforums.com/forums/showthread.php/870207-Two-90-s-folders-I-know-the-Ramco-is-some-what-rare-What-about-the-other

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.

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 wiązań 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

http://www.aceros-de-hispania.com/diving-knife-extrema.htm

Jak widać ząbkowane ostrze ma cechy, które ograniczają jego przydatność w niektórych zastosowaniach, szczególnie w terenie. 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 ząbkowanego odcinka klingi, ze wszystkimi wadami tego rozwiązania, o czym pisałem w rozdziale ,,Teoria". Ponadto efektywność zębatego ostrza jest wprost proporcjonalna do jego długości, a w combo jest ona z natury rzeczy niewielka. W związku z tym ruchy piłujące są w tej konstrukcji mało efektywne.

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

http://sharptactics.blogspot.com/2010/11/zero-tolerance-0350st-folder-precision.html

Zęby spiczaste posiada SOG Desert Dagger:

http://www.sogknivescollectors.com/desert-dagger-leather.php

Zęby płaskie reprezentuje Piranha Jay'a Fishera:

http://www.jayfisher.com/Serrations.htm

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):

http://www.suomalaiset.de/edc/studio/police_serrations.jpg

2. Triple-Point:

http://www.rainydaymagazine.com/RDM2011/GearAndGadgets/CRKT/Flux/FirstLook/BearClawBig.jpg

3. Veff:

http://www.everydaycommentary.com/2011/09/crkt-mcginnis-tuition.html

4. Dragon Tooth (propagowany przez firmę Emerson)

http://www.mississippiautoarms.com/images/GentlemanJimCrossed.jpg

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.

http://knifedealsplus.com/sharpeners.html

Jednak jest wiele szkół ostrzenia tego typu konstrukcji a mnogość typów seratacji wymusza indywidualne podejście do każdego z nich. Dlatego odsyłam zainteresowanych do lektury forum knives.pl, gdzie znajdziecie potrzebne informacje. Oto szczególnie polecane wątki:
http://www.knives.pl/forum/index.php/topic,47446.0.html
http://www.knives.pl/forum/index.php/topic,61889.0.html
http://www.knives.pl/forum/index.php/topic,17709.0.html
http://www.knives.pl/forum/index.php/topic,61851.0/highlight,serrated.html

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.
Kończąc tekst przymrużeniem oka wspomnę, że ząbkowane ostrze jest doskonałym sposobem na wywołanie przerażenia wśród miejscowej ludności, a zwłaszcza pięknych pań. Wtedy nawet cherlak może poczuć się jak król - na wzór króla dinozaurów, jakim był serratozębny Tyrannosaurus rex ...

[MsbS]

Uff, przeczytałem całe

Po pierwsze - DZIĘKI, że Ci się chciało.
Po drugie - bardzo 'gładko'' i przyjemnie się czyta i nie dłuży się.
Po trzecie - świetny wstęp (pre)historyczny.
Po czwarte - uwagi użytkowe bardzo cenne, dodałbym tylko kilka konkretniejszych przykładów (np. piła do drewna z dużymi zębami grzęznąca w młodym łykowatym drewnie?)

Żeby jednak nie było samych zachwytów i miziania pio brzuszku, przyczepię się jednego detalu. Nadużywasz trochę angielskich terminów (zwłaszcza 'chisel' i 'serrated'). Każdy na forum wie, o co chodzi, ale jeśli chcesz ten tekst publikować dla nienożowych odbiorców (a moim zdaniem WARTO!), to sugeruję zmiany w tych kilku miejscach. Weź też pod uwagę ja jestem upierdliwcem pod tym względem, więc opinia może być odosobniona.

[Sokół112]

Kawał dobrej roboty. Trzeba mieć zacięcie.

[sapek1]

Fakt,ząbkowanie nadaje nożowi charakteru,przez to   wygląd  ma taki bardziej taktyczny ? co niewątpliwie przekłada się też na praktykę ale zawsze od kupna noża z ząbkami odciąga mnie trudność w ostrzeniu.No ale coś za coś.

[tap]

brakuje mi tu w zestawieniu ząbków victorinoxowych typu "fala" (Soldier 2008) oraz wypiłowanych pilnikiem "dziur w KT" stosowanych przez CRK a tak to pięknie... dzięki...

[Vick]

Przeczytałem.
Bardzo fajne opracowanie 
Warto podwiesić i zapisać link, będzie jak znalazł, gdy 1001 nowy nożownik zapyta czy ma kupić Rata 1 plain czy combo 

[nemesis]

kawał dobrej roboty 
i pięknie podparte historycznie - klasa

[Pitt]

Super robota! Gratuluje i dziękuję.

Ja ząbki toleruję jedynie w dwóch nożach: nożu do sera i nożu do chleba.
Odkąd pasjonuje się nożami nie znalazłem ani razu zastosowania dla ząbkowanego ostrza w nożu podręcznym.

[sapek1]

Nie kroisz pomidorów? spróbuj z nimi to się przekonasz i zwiększysz  pole do popisu z  serrated

[Pitt]

Nie kroisz pomidorów? spróbuj z nimi to się przekonasz i zwiększysz  pole do popisu z  serrated

Kroję. Na szczęście mam zawsze ostre noże w kuchni i doskonale sobie radzą z pomidorami.

[rotpin]

Bardzo dobry tekst Sam od jakiegoś czasu zbierałem materiały do czegoś podobnego ale bardziej w aspekcie porównawczo-praktyczno-użytkowym.

Ostatnimi czasy nie wyobrażam sobie swojego foldera EDC bez combo. Ząbki rządzą   

[demon]

Ale piękne opracowanie. Dziękuję Panie redaktorze  

edit.

Super robota! Gratuluje i dziękuję.

Ja ząbki toleruję jedynie w dwóch nożach: nożu do sera i nożu do chleba.
Odkąd pasjonuje się nożami nie znalazłem ani razu zastosowania dla ząbkowanego ostrza w nożu podręcznym.

Doskonale ujęte. Mam identyczne doświadczenia. Bywają zastosowania które praktycznie eliminują zębate noże - zwłaszcza z powodu utraty materiału (np. jedzenie - dużo się marnuje, albo śmiecące naelektryzowanie wiórki z tworzywa), problemów z czyszczeniem (bezpieczeństwo, pracochłonność, skuteczność), bezpieczeństwa drugiej ręki podczas krojenia (ząbkowany nóż potrafi np. "wyskoczyć" z krojonego salami). Itp.

[allmadey]

Super tekst.

Można odnieść wrażenie, że chisel jest na całej długości klingi combo. Owszem są takie przypadki, ale w wiekszości noży chisel jest tylko na odcinku ząbkowanym, a nawet i na ząbkach czasem jest tradycyjny (Extrema Ratio np.). Na części gładkiej szlif jest często tradycyjny.

Szlif combo typu takiego jak Extrema Ratio (edit i RAT Cutlery też) ostrzy sie spokojnie na płaskich osełkach, w jednym pociągnięciu razem z częścią gładką.

Użyteczność w terenie ostrza combo jest duża, głównie z powodu bardzo efektywnego karczowania zielska, krzaków, wycinania patyków na ognisko itp.
Mam parę już latek i jak się muszę schylić, sięgnąć ręką daleko w kępę czegoś, żeby wyciąć jeden konkretny prosty patyk, to nie wyobrażam sobie zrobienia tego ostrzem gładkim, bo bym się przy tym spocił .
Dla combo pozyskanie takiego patyka to jeden ruch.

Edit1: i to przy wykorzystaniu slice+push w kierunku 'do siebie'. Nigdy w zasadzie nie używam zębów tylko 'push' cała ich efektywność jest właśnie w 'slice+push'

[guevara57]

(...) Nadużywasz trochę angielskich terminów (zwłaszcza 'chisel' i 'serrated'). (...)

Fakt ale trudno w kółko używać zwrotu "ząbkowane ostrze". A termin "chisel" MZ jest bardziej znany w światku nożowym niż "dłuto".

brakuje mi tu w zestawieniu ząbków victorinoxowych typu "fala" (Soldier 2008) oraz wypiłowanych pilnikiem "dziur w KT" stosowanych przez CRK

Skupiłem się na dobrze znanych i rozpowszechnionych typach ale oczywiście można by i te dodać, jeśli taka będzie wola ludu

(...) Można odnieść wrażenie, że chisel jest na całej długości klingi combo. (...)

Racja. Poprawiłem zapis na bardziej jednoznaczny.

[R@GE]

świetny tekst,ale nurtuje mnie jedno, na kij ta dziura w tym mieczu?
wiem że trochę nie na temat,ale naprawdę chciałbym wiedzieć czy to dla dekoracji ,czy może ma to jakiś głębszy sens.

[afro]

zęby to taki awaryjny zapas nocy przy cięciu lin, jak gładkie się stępi można użyć zębów:)

[Vick]

świetny tekst,ale nurtuje mnie jedno, na kij ta dziura w tym mieczu?
wiem że trochę nie na temat,ale naprawdę chciałbym wiedzieć czy to dla dekoracji ,czy może ma to jakiś głębszy sens.

Głębszy sens.
Religijny.
Szukaj pod hasłem "Zulfikar"

EDIT:
a na temat: full serrated nigdy nie miałem. Combo miałem kilka i wszystkie sprzedałem 

[junasz]

Jak ząbków nie lubiłem, nie lubię i nie polubię, tak czytało się fajnie.   Dzięki.

[Dexameth]

Dzięki za lekturę , Che  Trzeba by jeszcze dodać że efektywność ząbków jest wprost proporcjonalna do długości brzeszczota , combo ma sens użytkowy wtedy gdy długość brzeszczota jest min. 4 cale mz . W krótszych pociągnięcia taką " półpiłką " są po prostu mało efektywne.

[maba]

Świetny tekst. Dzięki

Chociaż szczerze liczyłem na to, że będzie więcej o ostrzeniu. Na forum jest trochę o tym, ale porozrzucane i mało przyswajalne. Fajnie byłoby by to wszystko zebrać w jakiś schludny poradnik pokazujący różne typy ostrzałek i jak na nich ostrzyć.