¿El corte de madera necesita fricción?

Answer 1

¿Cuál es el papel de los enlaces moleculares en el proceso de cortar algo? ¿Cuál es el papel del principio de exclusión de Pauli, responsable de la “dureza” de la materia? Además, ¿toda la energía producida por la ruptura de los enlaces se transforma en calor? Debe distinguir entre cortar un material plástico y cortar un material quebradizo. Creo que la respuesta de Crazy Buddy se aplica a los materiales plásticos donde el material fluye alrededor del cuchillo.

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En un material quebradizo el corte es básicamente un proceso de fractura. El borde de incluso el cuchillo más afilado es contundente cuando se baja a la escala molecular, por lo que el cuchillo actúa más como una cuña.

Como analogía considero una cuña que separa la madera. La cuña no corta la madera: en lugar de eso, separa la madera porque hay una fractura que precede al borde afilado de la cuña. Cortar cualquier cosa con el cuchillo más afilado funciona de la misma manera. La razón por la que los cuchillos afilados cortan más fácilmente es que concentran la fuerza en un área más pequeña, por lo que la tensión que causa la fractura es mayor.

En una fractura, ciertamente rompes los enlaces intermoleculares, pero probablemente no rompas los enlaces moleculares a menos que sea un material como un metal donde no haya distinción entre los dos tipos de enlace. Cuando se rompen los enlaces, la energía se incrementa en la energía de la superficie, es decir, el corte aumenta el área de la superficie y la energía de la superficie asociada a ella. Sin embargo, en la mayoría de los casos, el mecanismo dominante para la pérdida de energía es la deformación plástica en el material que se está cortando, y esto termina como calor.

Y para su última parte con respecto a la emisión de calor, solo se genera una cantidad insignificante de calor porque la mayor parte del calor producido se debe a la fricción que a la ruptura de los enlaces intermoleculares. Y, dado que las fuerzas son muy pequeñas alrededor de un área en particular, proporcionar una energía externa como el calor podría romper suficientes fuerzas intermoleculares o cualquier otro enlace y apoyar el corte.

Puedes cortar diamantes y puedes cortar tarta. Los mecanismos responsables de hacer un corte son tan diferentes como existen diferentes tipos de sólidos. El corte es un proceso que separa una pieza de material en dos piezas a lo largo de un plano. Aunque parte del trabajo total invertido para hacer el corte, en realidad se destina a romper enlaces químicos (covalente, metálico, iónico, van-waals, etc.) a través del plano. También se puede gastar mucha energía y alejarse del plano de corte como calor, energía de tensión elástica, sonido, luz o reacciones químicas. Es por eso que los sólidos de energías de enlace similares pueden tener fuerzas muy diferentes.

Answer 2

Esta pregunta podría ser interpretada de dos maneras.

¿Hay alguna parte del proceso de cortar madera que requiera fricción?

A eso le diría que sí: se necesita madera para mantener el contacto con la mesa para mecanizarla. Esto proporciona la resistencia necesaria para hacer de la cuchilla una fuerza de cizallamiento, a diferencia de un arma de lanzamiento de madera.

¿Es la fricción parte de la fuerza de corte real de la cuchilla en el trabajo?

En este caso, es más un subproducto que necesita ser controlado, a diferencia de una necesidad, per se. Siempre habrá una cierta cantidad de fricción, pero usted desea minimizarla y controlar su ubicación. Desea minimizar la fricción, y mantenerla debajo del diente de la hoja, y no decir, en los lados de la pieza recién cortada. Demasiada fricción hará que la energía cinética se convierta en energía térmica, lo que significa pérdida de potencia y madera quemada. No es bonito, no es eficiente, no es lo más seguro.

Una máquina bien hecha y mantenida está diseñada para controlar todo el exceso de fricción potencial. Es por eso que una cuchilla y una cerca perfectamente afinadas funcionan mejor. O un buen motor fuerte. O por qué no alimentamos el stock demasiado rápido. O por qué las cuchillas deben mantenerse limpias y afiladas.

Minimizar la fricción excesiva de la viruta de la herramienta es una parte importante del mecanizado adecuado.

Answer 3

Sí. La fricción ayuda con el corte. Por ejemplo, la fricción de una hoja de sierra de mesa giratoria contra la madera que está cortando crea una fuerza hacia abajo que ayuda a mantener la madera en contacto con la superficie de la sierra de mesa, lo que permite un corte más limpio con menos salida de té, y también hace que el proceso sea más seguro ya que reduce el Movimiento global de la pieza. Incluso si está cortando una sola tabla con una sierra manual, depende de la fricción para mantenerla en su lugar mientras está cortando, depende de la fricción entre la sierra y el aserrín para despejar el corte, y confía en la fricción entre la hoja de sierra y las paredes laterales de la ranura para proporcionarle la información necesaria para mantener la sierra hacia arriba y hacia abajo.

Answer 4

No. La fricción generalmente se evita porque causará que la madera se queme, lo que es antiestético para los bordes expuestos y una superficie de pegamento ineficiente para la carpintería. Las fibras de madera se cortan de la misma manera que se afeitan con una cuchilla. Poca fricción y bordes afilados.