Het proces start bij de mechanische aanzet op het metaaloppervlak. Omdat de metaalboor geen centreerpunt bezit, bepaalt een vooraf aangebrachte markering in het materiaal vaak de exacte positie. Bij contact grijpen de twee snijvlakken aan. Rotatie zet om in verspaning. De snijkanten schrapen het metaal weg, waarbij de boorspaan ontstaat. Deze spanen worden door de spiraalvormige fluiten naar het oppervlak getransporteerd. De dynamiek tussen toerental en voedingskracht bepaalt de efficiëntie van de penetratie. Hitte accumuleert razendsnel in de punt. Externe koeling door middel van boorolie of emulsie beïnvloedt de thermische balans en de afvoer van metaalresten. Bij diepere gaten wordt de boor regelmatig gelicht. Dit breekt de spaan. Het voorkomt verstopping van de groeven. Bij de uitloop, het moment dat de boorpunt de onderzijde van het werkstuk doorbreekt, verandert de mechanische weerstand abrupt. De boor heeft de neiging zich in de laatste braam vast te bijten. Het verspanen gaat over in een trekkende beweging.
De basis van elke metaalboor ligt in de staallegering. De meest voorkomende variant is de HSS-R (High Speed Steel, rolgewalst), een instapmodel herkenbaar aan de zwarte kleur, geschikt voor ongelegeerd staal. Voor precisiewerk grijpt de vakman naar de HSS-G. Deze is geslepen. De snijkanten zijn scherper en de toleranties nauwer. Dat merk je direct aan de snelheid waarmee hij het materiaal pakt.
| Type | Kenmerken | Toepassing |
|---|---|---|
| HSS-Co5 | 5% Kobalt-legering | Roestvast staal (RVS) en harde staalsoorten |
| HSS-TiN | Titaniumnitride coating | Hoge snijsnelheid en minder wrijving |
| HSS-TiAlN | Titanium-aluminium-nitride | Extreme hittebestendigheid, boren zonder koeling |
Kobaltboren zijn essentieel voor de echte taaivreters. HSS-Co. Ze zijn bros. Laat ze niet vallen op een betonvloer, want ze breken als glas, maar in roestvast staal zijn ze superieur aan de standaard geslepen boren. De tophoek verschilt vaak ook. Waar 118 graden de norm is voor algemeen werk, vindt men bij kobaltboren vaak een 135 graden punt. Zelfcentrerend. Het voorkomt het hinderlijke 'wandelen' op gladde oppervlakken.
Niet elke metaalboor heeft de klassieke spiraalvorm. De stappenboor, ook wel conische boor of kerstboomboor genoemd, is de redder in nood bij dun plaatmateriaal. Hiermee maak je gaten zonder dat de plaat vervormt of de boor zich vastvreet. Eén boor voor tien diameters. Efficiëntie in de praktijk.
Voor het zware werk aan dikke stalen balken of machineonderdelen is er de kernboor. Hij verspaant alleen de omtrek. De kern blijft heel. Dat bespaart tijd en energie, mits gebruikt in een magnetische boormachine. Dan is er nog de centreerboor. Kort. Dik. Onbuigzaam. Enkel bedoeld om een zuivere startpositie te forceren voor grotere boren op een draaibank of kolomboor. Soms verward met de verzinkboor, maar die laatste is er enkel voor de afwerking. Braamvrij maken. Kopjes verzinken. Verwar ze niet, want een verzinkboor is niet gemaakt om diepe gaten te boren. Hij mist de fluiten voor spaanafvoer. Doe je het toch? Dan verbrandt de kop binnen seconden.
Stel je een rommelige werkplaats voor waar de geur van verbrande olie en heet staal hangt. Een monteur moet een reeks boutgaten boren in een zware IPE-balk voor een nieuwe staalconstructie. Hij zet de boor aan op een voorgeponst punt. Lange, glimmende metaalkrullen spiraliseren direct omhoog langs de boorschacht. Dat zijn de goede spanen. Bij het laatste gat gaat het mis; de boor piept en er ontstaat rook in plaats van een krul. De punt is bot door een te hoog toerental. Hij pakt direct een nieuwe HSS-G boor en een busje snijolie.
In een andere hoek werkt een elektricien aan een dunne aluminium verdeelkast. Hij gebruikt geen standaard spiraalboor. Die zou het dunne materiaal direct 'happen' en vervormen tot een onregelmatige driehoek. In plaats daarvan zet hij een stappenboor in de machine. Met elke klik wordt het gat netjes een paar millimeter groter. Geen bramen. Geen verbuigingen. Een zuiver rond gat voor de kabelwartel is het resultaat.
Dan is er de uitdaging van roestvast staal bij een keukenmontage. Een standaard metaalboor komt er simpelweg niet doorheen en kleurt binnen seconden blauw van de hitte. De vakman grijpt naar zijn kobaltset. Met een laag toerental en constante, hoge druk hoor je de boor langzaam maar zeker het taaie RVS wegvreten. De spanen zijn hier kort en brokkelig. Dat is het teken dat de kobaltlegering zijn werk doet onder extreme druk.
Standaarden voorkomen chaos op de werkvloer. De geometrie van de metaalboor, van de snijhoek tot de spoed van de fluiten, is internationaal vastgelegd in normen zoals de DIN 338 voor standaard spiraalboren en de NEN-ISO 235. Dit garandeert dat een boor van 10 millimeter ook daadwerkelijk een gat produceert dat binnen de specifieke toleranties valt. Zonder deze normalisatie zou de passing van bouten en moeren in een staalconstructie een gokspel worden.
Op de werkplek is de Arbeidsomstandighedenwet (Arbowet) leidend. Veiligheid is geen suggestie. De wet verplicht werkgevers om risico's bij verspanende werkzaamheden te minimaliseren, wat in de praktijk betekent dat het dragen van een nauwsluitende veiligheidsbril verplicht is zodra de boor het metaal raakt. Hete, vlijmscherpe spanen vliegen met hoge snelheid weg. Daarnaast moeten stationaire boormachines, zoals de kolomboor, voldoen aan de Machinerichtlijn. Dit uit zich vaak in de aanwezigheid van een transparante beschermkap die de draaiende boorspil afschermt van de gebruiker.
Ook de randvoorwaarden van het boorproces zijn gereguleerd. Snijoliën en koelemulsies, essentieel om standtijd te verlengen en rookontwikkeling te voorkomen, moeten voldoen aan de REACH-verordening. Deze Europese regelgeving ziet toe op de chemische samenstelling om de gezondheid van de vakman te beschermen tegen schadelijke dampen of huidcontact. Het negeren van deze voorschriften leidt niet alleen tot defect materiaal, maar ook tot onnodige risico's voor de fysieke veiligheid van de gebruiker.
Vóór de negentiende eeuw was boren in metaal een proces van lange adem. De smid gebruikte de lepelboor of de platte boor. Dit waren eenvoudige, platgeslagen stukken staal met een scherpe punt. Ze sneden nauwelijks. Ze schraapten. Spaanafvoer bestond niet; de ambachtman moest de boor voortdurend lichten om het gruis uit het gat te verwijderen. Een inefficiënte methode die diepe gaten nagenoeg onmogelijk maakte.
De grote omslag kwam in 1863. Giovanni Martignoni introduceerde de spiraalboor zoals wij die nu kennen. Het was een mechanische revolutie. Door de spiraalvormige groeven, de fluiten, werd de spaan voor het eerst automatisch naar buiten getransporteerd. De verspaning werd een continu proces. In de opkomende machinebouw van de industriële revolutie bleek dit de ontbrekende schakel voor massaproductie.
De materiaalkunde zette rond 1900 de volgende stap. Frederick Winslow Taylor en Maunsel White presenteerden High Speed Steel (HSS) op de Wereldtentoonstelling in Parijs. Tot die tijd werden boren van koolstofstaal direct zacht zodra ze door wrijving warm werden. HSS behield zijn hardheid, zelfs bij temperaturen waarbij de punt dofrood gloeide. De term 'rode hardheid' werd een begrip. Productietijden kelderden. Machines konden sneller draaien dan ooit tevoren.
In de tweede helft van de twintigste eeuw verschoof de focus naar oppervlaktebehandeling. De jaren 70 markeerden de opkomst van PVD-coatings (Physical Vapour Deposition). De goudkleurige Titaniumnitride (TiN) laag werd de standaard voor industriële toepassingen. Het verminderde de wrijving extreem en verlengde de standtijd van de boor aanzienlijk. Tegenwoordig bepalen exotische legeringen met kobalt en meerlaagse coatings de grens van wat technisch haalbaar is in geharde staalsoorten.
Nl.wikipedia | Wikikids | Woodworking | Metaalnieuws | Wurth | Chemtechniek | Shop.berner