Součástí každého zařízení, které má v hotovém stavu déle sloužit, je také mechanická konstrukce. Při její stavbě patří vrtání otvorů k velmi častým úkonům. Na obvyklé otvory v obvyklých materiálech stačí běžně dostupné vrtáky, co ale dělat, když stačit přestanou?
Nemám rád různé „zázračné“ univerzální čističe, nože, hrnce nebo kráječe, které lze podle reklamy použít vždy a na všechno. Zkrátka, když je koupíte, můžete vyhodit všechny dosud sloužící specializované výrobky. Většinou se brzy ukáže, že taková věc zvládá výborně jen jedno: překážet. S univerzálními vrtáky německé značky King jsem se setkal v Německu na veletrhu na celkem nenápadném stánku. Bez bombastického vystupování tam prodejce předváděl, co všechno tyto „vrtáky na všechno“ zvládnou. Bral různé vzorky materiálů a vrtal do nich otvory, až jeho okolí vypadalo jako po nájezdu tisíců hladových červotočů. Až na to, že s některými materiály by měl problémy nejen červotoč, ale i zub času. Byla mezi nimi prkénka z tvrdého dřeva, desky dřevotřísky, čepele kuchyňských nožů, průmyslové listy pil na kov a cirkulárkové kotouče, tvrzené ocelové „domečky“ ložisek, klíče z chrom-vanadiové oceli, kalené pilníky, velké vrtáky z rychlořezné oceli, cihly, kusy betonu, keramické dlaždice i žulové desky. A je nutné zdůraznit, že tyto materiály se různě střídaly se stále stejným vrtákem.
Ukázky z tvrzených ocelí vrtané před zákazníky …
… a také třeba ze žuly a betonu
Univerzální šroubovité vrtáky King (http://www.kingwerkzeuge.de) mají do drážky na čele vsazenou a tvrdě připájenou řeznou destičku z karbidu titanu, takže na první pohled připomínají vidiové vrtáky na beton používané do vrtaček s příklepem. Zatímco ale vidiové vrtáky materiál spíš příklepem rozbíjejí, tyto ho skutečně ostřím řežou a pracují bez příklepu (!), takže křehké materiály nepraskají. Tvrdost karbidu titanu dovoluje vrtat beton včetně armovacích železných prutů, opotřebení ostří je nečekaně malé. S dobře nabroušeným vrtákem lze zpracovat také sklo, i když v tomto případě jsou speciální vrtáky na sklo lepší a zejména pracují podstatně rychleji. Zvlášť křehké a tvrdé materiály jako je keramika se vrtají nízkými otáčkami za současného mazání a chlazení vodou nebo petrolejem, otupení vrtáku je pochopitelně větší a musí se po několika otvorech nabrousit.
V kovech vydrží karbid titanu podstatně déle ostrý než vrtáky legované cobaltem nebo potahované nitridem titanu, vrtat lze materiály do tvrdosti 50 HRC ruční vrtačkou, do 75 HRC ve stojanové. V praxi bych ale doporučil práci ve stojanu vždy, když je to možné, protože řezná destička je sice velmi tvrdá a ne moc křehká, snese v případě nutnosti s přiměřeným rizikem i příklep, ale nedodržení souososti při výjezdu z materiálu už při vrtání kalených ocelí může způsobit zachycení okraje destičky a její rozlámání, což se mi bohužel na jednom ze zkoušených vzorků stalo. Vrtáky King mohou vrtat i měkké kovy jako třeba hliník nebo měď, ale k těmto účelům jsou lepší standardní vrtáky HSS, které pracují rychleji.
Základní sada prodávaných vrtáků od 3 do 12 mm
Broušení vrtáků s karbidem titanu není příliš náročné, protože není třeba dodržovat křivky, stačí rovné plochy, a soustředit se na optimální úhly hrotu 130º a hřbetu 20º sklonu. K broušení je nutné použít nejméně kotouč z karbidu křemíku, optimálně diamantový. Zkoušel jsem broušení běžně používaným brusným kotoučem bez přesně specifikovaného materiálu, s nímž legované vrtáky brousím. Jediným výsledkem byla drážka na brusném kotouči a mírně poškrábaný povrch řezné destičky. Až kvalitní diamantový kotouč s karbidem wolframu něco svedl.
Řezná destička nového vrtáku
Důležitou vlastností karbidu titanu je jeho stálost až do teploty přes 3000ºC, materiál, kterým je destička připájena, vydrží 1100ºC proti obvyklým 500 – 800ºC. Důsledkem toho je, že teplota vrtáku při práci může být mnohem vyšší, než je běžné, aniž by se to projevilo na degradaci materiálu nebo otupení. Dá se pracovat rychleji a dokonce není nezbytné řez chladit, přesněji řečeno chladí se kvůli vrtanému materiálu, ne kvůli vrtáku. Při vrtání oceli mohou odletovat i do žluta rozžhavené třísky, ostří to nevadí. Omezení teploty je jen v tom, že se nesmí rozpájet materiál, kterým je destička uchycena.
Vrtání při vysoké teplotě řezné destičce nevadí
Vrtáky se dodávají v průměrech od 3 do 30 mm a lze je koupit jednotlivě i v sadách, ta v plechové krabičce na snímku obsahuje 8 ks od 3 do 12 mm. A kde se dají koupit? U výrobce, v Německu obvykle na technických veletrzích a už jsem je viděl prodávat i například v Brně v rámci veletrhu Ampér.
Když jsem vrtáky doma zkoušel, fungovaly stejně jako při předvádění na výstavě. Jen broušení, které bylo nutné po zkoušce vrtání kvalitního kaleného pilníku chtělo cvik a podstatně víc času, než jaký stačil při předvádění prodejci. Z nekovových materiálů jsou tyto vrtáky zajímavé zejména při práci se skelnými a uhlíkovými lamináty (HSS vrtáky se velmi rychle tupí), vrtání větších otvorů do desek s plošnými spoji. Hodí se k úpravě kovových nástrojů nebo třeba odvrtávání prasklých šroubů včetně anglických kalených. V každém případě si označení univerzální bez nadsázky zaslouží, i když nejde o žádný zázrak, jen zdařilou aplikaci velmi odolného moderního „kosmického“ materiálu.