مته جیست | انواع مته و کاربرد آن
اگر قصد سوارخ کردن قطعه یا جایی مانند سقف یا دیوار را داشته باشید از چه وسیه ای استفاده می کنید؟ احتمالا اولین پاسخی که می دهید استفاده از مته است. همه ما در طول عمر سروکارمان با مته ها افتاده است. شاید تصور کنیم که مته محدود به همان قطعه ی مارپیچی ساده ایست که دیده ایم اما واقعیت این است که مته ها می توانند بسیار متنوع و به شکل های مختلفی تولید شوند. از مته برای ایجاد سوارخ استفاده می شود. زمانی که مته با نیروی بالا شروع به چرخش می کند می تواند از سطح کار براده برداری کند و در آن پیش برود. پیش روی مته درون قطعه با ایجاد یک سوراخ به اندازه قطر مته همراه است. دراین مقاله در خصوص انواع مته و کاربردهای آن بیشتر صحبت خواهیم کرد.
راهنمای جامع مته و انواع آن
مته یکی از ابزارهای مهم و پرکاربرد در صنعت و ساختمان‌سازی است که برای سوراخکاری سطوح مختلف از جمله فلز، چوب، بتن و سایر مواد استفاده می‌شود. این ابزار که در انواع و اندازه‌های مختلف تولید می‌شود، بسته به نیاز و نوع متریال، کاربردهای متفاوتی دارد. در این مقاله به معرفی کامل انواع مته، مواد سازنده، پوشش‌های محافظ و کاربردهای آن‌ها خواهیم پرداخت.
تاریخچه مته
کلمه "مته" در اوایل دهه 1600 میلادی از واژه هلندی "drillen" به معنای سوراخ کردن یا چرخش در یک دایره گرفته شده است. مته‌ها از گذشته تا کنون دستخوش تغییرات بسیاری شده‌اند و امروزه با تکنولوژی‌های پیشرفته، انواع مختلفی از مته برای نیازهای گوناگون تولید می‌شود.
مواد سازنده مته‌ها
مته‌ها بسته به نوع کاربرد، از جنس‌های مختلفی ساخته می‌شوند که هر کدام ویژگی‌های خاص خود را دارند:
1. مته فولادی کم کربن:
مناسب برای سوراخکاری چوب
نیاز به تیز کردن مداوم ندارد
طول عمر بالا در صورت استفاده روی چوب‌های سخت
فولاد کم کربن (Low Carbon Steel) نوعی فولاد است که میزان کربن آن بین ۰٫۰۳٪ تا ۰٫۳٪ است. این فولاد به دلیل کربن کم، دارای انعطاف‌پذیری و قابلیت شکل‌دهی بالاست. از ویژگی‌های آن می‌توان به جوش‌پذیری راحت، استحکام نسبتاً پایین و مقاومت به خوردگی مناسب اشاره کرد. فولاد کم کربن در ساخت قطعاتی که نیازی به سختی و استحکام زیاد ندارند، مانند ورق‌های فولادی، لوله‌ها و پروفیل‌ها، کاربرد دارد. همچنین، به دلیل قیمت پایین‌تر و فرآیند تولید ساده‌تر، در صنایع خودروسازی و ساخت سازه‌های فولادی استفاده می‌شود. در نهایت، این نوع فولاد برای کاربردهایی که نیاز به شکل‌دهی بالا دارند، گزینه مناسبی است.
2. مته فولادی با کربن بالا
قابل استفاده برای چوب و فلزات
مقاومت بالا در برابر دما و اصطکاک
فولاد با کربن بالا (High Carbon Steel) به فولادی گفته می‌شود که میزان کربن موجود در آن معمولاً بین ۰٫۶٪ تا ۱٫۴٪ است. این نوع فولاد به دلیل داشتن کربن زیاد، استحکام و سختی بسیار بالایی دارد. به همین دلیل، برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت بالا در برابر سایش و فشار دارند، مناسب است. فولاد با کربن بالا نسبت به فولادهای کم کربن شکننده‌تر و سخت‌تر است، بنابراین در صورتی که به دقت مورد استفاده قرار نگیرد، ممکن است ترک بردارد یا شکسته شود.
این نوع فولاد معمولاً در ساخت ابزارهای برشی، تیغه‌ها، فنرها، و قطعاتی که نیاز به مقاومت زیاد در برابر سایش دارند، استفاده می‌شود. همچنین در ساخت برخی قطعات خودرو و ماشین‌آلات صنعتی به کار می‌رود. فولاد با کربن بالا جوش‌پذیری کمتری دارد و به سختی می‌توان آن را به شکل‌های پیچیده درآورد. بنابراین، در کاربردهایی که به دقت بالایی نیاز دارند، ممکن است از فولادهای کم کربن یا آلیاژی استفاده شود.
3. مته فولادی آلیاژی
دارای مقاومت بالا در برابر حرارت
مناسب برای سوراخکاری روی فلزات و چوب سخت
قابلیت برش با سرعت بالا
فولاد آلیاژی (Alloy Steel) به فولادی گفته می‌شود که علاوه بر آهن و کربن، حاوی مقادیر مختلفی از عناصر آلیاژی مانند کروم، نیکل، مولیبدن، وانادیوم، منگنز و سیلیکون است. این ترکیب‌های اضافی به فولاد خواص خاصی مانند مقاومت بالا در برابر سایش، خوردگی، دماهای بالا و فشار می‌دهند. با تغییر نسبت این عناصر، ویژگی‌های مختلفی از جمله استحکام، انعطاف‌پذیری، سختی و مقاومت به خوردگی به دست می‌آید.
فولاد آلیاژی در صنایع مختلفی از جمله خودروسازی، هوافضا، صنایع نفت و گاز، ماشین‌سازی و تولید ابزارهای برش استفاده می‌شود. به عنوان مثال، فولادهای آلیاژی با درصد بالای کروم و نیکل به مقاومت بالاتری در برابر خوردگی و دماهای بالا دست می‌یابند، در حالی که فولادهای با مولیبدن برای تحمل فشار و تنش‌های زیاد مناسب‌تر هستند. این فولادها همچنین در ساخت تجهیزات صنعتی، توربین‌ها، قطعات موتور و تجهیزات سنگین به کار می‌روند.
با توجه به خواص ویژه فولاد آلیاژی، از این نوع فولاد برای تولید قطعاتی استفاده می‌شود که نیاز به مقاومت و استحکام بالا دارند و تحت شرایط سخت محیطی یا عملیاتی قرار می‌گیرند.
4. مته فولاد آلیاژی کبالت (HSS)
مورد استفاده در حفاری صنعتی و ماشین‌آلات
مقاومت بسیار بالا در برابر دما
شکنندگی بالا نسبت به سایر انواع مته‌ها
فولاد آلیاژی کبالت (HSS) یا فولاد تندبر (High-Speed Steel) یکی از انواع فولاد آلیاژی است که در ساخت ابزارهای برشی مانند مته‌ها، اره‌ها، فرزها و سایر ابزارهای برش استفاده می‌شود. این نوع فولاد معمولاً از ترکیب‌های خاصی از آهن، کربن، کروم، مولیبدن، وانادیوم، و کبالت تشکیل شده است. عنصر کبالت به این فولاد خاصیت مقاومت بالا در برابر حرارت می‌دهد، به طوری که فولاد آلیاژی کبالت می‌تواند در دماهای بالا بدون از دست دادن سختی و استحکام خود عمل کند.
از ویژگی‌های برجسته فولاد HSS می‌توان به توانایی کار در دماهای بالا، سختی زیاد، مقاومت در برابر سایش و استحکام عالی اشاره کرد. این فولاد به دلیل مقاومت به حرارت و سایش بالا، می‌تواند در سرعت‌های برشی بالا و شرایط سخت کاری به طور مؤثر عمل کند، بدون اینکه کیفیت یا عملکرد خود را از دست بدهد.
فولاد HSS به طور گسترده در صنعت ساخت ابزارهای برشی، به خصوص در ماشین‌کاری قطعات سخت و دقیق، مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین، از این فولاد برای تولید ابزارهایی که نیاز به استحکام بالا و مقاومت در برابر دمای زیاد دارند، مانند مته‌های صنعتی و تیغه‌های اره، استفاده می‌شود.
انواع پوشش‌های محافظ مته
پوشش‌های محافظ مته‌ها به منظور افزایش طول عمر، بهبود عملکرد و کاهش سایش در هنگام برش و حفاری به سطح مته اضافه می‌شوند. این پوشش‌ها معمولاً از مواد مقاوم در برابر دما، سایش و خوردگی ساخته می‌شوند. در اینجا به برخی از رایج‌ترین انواع پوشش‌های محافظ مته اشاره می‌کنیم:
پوشش TiN (کربنیترید تیتانیوم):
- یکی از متداول‌ترین پوشش‌ها است که به رنگ طلایی ظاهر می‌شود.
- مقاومت بالایی در برابر سایش و حرارت دارد.
- مناسب برای کار در سرعت‌های بالا و مواد نرم‌تر است.
- قابلیت کاهش اصطکاک و بهبود دقت حفاری را فراهم می‌کند.
پوشش TiAlN (نیترید تیتانیوم-آلومینیوم):
- این پوشش مقاومت بالاتری در برابر دما و سایش نسبت به TiN دارد.
- برای کار با مواد سخت‌تر و در شرایط دمایی بالا مانند فولادهای آلیاژی و آهن‌های ریخته‌گری مناسب است.
- دارای رنگ بنفش تیره است و به افزایش طول عمر ابزار کمک می‌کند.
پوشش AlTiN (نیترید آلومینیوم-تیتانیوم):
- مقاوم در برابر دماهای بسیار بالا، که می‌تواند دمای کارکرد ابزار را به بیش از ۹۰۰ درجه سانتی‌گراد برساند.
- این پوشش به طور ویژه برای کاربردهای با سرعت بالا و بار زیاد، مانند کار با فولادهای سخت و فولادهای ضد زنگ، مناسب است.
پوشش CrN (نیترید کروم):
- مقاومت خوبی در برابر سایش، خوردگی و اکسیداسیون دارد.
- به طور خاص برای کاربردهایی که در معرض رطوبت و خوردگی قرار دارند، مانند حفاری در مواد نرم‌تر و آلیاژهای آلومینیومی، مناسب است.
- این پوشش معمولاً به رنگ نقره‌ای براق است.
پوشش DLC (کربن آمورف با پوشش دیااموند-مانند):
- این پوشش مقاومت بسیار بالایی در برابر سایش و اصطکاک دارد.
- معمولاً برای کاربردهای بسیار دقیق و با دقت بالا، مانند در صنعت الکترونیک و خودروسازی، استفاده می‌شود.
- علاوه بر مقاومت به سایش، این پوشش باعث کاهش اصطکاک و بهبود عمر مفید مته‌ها می‌شود.
پوشش ZrN (نیترید زیرکونیوم):
- این پوشش دارای مقاومت بسیار خوبی در برابر سایش و حرارت است.
- به طور ویژه برای کار با مواد سخت مانند فولاد ابزار و فولادهای ضد زنگ به کار می‌رود.
- ظاهر این پوشش به رنگ طلایی مایل به سبز است.
این پوشش‌ها به طور کلی به مته‌ها کمک می‌کنند تا عملکرد بهتری داشته باشند و در برابر حرارت، سایش، خوردگی و فشارهای بالا مقاوم‌تر شوند. انتخاب پوشش مناسب بستگی به نوع ماده‌ای دارد که مته قرار است برش دهد و شرایط کاری ابزار.
انواع مته و کاربردهای آن‌ها
مته‌ها ابزارهایی هستند که برای ایجاد سوراخ در مواد مختلف مانند چوب، فلز، پلاستیک و بتن استفاده می‌شوند. انواع مختلف مته‌ها بسته به نوع ماده‌ای که قرار است حفاری شود و نوع کاربرد مورد نظر، طراحی شده‌اند. در اینجا به انواع مختلف مته‌ها و کاربردهای آن‌ها اشاره می‌کنیم:
1. مته استاندارد (Twist Drill Bit)
- ویژگی‌ها: این مته‌ها رایج‌ترین نوع مته هستند و دارای دو شیار مارپیچ هستند که براده‌ها را از سطح سوراخ خارج می‌کنند.
- کاربردها: برای حفاری در فلزات نرم، چوب، پلاستیک و مواد مشابه استفاده می‌شود. این مته‌ها در بسیاری از پروژه‌های خانگی و صنعتی کاربرد دارند.
2. مته فلز (Metal Drill Bit)
- ویژگی‌ها: این مته‌ها با پوشش‌های خاصی مانند TiN (تیتانیوم نیترید) یا TiAlN پوشانده شده‌اند تا مقاومت بیشتری در برابر سایش و حرارت داشته باشند.
- کاربردها: برای حفاری در فلزات مختلف مانند فولاد، آلومینیوم و مس استفاده می‌شود.
3. مته چوب (Wood Drill Bit)
- ویژگی‌ها: دارای نوک تیز و دندانه‌های مخصوص است که برای برش چوب طراحی شده‌اند. معمولاً شبیه مته‌های استاندارد هستند، اما نوک آن‌ها برای ایجاد سوراخ‌های دقیق‌تر در چوب بهینه شده است.
- کاربردها: برای حفاری در انواع مختلف چوب‌ها، تخته‌های MDF، چوب‌های فشرده و غیره مناسب است.
4. مته بتنی (Masonry Drill Bit)
- ویژگی‌ها: این مته‌ها معمولاً نوک تیز از جنس کاربید تنگستن دارند که برای سوراخکاری در مصالح سخت مانند بتن، آجر و سنگ بسیار مناسب است.
- کاربردها: برای سوراخکاری در دیوارهای بتنی، آجرها و سایر مصالح ساختمانی استفاده می‌شود.
5. مته مخروطی (Step Drill Bit)
- ویژگی‌ها: این مته‌ها به شکل مخروطی بوده و به طور تدریجی اندازه سوراخ را بزرگتر می‌کنند. معمولاً از فولاد کربنی یا فولاد تندبر ساخته می‌شوند.
- کاربردها: برای سوراخکاری در فلزات، پلاستیک و چوب، به ویژه زمانی که نیاز به سوراخ‌های مختلف اندازه در یک قطعه دارید، استفاده می‌شود.
6. مته چهارگوش (Forstner Drill Bit)
- ویژگی‌ها: این مته‌ها برای حفاری سوراخ‌های دقیق و تمیز با لبه‌های صاف و دیواره‌های عمودی طراحی شده‌اند.
- کاربردها: به طور معمول برای ساخت سوراخ‌های دقیق در چوب، به ویژه برای نصب قفل‌ها، لولاها و اتصالات استفاده می‌شود.
7. مته چکشی (Hammer Drill Bit)
- ویژگی‌ها: این مته‌ها با ترکیب حرکت چرخشی و ضربه‌ای عمل می‌کنند و معمولاً نوک آن‌ها از جنس کاربید یا الماس است.
- کاربردها: برای حفاری در مواد سخت مانند بتن، آجر و سنگ استفاده می‌شوند. این مته‌ها در دستگاه‌های چکشی و دریل‌های ضربه‌ای به کار می‌روند.
8. مته الماسه (Diamond Drill Bit)
- ویژگی‌ها: نوک این مته‌ها با ذرات الماس پوشانده شده که آن را قادر می‌سازد تا سخت‌ترین مواد مانند سنگ، کاشی و بتن‌های مسلح را سوراخ کند.
- کاربردها: برای حفاری در مواد بسیار سخت مانند سنگ‌ها، کاشی‌ها، سرامیک و بتن مسلح کاربرد دارند.
9. مته بادی (Air Drill Bit)
- ویژگی‌ها: این مته‌ها برای استفاده در دستگاه‌های دریل بادی طراحی شده‌اند و در شرایطی که دسترسی به منابع برق ممکن نیست، کاربرد دارند.
- کاربردها: برای سوراخکاری در صنایع مختلف، به ویژه در مکان‌هایی که از ابزارهای بادی برای کار استفاده می‌شود.
10. مته لوله‌کش (Pipe Drill Bit)
- ویژگی‌ها: این مته‌ها طراحی شده‌اند تا در داخل لوله‌های فلزی یا پلاستیکی سوراخ کنند و معمولاً دارای لبه‌هایی برای جلوگیری از شکستن لوله هستند.
- کاربردها: برای سوراخکاری در لوله‌ها و اتصالات لوله‌کشی در صنعت تاسیسات به کار می‌روند.
11. مته فورج (Auger Drill Bit)
- ویژگی‌ها: این مته‌ها به طور خاص برای حفاری در چوب طراحی شده‌اند و شیارهای مارپیچی بزرگ دارند که براده‌ها را به سرعت از سوراخ خارج می‌کنند.
- کاربردها: برای سوراخکاری در چوب‌های ضخیم و سخت، به ویژه در صنعت نجاری و درخت‌کاری استفاده می‌شوند.
12. مته برش لیزری (Laser Drill Bit)
- ویژگی‌ها: این مته‌ها به طور خاص برای برش‌های دقیق و تمیز در مواد مختلف طراحی شده‌اند و معمولاً در فرایندهای لیزری یا برش با دقت بالا استفاده می‌شوند.
- کاربردها: برای کاربردهای خاصی که نیاز به دقت بالا و برش تمیز دارند، مانند در صنعت الکترونیک یا پزشکی.
این مته‌ها بسته به نوع کار و ماده مورد نظر انتخاب می‌شوند و برای انجام کارهای مختلف از جمله سوراخکاری در فلزات، چوب، بتن و دیگر مواد مورد استفاده قرار می‌گیرند. انتخاب مته مناسب می‌تواند تاثیر زیادی بر کیفیت و سرعت کار داشته باشد.
انواع گردبر
گردبرها برای سوراخکاری و برش دایره‌ای در مواد مختلف به کار می‌روند:
1. گردبر چوب
مناسب برای ایجاد سوراخ‌های دایره‌ای در چوب
دارای عمق برش بالا
2. گردبر ام‌دی‌اف
مناسب برای سوراخکاری روی ام‌دی‌اف
فاقد استحکام مکانیکی بالا
3. گردبر شیشه
قابل استفاده برای برش دایره‌ای روی شیشه
4. گردبر استیل
مناسب برای سوراخکاری فولاد و فلزات سخت
نیاز به سرعت‌های مختلف برای متریال‌های متفاوت
5. گردبر سرامیک
مناسب برای برش‌های دایره‌ای روی سرامیک، سفال و کاشی
اجزای مختلف مته
مته‌ها ابزارهایی پیچیده هستند که از اجزای مختلفی تشکیل شده‌اند تا عملکرد بهینه‌ای در فرآیند سوراخکاری داشته باشند. در اینجا به اجزای اصلی مته اشاره می‌کنیم:
1. نوک (Tip)
- وظیفه: نوک مته جایی است که ابتدا به ماده برخورد می‌کند و شروع به برش می‌کند. طراحی و جنس نوک مته بستگی به نوع ماده‌ای دارد که قرار است سوراخ شود.
- ویژگی‌ها: نوک مته معمولاً تیز و از مواد مقاوم مانند کاربید یا فولاد تندبر ساخته می‌شود تا قادر به سوراخکاری در مواد سخت باشد.
2. شیار (Flute)
- وظیفه: شیارها نقش بسیار مهمی در مته دارند. این شیارها به صورت مارپیچ یا صاف در طول بدنه مته قرار دارند و براده‌های حاصل از سوراخکاری را از ناحیه حفاری خارج می‌کنند. شیارها همچنین به انتقال حرارت و کاهش اصطکاک کمک می‌کنند.
- ویژگی‌ها: بسته به نوع مته، شیارها می‌توانند با زاویه‌های مختلف طراحی شوند. شیارهای مارپیچی رایج‌ترین نوع هستند.
3. بدنه (Shank)
- وظیفه: بدنه مته بخش اصلی است که به دستگاه دریل متصل می‌شود. این بخش معمولاً به صورت گرد یا شش‌ضلعی ساخته می‌شود تا در چاک دریل محکم قرار گیرد.
- ویژگی‌ها: بدنه مته می‌تواند دارای اندازه‌ها و طرح‌های مختلفی باشد. برخی از مته‌ها دارای شیارهای خاصی برای اتصال محکم‌تر به چاک دریل هستند.
4. چاهک (Helix Angle)
- وظیفه: زاویه‌ای که شیارهای مته نسبت به محور مته تشکیل می‌دهند. این زاویه تأثیر زیادی بر چگونگی براده‌برداری و راندمان سوراخکاری دارد.
- ویژگی‌ها: زاویه چاهک بیشتر باعث کاهش اصطکاک و بهتر شدن فرآیند براده‌برداری می‌شود، در حالی که زاویه کمتر برای مواد نرم‌تر مناسب است.
5. دسته (Shank Type)
- وظیفه: دسته یا نوع شافت مته به نحوه اتصال مته به ابزار دریل اشاره دارد. این قسمت برای ایجاد یک اتصال محکم و ثابت بین مته و دریل طراحی شده است.
- ویژگی‌ها: انواع مختلفی از دسته‌ها وجود دارند، از جمله دسته‌های مخروطی، دایره‌ای، شش‌ضلعی و مربعی، که هر کدام برای استفاده در چاک‌های مختلف دریل‌ها طراحی شده‌اند.
6. لبه برش (Cutting Edge)
- وظیفه: لبه‌های برش در نوک مته قرار دارند و مسئول برش ماده هنگام حفاری هستند. لبه‌های برش معمولاً به صورت زاویه‌دار و تیز طراحی می‌شوند.
- ویژگی‌ها: این لبه‌ها باید از مواد مقاوم به سایش و دما ساخته شوند، مانند فولاد تندبر یا کاربید، تا طول عمر بالایی داشته باشند.
7. پوشش (Coating)
- وظیفه: برخی از مته‌ها دارای پوشش‌هایی هستند که به منظور بهبود مقاومت در برابر سایش، کاهش اصطکاک و افزایش مقاومت در برابر حرارت اعمال می‌شوند. این پوشش‌ها می‌توانند از جنس نیترید تیتانیوم (TiN)، نیترید آلومینیوم-تیتانیوم (TiAlN)، کروم یا دیگر مواد مقاوم باشند.
- ویژگی‌ها: پوشش‌ها باعث افزایش طول عمر مته و کاهش اصطکاک هنگام حفاری می‌شوند. همچنین، از آسیب‌دیدگی نوک مته در هنگام کار با مواد سخت جلوگیری می‌کنند.
8. نوک مرکزی (Pilot Point)
- وظیفه: در مته‌هایی که برای سوراخکاری دقیق طراحی شده‌اند، نوک مرکزی برای هدایت بهتر مته و جلوگیری از لغزش آن روی سطح قرار می‌گیرد.
- ویژگی‌ها: این نوک به ویژه در مته‌های خاصی مانند مته‌های سوراخکاری دقیق و مته‌های چوب کاربرد دارد.
9. دهنه (Body)
- وظیفه: دهنه مته یا بدنه آن در واقع قسمت مرکزی است که بقیه اجزا از جمله شیارها و لبه‌های برش از آن به بیرون می‌آیند.
- ویژگی‌ها: این قسمت معمولاً از فولاد ساخته می‌شود و طراحی آن بسته به نوع مته و کاربردش متفاوت است.
10. کف (Point)
- وظیفه: کف مته به نوک آن اشاره دارد که زاویه خاصی دارد تا از شروع به برش دقیق جلوگیری کرده و باعث نفوذ به راحتی در سطح شود.
- ویژگی‌ها: زاویه کف می‌تواند بسته به نوع مته و ماده هدف تغییر کند. برای مواد سخت‌تر معمولاً زاویه کف کمتر است تا نفوذ بیشتری داشته باشد.
این اجزا به طور جمعی باعث می‌شوند که مته به طور مؤثر در فرآیند سوراخکاری عمل کند. انتخاب طراحی و جنس مناسب برای هر یک از این اجزا می‌تواند تأثیر زیادی در کیفیت و سرعت سوراخکاری داشته باشد.
نتیجه‌گیری
مته‌ها ابزارهایی کاربردی و ضروری در صنایع مختلف هستند که بسته به نوع متریال، در انواع و سایزهای متنوع تولید می‌شوند. شناخت صحیح از انواع مته و نحوه استفاده از آن‌ها می‌تواند به بهبود عملکرد و افزایش عمر مفید این ابزار کمک کند. هنگام خرید مته، به جنس، پوشش، زاویه نوک و نوع دنباله آن توجه کنید تا بهترین گزینه را برای کار خود انتخاب نمایید.
