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Antecedentes

Uma serra é uma ferramenta manual com uma lâmina dentada usada para cortar materiais duros como madeira ou osso. Eles estão entre as ferramentas mais antigas conhecidas. Inovações feitas ao longo de milhares de anos ainda estão presentes em exemplos modernos produzidos em massa.

As primeiras serras de sílex surgiram durante o início da Era Paleolítica, entre 60.000 e 10.000 a.C. Serras de pedra e serras compostas feitas de lâminas de pedra ou "micrólitos" inseridas em um cabo de osso também foram feitas nessa época. As primeiras lâminas de metal foram possibilitadas pela descoberta do cobre há cerca de 4.000 anos.

Quando a Idade do Ferro começou, o cobre e o bronze mais fracos foram descartados e os dentes raspados foram finalmente tornados possíveis. Por fim, ficou claro que aumentar o número de dentes em uma serra aumentava a eficiência de seu uso. Pequenas serras eram usadas para carpintaria, com o estilo asiático de serras de puxar sendo usado especificamente pelos antigos egípcios. Hieróglifos descobertos em monumentos egípcios registram o uso da serra pelos egípcios em seus métodos de fabricação de móveis. Os ajustes no projeto da serra foram feitos de acordo com a aplicação pretendida para a serra. Por exemplo, os dentes espaçados permitiam que a serra dobrasse como um ancinho após o golpe de corte, removendo a serragem do "caroço" ou corte em desenvolvimento.

As serras continuaram a ser aprimoradas à medida que inovações na metalurgia eram desenvolvidas. Leonardo da Vinci inventou uma serra de mármore durante o século XV, e muitos desenvolvedores na Europa e no exterior aproveitaram as melhorias no aço para criar uma lâmina de corte melhor. Ao longo do século XVII, as lâminas mais fortes ainda eram as mais estreitas. A serra de arco - nomeada por sua semelhança estrutural com o arco e a flecha - continuou a ser popular por causa dessa limitação. A popularidade da serra de madeira entre os primeiros colonizadores europeus na América foi atribuída à escassez de metal nas colônias da época, bem como à falta de aço laminado largo.

Com o advento da Revolução Industrial, foram produzidas serras mais resistentes e duráveis. Por exemplo, várias formas de serras circulares foram feitas durante o início do século XVIII, embora a primeira patente nos Estados Unidos tenha sido concedida a Benjamin Cummins de Nova York em 1814. Hoje, uma grande variedade de serras manuais e elétricas são produzidas para consumidor, bem como uso comercial.

Matérias-primas

O aço para ferramentas temperado de alta qualidade, ligado com alguns outros metais, é o principal material usado para fabricar a lâmina de serra. Os cabos costumavam ser feitos exclusivamente de madeira, mas as ferramentas modernas também podem ser feitas com plástico moldado.

Design

Existem três tipos principais de serras manuais:a serra para metal, a serra elétrica e o icônico corte transversal ou serra dentada.

A serra transversal corta o grão, enquanto a serra corta ao longo do grão. Os dentes de uma serra são formulados de maneira diferente para atender a diferentes necessidades. Se o ângulo for muito extremo, os dentes prenderão na madeira. Se o ângulo for muito raso, os dentes não conseguirão cortar. Os dentes de uma serra transversal são angulados de forma mais obtusa do que os de uma serra circular, para cortar Um tipo especial de aço com liga de tungstênio é produzido e laminado em tiras. As lâminas são então estampadas do aço ligado usando máquinas de estampagem. A serra é retificada de acordo com as especificações. Medidores são usados ​​para medir o ângulo dos dentes da serra, o que determina sua eficácia no corte. A lâmina é então endurecida e o cabo é preso. no grão da madeira sem cinzelá-lo. Por outro lado, a lâmina cortante da serra é definida em ângulos retos com a lâmina real, de modo que os dentes agem como pequenos cinzéis. Os dentes de uma serra de madeira dura têm um ângulo ideal de 60 graus, enquanto as madeiras mais macias devem ser cortadas com os dentes colocados em um ângulo mais agudo, geralmente 45 graus. Madeiras temperadas e verdes também exigem lâminas de formatos diferentes. Uma serra grossa tem cerca de cinco dentes por polegada (dois por cm), que é melhor para cortar madeira verde ou macia. Uma serra fina, com pelo menos oito dentes por polegada (dois por cm), pode fazer cortes suaves em madeira dura temperada destinada à exibição ou para construções mais complexas como cauda de pombo.

O processo de fabricação

1. Um tipo especial de aço com liga de tungstênio é produzido e laminado em tiras. A espessura da tira define a espessura da lâmina acabada e é medida pelos mesmos instrumentos usados ​​para medir os fios.
2. As lâminas são então estampadas do aço ligado usando máquinas de estampagem. A forma geral da lâmina do serrote se estreita do cabo às pontas. As melhores serras têm uma "coroa" ou aresta de corte curva, em vez de uma reta, de modo que menos dentes estão em contato com a superfície da madeira a qualquer momento enquanto a serra está em movimento. A maioria dos serrotes baratos tem uma espessura uniforme.
3. A lâmina é então processada de acordo com os padrões para uso ideal. Dependendo do tipo de serra, diferentes técnicas podem ser aplicadas. A serra transversal, por exemplo, é limada em bisel. A parte traseira do serrote é mais fina do que a borda dentada para reduzir o atrito durante o uso. As serras de mão geralmente são desbastadas.
4. O "conjunto" ou ajuste dos dentes da lâmina é crucial para a eficácia da serra, então os dentes são medidos com um medidor feito de chapa de aço que analisa três dentes por vez. Então, eles são cortados e dobrados em direções alternativas. Afastar muito um do outro, no entanto, resulta em uma serra que não corta corretamente.
5. O endurecimento vem a seguir. A técnica clássica usada por séculos inclui martelar a lâmina para torná-la "tensionada", para que ela exiba a melhor combinação de rigidez e flexibilidade. Muitas variações são possíveis. Hoje, as serras profissionais são totalmente endurecidas, enquanto as destinadas ao uso doméstico têm apenas os dentes endurecidos.
6. Uma camada de proteção contra ferrugem é aplicada na lâmina de serra endurecida.
7. Finalmente, as lâminas são presas a cabos moldados por injeção feitos separadamente.

Controle de qualidade

O American National Standard tem como objetivo regulamentar o conjunto de lâminas para segurança e uso otimizado, uma vez que uma serra malfeita pode ser perigosa. As lâminas de serra com 24-32 dentes por polegada (10-13 dentes por cm) devem ser onduladas. Outros tipos de serras requerem um "conjunto de raker" no qual cada terceiro dente é deixado por definir. O composto do metal usado também é regulamentado. Uma lâmina de aço padrão, para ser chamada assim, não pode ser mais de 1,25% de liga. Para serras industriais e de alta potência, uma lâmina de aço rápido deve ser capaz de suportar uma temperatura de até 1.000 ° F (537,78 ° C).

O Futuro

Graças a um software de otimização amigável, como o design auxiliado por computador (CAD), estão sendo experimentados refinamentos que podem retardar os efeitos do movimento repetitivo no usuário do serrote. "Transtornos traumáticos cumulativos", como são conhecidos na área, devem ser combatidos por pesquisas ergonômicas. Os objetivos incluem espalhar o impacto do uso de uma serra em uma área maior, reduzindo a necessidade de movimentos corretivos bruscos e melhorando o ajuste da alça para evitar posições desconfortáveis ​​de mãos e braços. Grupos de teste voluntários são usados ​​para avaliar as necessidades do consumidor e usuários profissionais testam protótipos de produtos em desenvolvimento.

A mesma abordagem está sendo feita para melhorar as ferramentas elétricas de grande e pequena escala. As técnicas de manufatura auxiliada por computador (CAM), manufatura integrada por computador (CIM) e de controle numérico (NC) permitem que os fabricantes de serras reduzam o desperdício e melhorem a eficiência. As serras circulares na indústria madeireira foram reinventadas com a ajuda da análise de elementos finitos. A Saw Paw Corporation da Pensilvânia detém patentes sobre uma haste e uma broca de metal duro reciclável de peça única. O design simplificado é voltado para melhorar a eficiência, enquanto prolonga a expectativa de vida, a fim de reduzir o custo de uso a longo prazo.