Serrated or plain razor edge
aneb
Bude mi k něčemu to zubaté ostří na
noži?
Jaké ostří je na noži ideální? Je
funkčnější ostří rovné nebo zubaté? Jaké jsou výhody „té serrated“ čepele? Co
kombinace obou typů ostří? To jsou každodenní otázky zákazníků, kteří si kupují
(nebo alespoň koupi předstírají) svůj nůž do kapsy (saka, kalhot, bundy apod.)
na porcování svačiny či obalu pet-láhve v supermarketu, na dobrodružství u
táborového ohně, na výlet s rodinou či přáteli pro nařezání klestí,
naštípání dřeva a zahrocení klacku, na vše, ve snaze přežít, na obranu či nedej
Bože útok. Když se vžijeme do postavení prodávajícího je zřejmé, že jeho reakce
může být ovlivněna byznysem (potřebuje prodat ten či onen nůž), momentálním
stavem psychické soustavy (na tuto otázku odpovídá již po dvanácté jen za
dnešek), nedostatkem času (ne pro zákazníka, ale z aspektu mnoha úkolů,
které ho čekají) a nebo neznalostí problému (ale to jen výjimečně!). Jak tedy
na to? Řešení celé otázky spočívá ve zvládnutí základního algoritmu tohoto
problému. Ten je určen několika kroky.
- K jakému účelu bude nůž sloužit. Tento problém
byl již připomenut v úvodu příspěvku a je nutno zdůraznit, že
z pohledu nabyvatele nože je tento údaj rozhodující. Co a jak často
budu řezat je pro rozhodování při výběru typu čepele směrodatné.
- Zda, jak často a jestli vůbec budu nůž brousit.
Tato činnost, která je mnohými majiteli nožů opomíjena, je vzhledem
k obtížnosti udržování zoubkovaného ostří ve svém významu mnohdy
rozhodující. Snad i proto, že se serrated ostřím si mnohdy neporadí ani
profesionální brusič, když nevlastní brusivo ve tvaru zoubků.
- Vzhled. Chci nůž pro praktické společenské
aplikace, nebo toužím po vyražení dechu všech, kdo nůž se zuby jak
„švédská pila“ uvidí? No, na ulici se to třeba může hodit!
Všechny tři body
rozhodují o pro a proti zoubkování při výběru nože, samozřejmě s důrazem
na nejzávažnější bod, a to bod číslo jedna. Tento z pohledu uživatele, ale
i výrobce rozeberme detailněji.
Co
je tedy to řezání a co budu s nožem dělat?
Při řezání vniká klín nástroje do materiálu účinkem mechanické síly tím
lépe, čím menší je úhel tohoto klínu. Velikostí tohoto úhlu je podmíněna
pevnost nástroje a není tedy možno jej zmenšovat libovolně. Pravidelně jsou to
klíny nerovnoramenné, jako např. zuby pil, dláta apod. Ploše klínu, po níž
nástroj klouže odřezávaná tříska, říkáme čelo, ploše obrácené k obráběnému
předmětu hřbet nože. Hrana, v níž se čelo a hřbet protíná, je břit. Toto platí
zejména při strojním obrábění. Vtlačíme-li břit nástroje do materiálu (řezání
nožem) a uvedeme-li nástroj nebo materiál v pohyb, překonává břit nástroje
pevnost materiálu.
Proces lze
rozdělit do několika fází:
1. Deformace materiálu v místě styku
nástroje a materiálu, která je úměrná:
n
pružnosti
opracovaného materiálu
n
stupni
otupení břitu
n
velikosti
úhlu řezu
2. Oddělování materiálu po překonání napětí,
které se rovná pevnosti materiálu ve střihu.
3. Odklonění odděleného materiálu čelem nebo
bokem nástroje.
4. Tření třísky o čelo, resp. bok nástroje.
5. Tření boku nástroje o obrobenou plochu.
6. Tření
bočních ploch o materiál v řezné spáře.
Co budu s nožem dělat?
Budu sekat
(velmi důležité je co, a to z pohledu tvrdosti a houževnatosti materiálu),
vysekávat, osekávat haluze, štípat dřevo na oheň, zahrocovat kůl, řezat (dřevo,
maso, kost, paroží, zeleninu, provaz, lano, tkaloun, pryž, umělou hmotu,
vrstvený materiál, polystyrén, tkaninu apod.), krájet tenké plátky (od salámu
až k semtexu) nebo kopat do země (strašná představa)? Pro naši potřebu
rozdělíme použití jen do dvou kategorií, a to na:
Tlačný (tlakový) řez, který je prováděn
zatlačováním ostří do řezaného materiálu kolmým, resp. šikmým směrem (do 45°).
Příkladem je tlak mezi vousy a kůži při holení plnovousu(!), tlak mezi slupku a
dřeň jablka při jeho loupání, okrajování dřeva při odstraňování kůry a
povrchových vrstev apod.
Tažný (tahový, smykový, kluzný) řez,
který je reprezentován krájením na plátky (v rámci např. pilovacího efektu,
který je multiplikativním vyjádřením tohoto tažného řezu) a kdy je řez veden
pod malým úhlem k řezanému předmětu přes jeho materiál.
Z pohledu uživatele lze přínos
v poslední době (cca 15 až 20 let) oblíbeného zoubkování spatřovat hlavně
v agresivitě prováděného dělení. Rovné ostří je lepší při velmi přesném,
pečlivém a čistém, nebo-li hladkém řezu (bez ohledu, zda je tento vytvořen
tlačným nebo tažným pohybem). Je vhodnější pro tzv. skining obecně (ať již jde
o jablko či o jelena). Zoubkované (serrated) ostří je zase vhodnější u tvrdého
a zvláště pak houževnatém materiálu, kde se hroty zubů (bodové břity) zaryjí do
povrchu už při mnohem menším tlaku na rukojeť nože. Toto je zvláště patrné u
předmětů s houževnatou nebo tvrdou kůrou či slupkou. Propojení hrotů
představuje u zoubkované čepele rozrušování dlátem při tlačném řezu. Při
tahovém však dochází k poškození povrchu řezu fragmentací vlivem
proměnlivé šířky ostří. Řez má potrhaný povrch. K dělení materiálu však
dochází se zoubky mnohem rychleji než u rovného ostří! Větší řezivosti rovného
„plain“ ostří lze dosáhnou zvýšením agresivity čepele tzv. břitvovým profilem
ostří (typickým příkladem je kapesní nůž Sebenza) a jeho jemným broušením na
kamenech s drsností odpovídající zrnitosti až 1.200 nebo dokonce na
vodních kamenech s maximální zrnitostí až 6.000 (leštění). Takto
vybroušenou čepel lze aplikovat při chirurgicky jemných, hlubokých řezech,
které ovšem nesmí mít nárok na i co nejmenší příčné namáhání (páčení) při
tvrdém, resp. houževnatém materiálu! Jinak dochází k vylamování ostří (štípání,
křehká fragmentace břitu u velmi tvrdých nožířských ocelí) nebo k jeho
plastické deformaci u měkkých ocelí (trvalé vyhnutí fasety, které je neopravitelné!).
Lze tedy uzavřít, že z pohledu dělení „vítězí“ přímé, tedy hladké
ostří při řezání tlačném a zubaté ostří při bleskovém hrubém řezání a krájení.
Z uvedeného vyvstává otázka tvrdosti
řezaného materiálu. Na tvrdé materiály je vhodnější zubaté ostří. Na měkké
materiály hladké ostří, které se nezachytává, nenaruší plynulost řezu a netrhá
řezaný materiál. Trvá mu to ale déle. Nemá prostě takový pracovní výkon jak
ostří zubaté.
Je
zde ale několik ale!
- Jen velmi
ostré přímé ostří rozřízne zralé rajče nebo čerstvě upečený chléb. Samozřejmě,
že jde jedno i druhé propíchnout a pak řezat z tohoto místa. Dělící rovina
je tak perfektní. Ale zubaté ostří zajede do rajčete i chleba jak do másla. Je
to pak jen otázka tloušťky čepele
(do 2,5 mm).
- A’propos
tloušťka čepele. Serrated ostří sice agresivní řez lana (3cm) zvládne, ale
chybí mu kinetická energie na rychlé přeseknutí a tu bez vyšší hmotnosti nože
nelze získat. Takže úvahy o noži s tenkou čepelí byť serrated nesedí.
Vzhledem k závislosti z fyziky Ek = ½ m v2
je nutné i zde počítat s tloušťkou čepele asi 4 – 6 mm. Je zřejmé, že vzhledem
k druhé mocnině u hodnoty rychlosti, lze kinetickou energii, která se
následně mění v deformační energii a teplo, efektivně zvýšit i rychlostí
pohybu (švihem, sekem). Čepel pak musí následnému nárazu odolat a celý silový
impulz proměnit na vytvoření nových povrchů. Tohoto efektu využívají soutěžící
ve zkouškách sekání nožem, což není každodenní činnost a o nutnosti zakoupení
nože se zoubky nás proto nepřesvědčí.
Na základě uvedeného lze tedy každému
kupujícímu doporučit, aby problematice využití nože věnoval trochu času dříve
než vstoupí do prodejny, nebo než odešle objednávku do internetového obchodu.
Aby se připravil na nejlepší využití svého ocelového pomocníka. A aby se
připravil i na bod druhý a tím je broušení nože.
V oblasti renovace řezné fasety na
celé čáře vyhrává plain, nebo-li přímé ostří. Domácí broušení je dnes ulehčeno
mnoha systémy, které umožňují dodržet stejný úhel fasety po celé délce čepele
(DMT, Lansky apod.). Tento úhel je velmi významný vzhledem ke druhu nože. Ten
má být broušen dle požadovaného rostoucího úhlu řezu, a to od nožů břitvového
tvaru přes filetovací, kuchyňské, zavírací, pevné a lovecké nože až k nožům
bojovým (military) a nožům tzv. na přežití (survival). Pokud se majitel nože
rozhodne nevyužít služeb člověka, který má dlouholetou praxi, je v tomto
oboru vyučen a má navíc i brusné zařízení (vodní brusné kotouče s velkým
průměrem) a chce si nabrousit nůž sám, má dnes mnoho výhodných a dobrých
pomocníků, kteří mu vedou ruku s nožem ve správném směru, pod vhodným
úhlem a na kamenech s přesně definovanou zrnitostí. Může tak postupovat od
nejhrubšího (získání základního tvaru fasety – obvykle na brusném kamenu se
zrnitostí 220 = 60 μm), přes hlavní brusný kámen (zrnitost 320 = 45
μm) po dokončovací (600 = 25 μm) a hladící (1.200 = 9 μm) popř.
extra jemný – keramický (2.500 = 7 μm a víc 4.000, 6.000!). Jde nejen o
ostrost, ale i o životnost ostří (je dána samozřejmě i materiálem čepele),
odstranění tzv. jehly apod. Při trošce „cviku“ lze dokázat neuvěřitelné (viz. japonští
mistři brousící 14 dní až 3 měsíce jeden meč!), ale na druhé straně, při
nevhodné improvizaci úplně a nevratně nůž zničit. To vše je otázka přímého,
rovného ostří.
Serrated ostří lze brousit stoprocentně
jen u výrobce nože (kdo to tam má ale posílat a hlavně u jednoho kusu, kdo
ví?!). S méně procentní úspěšností u brusiče. Ten nemaje nástroje
s přesnou geometrií (přesný tvar zubů u brusného i leštícího nástroje!)
musí improvizovat a pak chraň nás ruka Páně. A nebo v rámci ještě většího
dobrodružství doma! Takové broušení je i při všech těch tyčinkách (třeba i
trojhranných) od světových výrobců (Spyderco, CRKT apod.) velmi zajímavé a
mnohdy až směšné. Zuby totiž musí být nejen ideálně ostré (s bodovým hrotem),
ale i s velmi ostrým břitem na jejich spojnici, který by pro dokonalé
splnění samotné podstaty serrated měl být dokonce leštěný! Tento požadavek je
při laickém ostření téměř (čest výjimkám) nesplnitelný!!!
O jakém požadavku zde ale hovoříme? Jde o
značně vágní teorii zoubkovaného ostří z pohledu samotných výrobců
serrated čepelí. Jak se tedy na zmíněné zoubkování dívají přední světoví
výrobci?
Zoubkování je podle této teorie broušená, integrovaná, nespojitá
křivka v linii ostří, které tak má mnohem delší řeznou délku než ostří
přímé (o cca 24% - obr. – diagram A). Zlepšuje se tím řezací schopnost ostří i
vzhledem k existenci hrotových břitů, které v důsledku minimalizace plochy
pro přenesení řezacího tlaku zvyšují tento na deseti, ale také až stonásobnou
hodnotu v závislosti na geometrii a provedení hrotu. Po jeho penetraci se
následně řezaný materiál imaginárně pohybuje po obloucích s profilem
dláta, obtéká ho a je tak vystaven působení nástroje s nekonečným počtem
řezacích úhlů za působení konstantního řezného úhlu (obr. - diagram B).
Obrázek
znázorňuje tvarové charakteristiky SpydercoEdge s využitím firemních
podkladů od fy Spyderco.
Současně se
zvyšuje i životnost ostří, protože penetrace je zastoupená teoreticky jen
propíchnutím a mikronaříznutím s minimálním třením obou materiálů a tím i
zanedbatelným stupněm opotřebení na hrotech a pod nimi, kde je úhel řezání
velmi malý. K otupení (otupením, resp. opotřebením břitu se rozumí mechanické
a elektrochemické opotřebení a lze ho charakterizovat jako postupnou změnu
mikrogeometrie břitu během řezání; nástroj je tupý tehdy, když dochází
k nepřístupnému zhoršení jakosti obrobeného povrchu, zvýšení řezné síly,
rozměrovým nepřesnostem) dochází až v místech s velkým úhlem řezání,
tj. ve střední části oblouků (tečna je rovnoběžná s osou čepele a tedy
kolmá na její pohyb). I zde, ve vrcholu oblouků zoubků, je však otupení menší
než u ostří přímého, protože větší část řezu je již provedena. Tento model
působení zoubkovaného ostří je funkční i při sekání, kdy hladký průnik ostří
není zřetelně brzděn při impaktu kontinuálního rovného ostří s děleným
materiálem. Potřeba broušení serrated nože je tedy menší než u nože
s přímým ostřím.
Tento silně teoretický přístup
k problematice serrated ostří pochází od tvůrců světoznámého a dnes
nejčastěji používaného typu zoubkování SpyderEdge. Skutečně firma Spyderco je
pověstná svými zubatými noži, které mají serrated ostří prohnuta na obě strany
(Endura, Police apod. vs Harpy, Civilian atd.).
Ovšem ani zde
se nevyhýbají plain ostří, což také něco naznačuje.
Navíc, při uvedené teoretické anabázi o
fantastickém účinku serrated ostří se opomíjí (schválně?!) problematika tažného
řezu, při kterém jsou výhody zoubkovaného ostří obzvlášť markantní! (Uvedeno
viz výše!). Je totiž všeobecně známo, že při hrubším typu broušení přímého
ostří (Kershaw, Al Mar apod.) a pod vhodným úhlem je řezivost nože na vskutku
velmi vysoké úrovni (Kershaw Segal!). Při optickém zvětšení brusných stop po
nástroji je pak k serrated úpravě už jen krůček. Není tedy zoubkování
logickým důsledkem detailního pozorování fasety? A co teprve hruběji broušená
faseta ve spojení se zoubkováním? Odpadá sice plynulý imaginární „tok“ materiálu
okolo oblouku zubu, ale tento je nahrazen okamžitým dělením materiálu o hrubě
broušenou fasetu s mikrozuby (obr. - diagram C).
Jak se této problematice věnuje světová provenience nožů dnes? Tak
50 na 50. Zubaté ostří (třeba jen na části čepele) dnes používají téměř všichni
výrobci (důsledek zakoupení brusných segmentů SpyderEdge?!) a u velkých pevných
nožů (loveckých a bojových) již absenci této úpravy téměř nepozorujeme. Přesto
některé firmy zůstaly tradici hladkého ostří věrni (Fällkniven atd.) a jdou spíše cestou laminovaných materiálů.
Příklady rozsahu výrobní aplikace serrated úpravy lze velmi dobře pozorovat
např. u firmy SOG. Tato firma, která vychází (podobně jako např. Al Mar)
z reálných zkušeností v boji a v drsné přírodě (válka ve Vietnamu apod.)
si u mnoha výrobků zachovává hladké ostří (SOG Bowie představuje vrchol mezi
pevnými noži, ale i další jako SOG Bowie Recon, Recondo, Scuba Demo, Trident,
Tech Bowie, Gov-Tac, Field Pup apod.). Ale i u SOGu si uvědomují agresivitu
řezu ve spojitosti se zoubkováním, a tak je část ostří (35 až 60 mm) broušena
na „serrated“. Mezi typické a tvarem různorodé příklady aplikace ozubení
s různým tvarem zubů:
S&W – Model #980 U.S.A - podélně
souměrné ozubení, pilové oblouky s poloměrem ozubení r =2,5mm, 40mm -
délka,
SOG - Desert Dagger – na obou stranách
(dýka!), 35mm délka vroubkování, 1x r =1mm,
1x r =2mm, zuby jsou plytké, jednostranné přebroušení je možné i v místě
zoubkování,
Colt Steel – nepravá holínková dýka
Culloden – zuby jsou tvořeny vlnovkou ze směru hřbetu dýky s břity na
vrcholcích vlny – určeno k napilování (čepel je z nástrojové oceli –
tvrdá),
SOG – The Pentagon (the best on the
street), dýka se zuby jen na jedné straně, druhá strana má hladké ostří, zuby
jsou typu SpyderEdge – nižší, vysoká řezivost(!) tlaková i tahová,
Kershaw – Amphibian - dýka, zuby na
jedné straně, 40mm, výbrus zoubků z jedné strany jako u Desert Digger,
broušení tak lze provádět po celé délce čepele z jedné strany!
SOG – NW Ranger - 40mm, souměrná pilka,
r = 2mm, jako u S&W – Model #980 U.S.A.
U nožů novější
generace je vyráběna vždy verze hladká s přímým ostřím (plain) a částečně
serrated. Jako příklad:
SOG (a nejen SOG ale např. i S&W,
Gerber a další!). Ze SOGů lze jmenovat - Duo, Flash I., II., Trident
Folder, X-Ray Vision, Pentagon Elite, Revolver, Seal, Dagger 1, 2, – typ
SpyderEdge, částečné zoubkování, 30 – 40mm zubatého ostří.
Čepele nářaďových nožů jsou dnes převážně
všechny zubaté! Proč asi? Drsnost provedení pracovního řezu zde není na závadu.
Jako příklad serrated zubů dle vlastního
návrhu, který se schopností řezat materiál všeho druhu neliší od SpyderEdge je
zoubkování od firmy Cold Steel.
Vlastní typ zoubků – velký oblouk (r = 2mm) + 5 malých obloučků (r =0,5mm). I
tato firma však neopouští klasiku hladkého ostří a je známa rozvinutou aplikací
techniky laminované oceli (San Mai III).
Lze tedy vybrat optimální řešení z pohledu zoubkování (serrated)
jednotně pro všechny příležitosti?
Jednoznačně NE!
Proto při nákupu nože nepožadujte
odpověď na tuto otázku od prodávajícího. Když pomineme agresivitu vzhledu (bod
3 v úvodu), je nutné zvážit všechny pro a proti a jednoduše se rozhodnout
o typu ostří již současně s výběrem typu nože, jeho tvaru a značky. Je
důležité si uvědomit i důsledky neuvážené aplikace zubů z chirurgického
hlediska (velmi obtížné zašívání tržné - řezné rány) a délky následného hojení.
A na závěr nutno podotknout, že je
evidentní, že vytažení nože Civilian od Spyderca nebo Scimitaru od firmy Cold
Steel na veřejném místě (parlament, soud, finanční úřad apod.), nebo dokonce na
palubě letadla se rovná téměř sebevraždě. Zatím co malou, roztomilou a hladkou
Calypso Jr. (Spyderco) nebo i Lagiollku ukecáte (!) snad, jako „Frantík“ ve
filmu S.W.A.T.
Pozn.: Pokud ve Vás ani výše uvedené řádky
nezasely důvěru, zkuste konfrontaci vlastního názoru s názory lidí, kteří
používají nůž jako pracovní nástroj a o své dojmy se dělí s čitateli na
některých internetových fórech o nožích; např. www.knife.cz
.
