Sägen

Sägen ist ein spanendes Trennverfahren, bei dem ein Werkstück mithilfe eines vielzahnigen Werkzeugs – dem Sägeblatt oder Sägeband – in mehrere Teile zerlegt oder eingekerbt wird. Im Unterschied zu Fräsen oder Bohren dient Sägen primär der Trennung eines Werkstücks in Teilstücke, weniger der Erzeugung komplexer Formflächen. Das Verfahren wird sowohl in der Holz- als auch in der Metall- und Kunststoffbearbeitung in vielfältigen Ausprägungen eingesetzt.

Definition und Verfahrensprinzip

Nach DIN 8589 gehört Sägen zur Hauptgruppe des Spanens mit geometrisch bestimmter Schneide. Kennzeichnend ist ein Werkzeug mit einer Vielzahl kleiner, gleichartig geformter Schneidzähne, die in einer Linie (Sägeblatt, Sägeband) oder auf einer Kreisscheibe (Kreissägeblatt) angeordnet sind. Jeder einzelne Zahn übernimmt beim Schnitt nur einen kleinen Teil des Zerspanungsvolumens, wodurch im Vergleich zu Fräsen oder Drehen sehr schmale Schnittfugen und relativ geringe Schnittkräfte pro Zahn entstehen.

Die Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück kann grundsätzlich linear-hin- und hergehend (Hubsägen), kontinuierlich umlaufend (Bandsägen) oder rotierend (Kreissägen) erfolgen. In allen Fällen erzeugt die Zahnschneide einen Span, dessen Querschnitt durch Zahnteilung, Vorschub je Zahn und Eingriffstiefe bestimmt wird. Ein wesentliches Konstruktionsmerkmal ist die sogenannte Schränkung oder Zahnstauchung der Sägezähne: Durch abwechselndes seitliches Auslenken oder Verbreitern der Zähne wird ein Freischnitt erzeugt, der breiter ist als der Blattrücken, sodass das Sägeblatt nicht im Schnitt klemmt.

Sägearten

Kreissäge

Bei der Kreissäge ist das Sägeblatt als rotierende Kreisscheibe mit am Umfang angeordneten Zähnen ausgeführt. Sie wird sowohl stationär (Tischkreissäge, Formatkreissäge) als auch handgeführt (Handkreissäge) eingesetzt und eignet sich besonders für gerade, lange Schnitte in Holz, Plattenwerkstoffen, Kunststoffen sowie – mit entsprechenden Hartmetall- oder Diamantwerkzeugen – auch in Nichteisenmetallen.

Bandsäge

Die Bandsäge nutzt ein endloses, über zwei oder mehr Rollen gespanntes Sägeband. Durch die kontinuierliche, in eine Richtung laufende Schnittbewegung entsteht eine gleichmäßige Zerspanung mit vergleichsweise geringer Wärmeentwicklung. Bandsägen eignen sich sowohl für gerade Schnitte (Trennbandsägen für Metall oder Holz) als auch für Kurvenschnitte (Dekupier- und Tischbandsägen in der Holzbearbeitung).

Stichsäge

Die Stichsäge arbeitet mit einem schmalen, geraden Sägeblatt, das eine oszillierende (hubweise) Bewegung ausführt. Sie ermöglicht enge Kurvenradien und Ausschnitte, ist jedoch aufgrund der begrenzten Blattsteifigkeit primär für dünnere Werkstücke und geringere Schnitttiefen ausgelegt.

Handkreissäge

Als handgeführte Variante der Kreissäge dient sie vor allem dem Ablängen und Besäumen von Platten- und Massivholzwerkstoffen auf Baustellen und im Handwerk. Durch die freie Führung erfordert sie eine sichere Auflage und häufig zusätzliche Führungsschienen zur Erzielung gerader Schnitte.

Weitere Bauformen sind unter anderem Handsägen (Fuchsschwanz, Fein- und Gehrungssäge), Kappsägen und Kapp-Zug-Sägen (für Winkel- und Gehrungsschnitte) sowie Fuchsschwanz- und Handbügelsägen für den manuellen Einsatz.

Zahngeometrie

Die Leistungsfähigkeit eines Sägeblatts oder -bands hängt entscheidend von der Geometrie seiner Zähne ab. Wesentliche Kenngrößen sind:

Spanwinkel: Winkel zwischen Spanfläche des Zahns und einer gedachten Radiallinie; ein positiver Spanwinkel erleichtert das Eindringen in weiche Werkstoffe wie Holz, während für harte oder zähe Werkstoffe kleinere oder negative Spanwinkel für mehr Zahnstabilität sorgen.
Freiwinkel: Winkel zwischen Freifläche des Zahns und der Werkstückoberfläche; er verhindert das Reiben der Zahnflanke auf dem bereits geschnittenen Material.
Zahnform: Je nach Anwendung kommen Wechselzahn-, Flachzahn-, Trapezflachzahn- oder Hohlzahngeometrien zum Einsatz, die sich in Schnittqualität, Standzeit und Eignung für unterschiedliche Werkstoffe unterscheiden.
Zahnteilung: Der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Zähnen bestimmt die Zahl der gleichzeitig im Eingriff befindlichen Zähne und beeinflusst Schnittgüte, Vorschubgeschwindigkeit und Spanraumvolumen.

Schnittgeschwindigkeit

Die Schnittgeschwindigkeit beschreibt die Relativgeschwindigkeit zwischen Schneidenkante und Werkstückoberfläche am Eingriffspunkt und wird üblicherweise in Metern pro Sekunde oder Metern pro Minute angegeben. Bei rotierenden Werkzeugen wie der Kreissäge ergibt sie sich aus Blattdurchmesser und Drehzahl, bei der Bandsäge aus der Bandgeschwindigkeit. Die optimale Schnittgeschwindigkeit hängt stark vom zu bearbeitenden Werkstoff und vom Schneidstoff des Sägeblatts ab: Für Holzwerkstoffe werden in der Regel deutlich höhere Schnittgeschwindigkeiten gefahren als für Metalle, da Metalle bei zu hoher Geschwindigkeit zu übermäßiger Wärmeentwicklung, Werkzeugverschleiß und Gefügeveränderungen neigen. Eine unpassend gewählte Schnittgeschwindigkeit kann zu Zahnausbrüchen, Verbrennungen der Schnittfläche oder erhöhtem Verschleiß führen.

Staub- und Späneentwicklung je nach Material

Die Menge und Beschaffenheit des beim Sägen entstehenden Zerspanungsguts unterscheidet sich deutlich zwischen den Werkstoffgruppen:

Massivholz und Holzwerkstoffe erzeugen ein breites Spektrum von groben Sägespänen bis zu sehr feinem Staub. Insbesondere beim Sägen von Plattenwerkstoffen mit hohem Bindemittelanteil (Spanplatte, MDF, OSB) entsteht ein hoher Feinstaubanteil.
Metalle erzeugen beim Sägen überwiegend kleine, oft glühend heiße Metallspäne, deren Form von Werkstoff und Zahngeometrie abhängt; feiner metallischer Staub entsteht in relevanter Menge vor allem beim Trennschleifen, weniger beim klassischen Sägen.
Kunststoffe können je nach Material zu klebrigen, schmelzenden Spänen neigen, was spezielle Zahngeometrien und Kühlung erfordert.
Mineralische Werkstoffe (z. B. Faserzement, bestimmte Verbundplatten) können beim Sägen erhebliche Mengen feinen, gesundheitlich relevanten Staubs freisetzen.

Absaugung an Sägen

Aufgrund der linienförmigen, oft langen Schnittführung entsteht beim Sägen im Vergleich zu punktuellen Verfahren wie dem Bohren tendenziell ein größeres Volumen an Spänen und Staub, das kontinuierlich über die gesamte Schnittlänge freigesetzt wird. Eine wirksame Absaugung unmittelbar am Sägeblatt beziehungsweise an der Schutzhaube ist daher bei ortsfesten Sägemaschinen ein zentrales Element sowohl der Arbeitssicherheit als auch der Prozesssauberkeit: Sie verhindert die Ansammlung von brennbarem Spangut im Arbeitsbereich, reduziert die Sichtbehinderung durch aufgewirbelten Staub und schützt vor dem Einatmen gesundheitsgefährdender Feinstaubanteile.

Bei der Holzbearbeitung ist die Späne- und Staubabsaugung an Kreis- und Bandsägen gemäß den Vorgaben der TRGS 553 zum Schutz vor krebserzeugendem Holzstaub in vielen Anwendungen verpflichtend vorgeschrieben und wird meist über eine an der oberen und/oder unteren Sägeblatthaube angebrachte Absaughaube realisiert, die möglichst nah am Entstehungsort ansetzt. Bei mobilen und handgeführten Sägen (Handkreissäge, Stichsäge) kommen zunehmend integrierte oder anschließbare Absaugadapter zum Einsatz, um auch außerhalb stationärer Absauganlagen eine wirksame Staubminderung am Entstehungsort zu erreichen.

Quellen

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