Het boren van gaatjes in edelstenen.
Edelsteenslijperij "Morion"
Het boren van gaatjes in edelstenen.
Mensen die zelf sieraden maken krijgen vroeger of later te maken met het boren van een gaatje in een edelsteen. Soms vragen ze via internet om informatie hoe je dat het beste kunt aanpakken. Dan lees je reacties van andere mensen die er al ervaring mee hebben, waardoor er soms heel goede tips tussen zitten. Wat mij echter opvalt is dat bijna iedereen zijn ervaring met het boren deelt, maar er zelden of nooit bij vermeldt welke steensoort geboord moet worden. En dit is eigenlijk het belangrijkste gegeven waar je rekening mee moet houden. Daarom in het onderstaande stukje tekst wat informatie die van belang is bij het boren.
Het begrip hardheid.
De hardheid van een steen is een methode om aan te geven hoeveel weerstand het steenoppervlak tegen indringing en dus tegen krassen (en dus ook boren) biedt. Hiertoe heeft de bekende veldbioloog Friedrich Mohs een praktijkschaal ontwikkelt waarbij het zachtste mineraal talk was. Talk kreeg de hardheidswaarde 1. Het hardste mineraal wat op aarde voorkomt is diamant en diamant kreeg daarom de hoogste waarde 10 op de Mohse hardheidschaal. De gedachte achter de Mohse schaal was dat een mineraal alleen maar bekrast kan worden door een ander mineraal wat harder is. En zo is er een schaal ontstaan waarbij de mineralen die er op staan harder zijn dan het voorgaande mineraal.
|
Een veel gemaakte fout bij het toepassen van deze schaal is dat de hardheidverschillen tussen elk mineraal steeds een (1) punt is. De hardheid van een stukje kwarts is 7 en de hardheid van veldspaat is 6 dus het verschil is 1. Maar de hardheid van diamant is 10 en de hardheid van korund (saffier en robijn) is 9. Het verschil daartussen is ook 1. Dan wordt vaak de conclusie getrokken dat het hardheidverschil tussen diamant en korund precies even groot is als het hardheidverschil tussen bergkristal en veldspaat. Dit is absoluut niet zo en daarom geeft de hardheidschaal volgens de methode van Mohs een verkeerd beeld Bedenk ook dat Mohs de schaal ontwikkelde om tijdens het veldwerk een simpele methode te hebben om de hardheid van gevonden veldkeien te kunnen bepalen, Als zodanig was en is deze methode uitstekend geschikt. Een beter beeld van het hardheidverschil geeft de slijphardheid in de derde kolom van de tabel. In deze schaal ziet u achter elk mineraal de absolute hardheid staan. Dat geeft het hardheidverschil ten opzichte van de voorgaande stenen aan. Uit deze schaal is het werkelijke hardheidverschil tussen de onderlinge mineralen duidelijk, en wordt ook duidelijk waarom zachtere stenen met een gewoon boortje bewerkt kunnen worden.
Deze belangrijke conclusie is van groot belang voor het boren van gaatjes in een steen. Wanneer u een gaatje in een zachte steen wilt boren is het soms mogelijk omdat met een hardmetalen boortje te doen. Maar voor het boren van een gaatje in een stukje bergkristal heeft u toch echt een boortje nodig wat met diamant is bezet. Maar ook daarin zijn er meerdere mogelijkheden.
Aandachtspunt:
Om met succes gaatjes in stenen te boren moet u tenminste aan de onderstaande eisen voldoen:
De boormachine moet een erg hoog toerental hebben. Voor de meeste boortjes ligt het gewenste toerental tussen 8000 tot 20000 omwentelingen per minuut. Voor dit doel zijn de multitool machines zoals Dremel of Proxxon heel erg geschikt. Er zijn ook kleine tafelboormachines van deze merken te koop die voor dit doel uitstekend voldoen. De boormachine moet stabiel en spelingsvrij opgesteld en gebruikt kunnen worden.
Er moet tijdens het boren continue met water gekoeld worden. Het beste systeem hiervoor zijn de speciale holboren waarbij het koelwater direct door de boor zelf stroomt. Een alternatieve oplossing is ook het boren onder water. Boren zonder voldoende waterkoeling vernield de boor in zeer korte tijd volledig.
Welke boren kunt u gebruiken?
Diamantboortjes zijn er in twee verschillende uitvoeringen, en wel de massief boortjes en de holboren.
Massieve diamantboortjes
Massieve diamantboortjes zijn te koop bij de Doe Het Zelf winkels en zijn er ook voor toepassing in de multitools. Het zijn meestal kleine boortjes die een slijpdeel met een diameter van 1, 0 tot 2,0 millimeter en een slijplengte van ca 5 mm hebben Vaak worden ze ook als (glas)graveerstiften aangeduid. Met die boortjes kunt u in een boormachine met een hoog toerental redelijk snel een gaatje boren in stenen met een (Mohse) hardheid van 7 dus bergkristal, agaat, amethist enz. Ook het boren in hardere stenen gaat redelijk goed, maar het boortje is wel sneller versleten. Daarnaast kunt u de zogenaamde tandarts boortjes gebruiken. Voor deze beide boortjes zet u de boormachine op een zo hoog mogelijk toerental, maar tenminste op 10000 omwentelingen per minuut. Bedenk ook dat de kopse kant (dat is de kant die het eerst op de steen rust wanneer u begint te boren) van de gebruikte boor maar een dun laagje diamant bevat, maar dat die kant het eigenlijke boorwerk moet doen. Wanneer dat laagje versleten raakt gaat het boren steeds langzamer totdat het uiteindelijk niet meer mogelijk is om een gaatje te boren. Er kan nog voldoende diamant op de zijkant van de boor zitten, maar dat werkt niet op de plaats waar het gat met komen. Daarom is het erg belangrijk dat u de boor zo veel mogelijk spaart door erg veel koelwater te gebruiken. Hierbij is onder water boren de beste optie. Doe in een plastic bak een laag water en leg de te boren steen op een stukje hout wat je in het geheel onder water drukt. Tijdens het boren zit er dan altijd een laag water boven op de steen en is de koeling gegarandeerd. De houten ondergrond beschermt de boor als deze door de steen komt. Wel zeer regelmatig de boor even lichten om vers water toe te laten. Zorg er ook voor dat er voldoende water in het bakje staat, want het slijpsel maakt het water troebel en daardoor kun je minder goed zien.
U mag de steen wel inboren, maar als er door de steen een gaatje moet komen mag u nooit in eens doorboren. Wanneer u dit wel doet, breekt er aan de onderzijde vrijwel altijd een aanzienlijk stuk steen uit en beschadigd zo het oppervlak. De beste oplossing hiervoor is om de steen iets meer dan half in te boren en daarna om te keren. Dat kunt u doen door in het houten plankje waarop u de steen onder water houd een spijker te timmeren waarvan alleen de punt niet meer dan 1-2 mm uitsteekt. U boort de steen eerst tot iets meer dan de helft in en stopt. Vervang het water en leg het plankje onder de boor zodat u de punt van de spijker precies recht onder de boor heeft. Leg nu het gat van de ingeboorde steen op de punt van de spijker, en zorg ervoor dat u de plank met steen niet meer verschuift. Begin weer te boren totdat de boor tegen de spijkerpunt aankomt. Op deze manier boort u weer een gaatje precies in het verlengde van het eerst geboorde gaatje. Het uitbreken van stukjes steen wordt op deze wijze voorkomen. Controleer wel zorgvuldig dat het tweede gaatje precies in het verlengde van het eerste gaatje ligt.
Holboortjes
Holboortjes zijn zoals de naam al aangeeft dunne buisjes die het mogelijk maken om het koelwater door de boor zelf te laten stromen. Het koelwater stroomt dus precies op de plaats waar dit nodig is uit de boor. Deze boortjes zijn in goedkope uitvoering te koop en u moet voor het juiste gebruik over een boormachine beschikken die het koelwater toelaat. U sluit de watertoevoer op de aansluiting van de boormachine aan, en het water stroomt uit de boor Vrijwel altijd zijn dat de bijzondere boormachines die ook meestal ca. 1000 Euro kosten. (Deze speciale boormachine wordt ook door Proxxon geleverd.)
Wanneer u niet over die speciale boormachine beschikt kunt u deze holboortjes op dezelfde manier als de massief boortjes gebruiken, dus ook onder water boren. Het water stroomt dan niet door de boor, maar de boorkop wordt wel onder water gekoeld. Het verdient zelfs aanbeveling om holboortjes zo te gebruiken, omdat deze in vrijwel elke gewenste diameter te koop zijn, in tegenstelling met de massief boortjes.
Dan zijn er nog de holboortjes met een schroefdraad aansluiting.
Deze holboortjes kunnen zowel in een speciale boormachine waarbij de watertoevoer door de boormachine zelf naar de boor wordt gevoerd, maar ook in een speciale booradapter worden geschroefd. Het voordeel van deze adapter is dat ze aanzienlijk goedkoper dan een speciale boormachine zijn, terwijl ze net zo goed werken. Een belangrijk nadeel ten opzichte van de boormachine is dat de adapter in de boorkop geplaatst moet worden, waardoor er ongeveer 6 cm extra ruimte tussen de boor en de steen nodig is.
Boren met de adapter
Het werken met de booradapter vereist een goede voorbereiding. Wanneer je dat niet doet is het erg waarschijnlijk dat boortjes van 1 tot 2 millimeter al stuk zijn, voordat er ook maar een klein gaatje in een steen mee geboord is. Holboren zijn gemaakt van gesinterd staal en zijn als gevolg daarvan erg hard, maar ook zeer bros. Wanneer er te veel kracht op wordt gezet, zodat de boor wil buigen breekt hij onmiddellijk. Het is dus zaak om het geheel goed voor te bereiden.
Zoals vermeld is een holboor gemaakt uit gehard staal waarin diamant gesinterd zit. Dat laatste maakt de boor vele malen beter als de “goedkope” boortjes waarop het diamant galvanisch is aangebracht. Bij het sinteren zit het diamant door het metaal in de gehele boorlengte heen en kun je er erg veel gaatjes mee boren. Wanneer er door gebruik wat metaal is weggesleten komt er in de onderliggende metaallaag weer nieuwe diamantkorrels vrij, net zo lang tot de gehele boorlengte versleten is. Bij een galvanisch gebonden boortje zit er op de boorkop een beetje diamantpoeder op een buisje vast door een dun laagje metaal, aangebracht om het diamantpoeder op zijn plaats vast te houden. Sinterboortjes zijn dus veel beter, gaan veel langer mee maar zijn ook veel duurder in aanschaf.
Daarnaast is er bij een sinterboor een zogenaamde uitwerper nodig. Dat is een messingstaafje die in de boorschacht geplaatst wordt en precies tot aan de boorkop komt. De uitstoter laat binnen in de boor een ringvormige opening vrij die nodig is om het koelwater door te laten. Daarnaast drukt de uitstoter tegen een veersysteem wat in de booradapter zit waardoor er druk op de boorkern komt te staan tijdens het boren van het gat. Door de druk zorgt het veersysteem dat de boorkern niet in de holboor komt vast te zitten. Het is van groot belang dat de lengte deze uitstoter precies op de boor wordt aangepast. De meeste leveranciers van holboren leveren bij de aankoop van de boor er ook een op maat gemaakte uitstoter bij.
Dan hebben we nog de toevoer van het koelwater. Indien het mogelijk is, kan de booradapter gewoon op de waterleiding worden aangesloten met behulp van enkele koppelingen. Leverancier M.T.N. te Giethoorn heeft een informatieblad op internet gezet waarop met foto’s en tekst precies staat hoe je dat kan doen. Dit is de gebruiksaanwijzing van de door hen verkochte boorspindel S-16.
Daarnaast kun je ook een eigen waterdruksysteem maken met een drukvat zoals gebruikt wordt voor het bespuiten van onkruid met bestrijdingmiddelen. Dat is een 5 liter kunststofvat welke je net als een bloemenspuit onder druk kunt zetten door het op te pompen. De spuit zelf kun je verwijderen, maar je moet dan wel de slang van het drukvat in een klein stukje slang met kleinere diameter laten overgaan zodat het op de booradapter past.
En nu boren maar??
Nadat alles goed is gecontroleerd kan het boren beginnen, maar dit is ook de fase waarin veel boren gelijk breken, voordat er ook maar 1 gaatje mee geboord is. Hoe kan dat ??
Het antwoord is heel simpel, u bent een beetje te snel van start gegaan. Veel mensen die willen boren doen dat voor het maken van gaatjes in stenen voor sieraden. Dat moeten heel vaak kleine gaatjes zijn, dus boortjes van 1 tot 2 mm worden daarvoor het meest gebruikt. Maar die boortjes zijn ook erg dun en door hun gesinterde metaalgedeelte ook erg breekbaar. Daar moet je aan denken als je probeert het eerste gat te boren. Zet de boormachine aan, controleer of er een fikse waterstroom uit de boor komt, en zet dan je splinter nieuwe boor heeeeel voorzichtig op een vlak plaatje steen, bij voorkeur een vlak stukje agaat. Laat het boortje zonder te drukken een paar minuten door zijn eigen gewicht alleen maar op het stukje agaat rond draaien. Na een minuut of 5 mag je een heel klein beetje drukken en ook dat laat je een paar minuten zo gaan, vanaf dan mag je met iets meer druk beginnen te boren. De druk maar heel geleidelijk opvoeren en de boor regelmatig een klein eindje oplichten om te controleren of er voldoende koelwater uitspuit. Het is vrij normaal dat er rondom de boormachine veel spatwater terecht komt, dus leg de zwembroek ook maar klaar. Als je voor het boren van het eerste boorgat met een nieuwe boor heel erg voorzichtig doet is de kans erg groot dat de boor in deze fase aan de oppervlakte een klein beetje minder scherp is geworden. Dat is erg belangrijk voor een lange(re) levens duur. Nadat je een paar gaatjes op deze voorzichtige wijze geboord hebt, kun je vanaf dan met die boor direct gaan boren, maar voorzichtigheid blijft geboden.
De verklaring voor dit inboren is erg simpel. In het gesinterde metaal van de boor zitten ruwe diamantkristallen verwerkt. Die zijn nog hagelnieuw en dus ook erg scherp. Wanneer je de nieuwe boor met die scherpe snijvlakje met druk op een steen zet, happen die diamantkristallen zich direct in de steen vast. Maar de boor draait met zo’n 10000 omwentelingen per minuut rond, dus bij het vasthappen van de boor breekt het onmiddellijk. De enige manier om dit te voorkomen is de boor zonder druk gewoon een poosje op de steen te laten ronddraaien. Hierdoor slijten te messcherpe kantjes van het diamant wat ronder en gladder af en wordt het vasthappen voorkomen.
Natuurlijk kan het zijn dat u na het lezen van dit verhaal nog iets wilt weten, of uw ervaringen met anderen wilt delen. In dat geval kunt u met mij contact opnemen. Maar u kunt het natuurlijk ook op een van de maandelijkse demonstratiedagen komen bekijken. Wanneer u boven aan deze bladzijde op het kopje Demodagen aanklikt, treft u daarop alle benodigde informatie aan.