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Entstehungsgeschichte von Zerspanwerkzeugen

Aktualisiert: 3. Dez. 2023

Durch Steine ​​bis hin zu den hochtechnologischen Zerspanungslösungen

Fräser, Geschichte, Zerspanwerkzeug
Abbildung 1: Entstehungsgeschichte von Zerspanwerkzeugen

Die Entstehungsgeschichte der ersten Zerspanwerkzeuge reicht weit zurück und ist eng mit der Entwicklung der menschlichen Werkzeugnutzung und Technologie verbunden. Die Chronologie des Erscheinens und der Modernisierung von Werkzeugen erklärt die Epochenbezeichnungen, in denen diese Werkzeuge hergestellt wurden. Daher lohnt es sich, mit der Steinzeit zu beginnen.

Steinzeitliche Werkzeuge
Abbildung 2: Steinzeitliche Werkzeuge

Steinzeiten


Steinzeitliche Werkzeuge sind die frühesten Zerspanwerkzeuge (vor 2,6 Millionen Jahren) und waren wahrscheinlich einfache Stein-, Holz- oder Knochengeräte, die von unseren Vorfahren in der Steinzeit verwendet wurden. Diese Geräte wurden durch Schlag oder Druck bearbeitet. Die wichtigsten Bauformen dabei waren: Faustkeile und Schaber, Steinmesser, Knochenspitzen und Harpunen, Bohrer und Stichel, Keulen und Schlagsteine, Schleifsteine, Wurfspeere und Wurfpfeile. Faustkeile wurden aus Stein hergestellt und dienten als vielseitige Werkzeuge. Sie wurden für das Schneiden, Schaben, Hacken und Bearbeiten von Materialien wie Holz, Tierhäuten und Pflanzen verwendet. Steinmesser waren wahrscheinlich die am meisten verwendeten Werkzeuge in der Steinzeit. Diese waren schmale, scharfe Klingen aus Stein, die zum Schneiden von Fleisch, Haut, Pflanzen und anderen Materialien verwendet wurden. Knochenspitzen wurden hergestellt, indem Knochen in scharfe Spitzen geschliffen wurden. Sie dienten als Werkzeuge zum Bearbeiten von Materialien und als Waffen für die Jagd, einschließlich Harpunen zum Fischen. Steinzeitliche Menschen stellten Bohrer aus Knochen oder Stein her, um Löcher in verschiedene Materialien zu bohren. Stichel wurden verwendet, um Materialien wie Holz oder Knochen zu ritzen oder zu schneiden. Keulen wurden aus schweren Steinen oder Knochen gefertigt und dienten als Waffen und Werkzeuge zum Zerkleinern oder Stampfen von Lebensmitteln. Schlagsteine wurden verwendet, um andere Steine zu bearbeiten und Formen zu schaffen. Schleifsteine haben ihre Verwendung im Schärfen und Polieren von Werkzeugen aus Stein, Knochen oder Geweihen gefunden. Sie waren wichtig, um die Schneidfähigkeiten der Werkzeuge aufrechtzuerhalten. Die Entwicklung von Wurfspeeren und Wurfpfeilen ermöglichte es, auf größere Beutetiere zu jagen, da sie eine größere Reichweite und Präzision boten.


Metallzeiten


Metallzeitliche Werkzeuge (vor über 6.000 Jahren): Mit der Entdeckung und Verarbeitung von Metallen wie Kupfer, Bronze und Eisen entstanden fortschrittlichere Zerspanwerkzeuge. Bronze- und Kupferwerkzeuge ermöglichten präzisere Schnitte und waren langlebiger als reine Steinwerkzeuge. Die metallzeitlichen Werkzeuge trugen zur Entwicklung von Handwerkskünsten, Landwirtschaft, Architektur und anderen Bereichen bei.

Metallzeitliche Werkzeuge
Abbildung 3: Metallzeitliche Werkzeuge

In der Kupferzeit wurden Werkzeuge aus Kupfer hergestellt, das durch Schmelzen und Gießen oder durch Hammerbearbeitung geformt wurde. Kupferwerkzeuge umfassten Äxte, Meißel, Messer, Haken und Schmuck. Die Erfindung der Bronzelegierung (Kupfer und Zinn) führte zu Werkzeugen mit verbesserten mechanischen Eigenschaften. Bronze war härter und widerstandsfähiger als reines Kupfer. Bronzeäxte, -meißel, -messer, -spitzen und -scheren wurden für verschiedene Aufgaben verwendet. Mit der Entdeckung und Beherrschung der Eisenverarbeitung wurden Eisenwerkzeuge hergestellt. Eisenwerkzeuge waren noch haltbarer und schärfer als Bronze- oder Kupferwerkzeuge. Sie umfassten Äxte, Meißel, Messer, Sicheln und Pflugscharen für die Landwirtschaft. Die Entwicklung der Metallverarbeitungstechniken hat den Fortschritten von Schmiedewerkzeuge wie Hammer, Amboss und Zangen beigetragen. Diese Werkzeuge waren entscheidend für die Herstellung komplexerer Metallgegenstände. Neben praktischen Werkzeugen wurden in der Metallzeit auch Schmuckstücke, Waffen und dekorative Gegenstände aus Metall hergestellt. Diese Gegenstände hatten oft kulturelle und symbolische Bedeutung. In der Bronze- und Eisenzeit spielten Werkzeuge für die Landwirtschaft eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von Ackerbau und Viehzucht. Pflugscharen, Sicheln und andere landwirtschaftliche Werkzeuge wurden verwendet, um Nahrungsmittel zu produzieren.


Antike Zivilisationen


In antiken Zivilisationen wie Ägypten, Mesopotamien, Griechenland und Rom wurden verschiedene Werkzeuge zur Metallbearbeitung, Holzbearbeitung und Steinbearbeitung entwickelt. Beispielsweise wurden im alten Ägypten Werkzeuge aus Kupfer und später aus Eisen verwendet.

Axt und Meißel wurden verwendet, um Steine für den Bau von Pyramiden, Tempeln und anderen Monumenten zu bearbeiten. Sichel und Pflug waren wichtige landwirtschaftliche Werkzeuge für den Anbau von Getreide und anderen Nutzpflanzen. Webstuhl und Spindel wurden für die Herstellung von Textilien wie Leinen und Baumwolle eingesetzt. Tonziegel und Tonsiegel sind wichtige Werkzeuge für den Bau von Gebäuden und zur Kennzeichnung von Dokumenten. Keilschrifttafeln und Schreibwerkzeuge verwendet für die Aufzeichnung von Informationen, Handel und Kommunikation.

Meißel und Steinsäge: Wurden für den Bau von Tempeln, Statuen und anderen architektonischen Strukturen verwendet.

Stechbeitel und Holzwerkzeuge: Verwendet für die Holzbearbeitung in der Möbelherstellung und im Schiffsbau.

Römischer Pflug: Eine fortschrittlichere Version des Pflugs, der die Landwirtschaft produktiver machte.

Römische Maurerwerkzeuge: Inklusive T-Schwelle, Winkel und Bleistift, um präzise und gerade Linien beim Bau von Gebäuden zu zeichnen.

Antike chinesische Zivilisationen haben Seidenwebstuhl und Seidenraupenzucht eingesetzt für die Herstellung von Seide, einer wichtigen Handelsware im alten China. Papierherstellungswerkzeuge ist bisher eine entscheidende Erfindung der chinesischen Zivilisation.


Mittelalterliche Werkzeuge


Während des Mittelalters wurden Schmiedetechniken verfeinert, was zu einer Vielzahl von Zerspanwerkzeugen führte, darunter Meißel, Feilen, Bohrer und Hobel. Diese Werkzeuge waren oft handgeschmiedet und dienten in verschiedenen Handwerken und Bauaktivitäten. Wassermühlen und später auch Windmühlen wurden im Mittelalter verwendet, um Getreide zu mahlen, Holz zu sägen und andere Aufgaben zu erledigen. Spinnräder und Webstühle waren wesentliche Werkzeuge für die Textilherstellung. Sie wurden verwendet, um Fasern zu spinnen und Stoffe herzustellen. Schmiede verwendeten Hammer und Amboss, um Metall zu formen und zu bearbeiten, um Waffen, Werkzeuge und andere Gegenstände herzustellen. In der Landwirtschaft wurden Dreschflegel verwendet, um Getreidekörner von der Spreu zu trennen. Sensen wurden zum Mähen von Getreide verwendet. Messer waren vielseitige Werkzeuge, die sowohl für die Küche als auch für Handwerksarbeiten verwendet wurden. Andere Messerwerkzeuge umfassten Sicheln, die zum Schneiden von Pflanzen verwendet wurden. Äxte wurden in der Holzverarbeitung und im Bauwesen eingesetzt, um Holz zu fällen und zu bearbeiten. Keile wurden verwendet, um Holz zu spalten.

Mittelalter, Werkzeug
Abbildung 4: Werkzeuge des Mittelalters

Räder und Wagen waren wichtige Transportmittel im Mittelalter, sowohl für den Handel als auch für den Transport von Gütern. Schreibwerkzeuge wie Federkiel, Tinte und Pergament wurden von Schreibern verwendet, um Manuskripte und Dokumente anzufertigen. Glocken wurden in Kirchen und Gemeinden verwendet, um Gebetszeiten anzukündigen und als Alarm bei Gefahren. Handbohrer und Sägen wurden für Holz- und Metallbearbeitung verwendet.


Industrielle Revolution


Mit der industriellen Revolution im 18. und 19. Jahrhundert wurden neue Fertigungsverfahren und Werkzeugmaschinen entwickelt.

Industrielle Revolution
Abbildung 5: Industrielle Revolution

Die Erfindung von Dampfmaschinen und die Entwicklung der Metallurgie führten zur Herstellung von Werkzeugen aus hochwertigem Stahl und zu einer verbesserten Präzision. Dampfhammer und Hydraulikpressen wurden in der Schmiedeindustrie verwendet und ermöglichten die effiziente Herstellung großer Metallkomponenten. Die Erfindung von Spinnmaschinen und automatisierten Webstühlen revolutionierte die Textilindustrie. Maschinen wie der Spinning Jenny und der mechanische Webstuhl erhöhten die Produktion erheblich. Erste Erscheinung der Eisenbahnindustrie führte zur Notwendigkeit von neuen Werkzeugen für die Herstellung von Schienen, Schienenverbindungen und Dampflokomotiven. Während der industriellen Revolution wurden neue Werkstoffe wie hochwertiger Stahl und später Aluminium entwickelt, die für den Bau von Maschinen und Infrastrukturen verwendet wurden. Dadurch wurde auch die Entwicklung von präzisen Messinstrumenten, Uhren und mechanischen Geräten ermöglicht. Gegen Ende des 19. Jahrhunderts trug die Entwicklung elektrischer Maschinen zur Automatisierung und Elektrifizierung von Fabriken und Werkstätten bei.


Moderne Werkzeugentwicklung


Im Laufe des 20. Jahrhunderts wurden zunehmend fortschrittliche Werkzeugmaterialien, Beschichtungen und Schneidengeometrien entwickelt. Wendeschneidplatten, Hartmetallwerkzeuge und Hochgeschwindigkeitsstähle revolutionierten die Zerspanungstechnik und ermöglichten höhere Schnittgeschwindigkeiten, bessere Oberflächengüte und längere Standzeiten.


Computergestützte Fertigung


Mit dem Aufkommen von computergesteuerten Werkzeugmaschinen und fortschrittlicher Simulationstechnologie konnten Werkzeuge und Bearbeitungsprozesse noch präziser gestaltet werden. CAD/CAM-Systeme ermöglichen die virtuelle Gestaltung von Werkzeugen und die Optimierung von Bearbeitungsstrategien.

CNC-Fertigung, Werkzeug, Maschine
Abbildung 6: Hochtechnologische CNC-Fertigung

Die Entstehungsgeschichte der Zerspanwerkzeuge ist also geprägt von einer ständigen Weiterentwicklung und Verbesserung der Technologie, Materialien und Fertigungsverfahren. Die heutigen Zerspanwerkzeuge sind das Ergebnis einer langen historischen Entwicklung und spielen eine entscheidende Rolle in der modernen Fertigungsindustrie.

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