Technische Information

 

Schneiden mit Diamantdraht…        

endlich ?

oder

endlos ?

 

 

 

Eine Gegenüberstellung von Labor – Sägen, die mit unter-schiedlichem Diamantdraht arbeiten:

Endlichdraht – Sägen

Seit längerer Zeit bekannt  sind sie  der Inbegriff  von Präzisions – Schnitten für die Probenvorbereitung in der Mikroskopie. Es können extrem feine Drähte verwendet werden (z.B. 100 µm Durchmesser) wodurch es möglich ist, sehr dünne Scheiben zu schneiden (die effektive Scheiben-dicke ist von der Materialbeschaffenheit abhängig und kann nicht beziffert werden). Es wird mit geringer Drahtgeschwindigkeit gearbeitet (typisch 2m/s), der Anpreßdruck (Schwerkraft-Vorschub) liegt bei kleinen Proben im Gramm-Bereich (z.B 100g). Es wird keine meßbare Wärme erzeugt, außerdem wird der Schneidedraht ständig auf einen Metall–Zylinder gewickelt, an den er die Restwärme abgibt. Die Schnitt–Zeiten sind verhältnismäßig lang, was für kleine Proben jedoch ohne Belang ist. Da der Diamantdraht ständig die Schneidrichtung wechselt (ein Draht von typisch 10 m Länge wird auf- und abgerollt) entsteht ein Selbstreinigungs-Effekt auf dem Draht, allerdings werden dadurch auch feine Riefen erzeugt (geringer als 5µm Tiefe). Die verwendete Flüssigkeit dient ausschließlich dem Entfernen von Material – Partikeln zwischen den Diamanten.

Endlosdraht – Sägen

Noch wenig bekannt, da die Markt – Einführung erst begonnen hat,bietet dieser Sägetyp noch ungeahnte Einsatz-Möglichkeiten. Die Drahtgeschwindigkeit ist sehr hoch (typisch 20 m/s), die Schnitt – Zeiten entsprechend kurz. Harte Werkstoffe wie Glas und Keramik lassen sich besonders leicht bearbeiten, die beim Schneiden erzeugte Wärme wird durch eine Flüssigkeit (normalerweise Wasser) abgeführt. Die Draht – Durchmesser liegen zwischen 0,35 und 0,60 mm. Beim Bearbeiten von weichen Materialien besteht die Gefahr des Verklebens auf dem Draht (durch Verringerung der Draht – Geschwindigkeit kann dies teilweise  verhindert werden).  Bei Bedarf kann mit diesen Sägen von Hand geführt geschnitten werden (Formen schneiden). Dabei ist von besonderen Interesse, dass bei einem unbeabsichtigten Berühren des laufenden Drahtes keine Schnittwunden an den Fingern erzeugt werden. Dieser Vorteil ist einmalig und von anderen Sägetypen nicht bekannt.  Der Drahtwechsel ist sehr leicht und schnell zu bewerkstelligen. Da der Diamantdraht nur in eine Richtung läuft ist die Oberfläche weitgehend riefenfrei. Normalerweise wird bei diesem Sägetyp mit stellbarem elektrischen Vorschub gearbeitet.

2009 we

 

Probenhalter

dos

 

Probenbefestigung fuer Diamantdrahtsaegen.

Jemand der gewohnt ist mit Werkzeugmaschinen umzugehen wird erstaunt sein wie leicht es ist, Proben auf der Drahtsaege zu befestigen. Der Diamantdraht uebt wesentlich weniger Kraft auf das Werkstueck aus als irgend ein anderes Werkzeug. Dies haengt mit der vergleichsweise geringen Masse eines Drahtes sowie mit den kleinen „Zaehnen“ oder Schneiden des Drahtes zusammen. Bei Praezisionsdiamantdrahtsaegen mit alternativ arbeitendem Draht, also wo der Draht einmal von oben nach unten arbeitet und dann die Schneidrichtung von unten nach oben wechselt, kann die Probe nie von Hand  gehalten werden.

Wie wird eine Probe befestigt ?

  1. Durch Kleben mittels Wachs. Das von „well“ gelieferte Wachs Nr. 3008.35 wird in sehr vielen Faellen angewendet. Es hat eine Erweichungs-Temperatur von ~ 100 *C und wird beim Aushaerten sehr hart. Nach dem Schneiden kann es durch einen seitlichen Druck sehr leicht beseitigt werden, da es versproedet und sich alleine von der Probe loest. Es kann auch mit Aceton aufgeloest werden. Notwendig ist allerdings,  dass der Waermeausdehnungs-Koeffiezient der Probe mit der Klebeflaeche(Unterlage) gleich gross ist, sonst loest sich die Verbindung beim Abkuehlen durch unterschiedliche Schrumpfung.

Anderst verhaelt sich das Klebewachs Nr. 3008.40, das sich bereits bei ~ 40 *C erweicht, es bleibt auch bei unterschiedlichen Materialien funktionstuechtig, hat jedoch wesentlich weniger Haltekraft und ist beim Reinigen nicht so leicht zu entfernen.

 

3000.15 Probenhalter (Abmessungen 60x40x40mm) mit 5 Keramikplatten
3000.60 Drehtisch mit Aufnahme für Keramikplatten (Abmessungen 55x55x40 mm)
3000.65 Standard-Probenhalter mit 5 Keramikplatten. Einstellung 90° (Abmessungen 40x87 mm)
3008.35 Kiebewachs, 1 Stab Standard ca. 100°C (Abmessungen 15x15x75 mm)
3008.50 Heizplatte (Abmessungen 100x220x340 mm)(230 V)
3008.51 Heizplatte (Abmessungen 100x220x340 mm)(115 V)
3200.41 Keramikplatten zu Standard-Probenhalter, Ersatzpackung 5 Stück

 

 

  1. Durch Kleben mittels Sekunden-Kleber. Diese Art  der Befestigung is sehr einfach und schnell in Faellen, wo  Reste des Klebstoffes an der Probe nicht stoeren und die Auflage beim Entfernen der Probe nicht zu stark    beschaedigt wird.

 

  1. Durch Kleben mittels Doppel-Klebeband. Diese Art der Befestigung ist in manchen Faellen ausreichend, es muss darauf geachtet werden, dass die zu verklebenden Flaechen eben und fettfrei sind, die Probe muss angedrueckt werden, damit sie richtig haelt. Normalerweise wird gegen das Klebband geschnitten wobei eventuell am Ende des Schnittes, beim Eindringen des Drahtes in die Klebeschicht ein Grat entstehen kann, da sich durch die Elastizitaet der Klebung beide Probenteile leicht verschieben koennen. Weiter ist darauf zu achten, dass die zum Schneiden verwendete Fluessigkeit in die Klebeschicht eindringen kann und damit die Befestigung loest. Der Zeitfaktor ist hier ebenfalls von Wichtigkeit. Beim Schneiden einer Probe parallel zur Klebeflaeche entstehen Scheer-Kraefte, die groesser werden, je weiter der Schnitt von der Klebeflaeche entfernt ist(Hebel-Wirkung). In manchen Faellen kann dies durch ein Gegenlager(zusaetzliche mechanische Ab-stuetzung)veringert oder vermieden werden.
  1. Einfaches Halten mit Klebeband

 

cuatro       cinco

  1. Durch mechanisches Befestigen. Durch geeignete mechanische Probenhalter kann man oft auf einfache Weise Proben befestigen. Das Ergebnis ist dann akzeptabel, wenn die Probe beidseitig geklemmt wird. Trotzdem wird ein Schnitt in diesem Fall nie vollstaedig ebene Flaechen erzeugen, da der Draht am Schnittende nicht mehr gefuehrt wird sondern aus der Probe „ausbricht“. Bei sproeden Proben wird dabei das letzte Teil der Probe abplatzen, bei weicheren Proben wird eine Art „Wulst“ entstehen.

 

seis

 

Die sicherste Art, zufriedenstellende Schnitte zu erhalten ist immer dann gegeben, wenn erreicht werden kann, dass bei Schnitt-Ende der Draht weiter gefuehrt wird und in einem fremden Material noch einige Zeit weiter schneidet. Dabei muss gewaehrleistet sein, dass sich beide Proben-Haelften nicht verschieben.