Narzędzia diamentowe


Cześć

Dzisiaj nieco o diamentach, to będzie taki przedsłowie do opisu narzędzi diamentowych, głownie tarcz diamentowych i wierteł, ale o tym później.

Diament jest najtwardszym ze znanych minerałów, oraz przepięknym i olśniewającym, węgiel w postaci krystalicznej, bo tym jest w rzeczywistości, który od dawna zaprząta dusze i umysły wszystkich ludzi.

 Charakteryzuje się bardzo małym współczynnikiem tarcia, ma najmniejszy współczynnik rozszerzalności termicznej, jest chemicznie obojętny i odporny na ścieranie, jest izolatorem elektrycznym i jednocześnie nader dobrym przewodnikiem ciepła. Jest transparentnyw widmie ultrafioletowym i podczerwonym. Ze względu na tak unikatowe cechy znajduje zastosowanie, włączając naturalnie zastosowanie jubilerskie, jako ochronna powłoka diamentowa nanoszona na implanty stawów, w których zużywanie się ścierne ma kluczowe znaczenie, czy zastawki serca człowieka, do szlifowania i docierania węglików spiekanych, wiercenia skał, przeciągania drutów i prętów, obciągania ściernic ceramicznych, jako wgłębniki do pomiaru twardości i do pomiaru gładkości powierzchni, cięcia płyt wykonanych z szkła i ceramiki, obróbki ściernej szkła optycznego i zdobniczego, obróbki stopów nieżelaznych i ich stopów, obróbki tworzyw sztucznych, półprzewodników, materiałów ceramicznych, szlifowania brylantów i kamieni półszlachetnych, w narzędziach stomatologicznych i chirurgicznych. Nadzwyczaj powszechnie, materiał ścierny w postaci diamentu stosuje się do produkcji proszków, zawiesin, ściernic ze spoiwem żywicznym, metalowym, ceramicznym, ale także do przygotowywania preparatów mikroskopowych. Nas w największym stopniu interesuje wdrożenie umożliwiające nader dokładną obróbkę wszelkich znanych naturalnych i sztucznych materiałów.

 

Diament w naturze powstał w ekstremalnych warunkach, na dużych głębokościach pod powierzchnią ziemi w wyniku olbrzymiego ciśnienia dochodzącego nawet do 70-80 ton na centymetr kwadratowy w temperaturze 1100 - 1300 stopni Celsjusza. Na nieszczęście, takie warunki powstawania diamentu determinują zarówno rzadkość jego występowania jak i jego wysoką cenę. Dlatego tylko sztuczna synteza diamentu mogła dać produkt, który można by wdrożyć w sposób przemysłowy.

 

 Pierwsze badania związane z syntezą diamentu nabrały rozpędu po tym jak niejaki Smithson Tennat odkrył, że diament jest postacią krystaliczną węgla pierwiastkowego, a stało się to w 1766. Później starano się w laboratoriach stworzyć podobne warunki, co w naturze. Pierwsze patenty należą do GE, którego naukowcy w 1955 roku wyprodukowali pierwszą serię syntetycznych diamentów. Synteza polegała na zmianie grafitu w diament (zmiana obejmowała struktury geometrycznej) przy użyciu ogromnych temperatur i ciśnień w obecności katalizatorów. W latach 80 tych użyto inną metodę CVD, polega ona na niskociśnieniowym wytwarzaniu diamentu syntetycznego z fazy gazowej. Technika ta umożliwia nakładanie diamentu na duże powierzchnie. Diament taki posiada znaczną jednorodność struktury krystalograficznej i czystość chemiczną. 

Współcześnie, co roku wytwarza się tony tego minerału, który niczym nie ustępuje prawdziwemu (oprócz ceny), a poza tym w warunkach nadzorowanych, jest możliwość wytwarzania ziaren o jednakowych parametrach, wielkości i struktury. Powszechność użycia go w technice wpłynęła znacząco na spadek jego ceny, a także ceny narzędzi z segmentami diamentowymi: tarcze diamentowe, wiertła diamentowe, ściernice diamentowe, wiertła diamentowe do wiertnicy i inne.

 

Przy produkcji narzędzi istotna jest klasa diamentu, im większe i bardziej symetryczne (zbliżone do naturalnego kryształu) ziarno diamentu, tym większe jego zdolności ścierająco-tnące. W zależności od charakteru zastosowania i rozmiaru narzędzia uzgodniono podział na ziarna w jednostkach mesh, który jest ilością oczek przypadającą na 1 cal. I tak: bardzo ogólna 8-12 mesh, ogólna 14-24 mesh, średnia 30-60 mesh, dokładna 70-120 mesh, bardzo dokładna 150-240 mesh, super dokładna 280-600 mesh. 

 W technice budowlanej (beton, grani, marmur, gres, terakota i asfalt) wykorzystuje się przede wszystkim ziarna syntetyczne o wielkości 20 - 60 mesh. Wielkość tych ziaren uzależniona jest od rodzaju opracowywanego materiału. Do materiału gruboziarnistego stosuje się grubsze ziarno, do drobnoziarnistego drobne. Mniejsze kryształy diamentowe znacznie poprawiają, jakość cięcia, jego gładkość. Jakość ziarna zależna jest dodatkowo od przybranej postaci krystalicznej. Im bardziej idealna, tym większa odporność udarowa kryształu. 

 


Tarcze ŻBIK KONESER z nacięciami wentylującymi do cięcia gresu, twardej ceramiki, polskiej firmy INCORPORE. Zastosowany diament o małym ziarnie nie powoduje strzępienia brzegów płytki. 

Zawsze pamiętać przy montażu tarczy na maszynę o centrycznym zamocowaniu, tak, aby tarcza nie miała bicia.

Nie zmieniać nagminnie tarczy, jak się ułoży na maszynce to ciąć bez zmiany. Zawsze nowiutka tarcza musi się dojść, ale żbiki mają wielce drobny diament, więc na początku nie strzępią, dają bardzo gładkie cięcie bez odprysków.

https://domtechniczny24.pl/tarcze-diamentowe-do-ci%C4%99cia-twardej-ceramiki.html

Stosować chłodzenie wodą i nie pchać na siłę to nie wyścigi. Tarcza jak ją szybko się pcha to się nagrzewa i wypręża więc pojawiają się okruchy, a w ekstremalnych sytuacjach może pęknąć płytka lub tarcza się wykrzywi na stałe i klops. Tarcze produkuje polska firma, więc zachęcam do wspierania rodaków, bo miłość do ojczyzny to nie kibicowanie trampkarzom na stadionie tylko faktyczne działania. Wspierajmy swoich.


Witam 

Teraz trochę o technice wytwarzania segmentów diamentowych i o sposobie łączenia ich z dyskiem, tarczą lub wiertłem.

Na chwilę obecną istnieją dwa sposoby mocowania diamentów na narzędziach. Pierwsza metoda najtańsza to instalowanie ziaren diamentowych wprost na krążku lub wiertle. Taka metoda dostarcza artykuł tani do użycia amatorskiego lub ręcznego. W zasadzie nie używa się już tej metody do wytwarzania tarcz diamentowych, ściernic diamentowych do cięcia i szlifowania  tylko do produkcji osełek diamentowych do ostrzenia narzędzi i noży, wierteł diamentowych rurkowych do twardej ceramiki. Narzędzia te mają nasyp diamentowy na powierzchni i po zużyciu warstwy diamentu tracą swoje właściwości.

https://domtechniczny24.pl/diamentowe-tarcze-do-szlifowania.html

Druga grupa to narzędzia bazujące na segmentach. Ziarna diamentu są mieszane z pyłem metalowym, który spełnia rodzaj spoiwa. Później metodą wypalania i prasowania tworzy się segment o sprecyzowanym kształcie. Metoda ta, choć bardziej kosztowna jest nieporównywalnie doskonalsza w wypadku narzędzi do maszyn wysokoobrotowych - tarcze diamentowe, ściernice diamentowe. Można nader precyzyjnie dobrać spoiwo, ziarno diamentu i jego konsystencję do typu obrabianego materiału jak również do warunków pracy. Obecnie technologia produkcji segmentów diamentowych rozwija się w kierunku: -rozwijania innowacyjnych metod spiekania i tworzenia nowych maszyn i linii technologicznych,

-produkcji nowatorskich rodzajów ziaren diamentu syntetycznego,

-tworzenia nowych spieków metalu,

-rozwoju maszyn do precyzyjnego łączenia laserem segmentów z narzędziami, tarcze diamentowe, sznury diamentowe, ściernice diamentowe, segmenty diamentowe do maszyn polerskich i wiertła diamentowe.

Jak poprzednio napisałem sercem narzędzi diamentowych jest segment. Zbudowany jest z dokładnie dobranych typów lub rodzaju diamentu w spieku metalu o ściśle ustalonych parametrach. Takich jak twardość, czyli wytrzymałość na ścieranie. Gołym okiem można ujrzeć, że diamenty wystają ponad powierzchnię narzędzia. Te wystające diamenty ścierają obrabiany materiał. W trakcie roboty ziarno sukcesywnie się zużywa analogicznie jak spoiwo. W momencie, kiedy diament się zupełnie zużyje odpada a spoiwo powinno odsłonić nowe ziarno. Jest to podstawowy warunek, aby narzędzie diamentowe prawidłowo skrawało. Czyli spoiwo powinno sie tak ścierać, aby:

- nie za szybko odsłaniać ziarna- wówczas tarcza lub wiertło diamentowe zużywa sie za szybko.

- nie za wolno - więc na powierzchni tarczy nie ma wystających ziaren i tarcza nie skrawa. Grzeje się, sypie iskrami gorącego metalu, odkształca się pod wpływem temperatury.

Podsumowując przy poprawnie dobranym spoiwie do rodzaju obrabianego materiału, ziarna diamentu systematycznie się zużywają, a spoiwo bezustannie odkrywa nowe kryształy, daje ciągłość ścierania aż do całkowitego zużycia się segmentów.

Jak wcześniej wspomniałem w praktyce nie wygląda to tak różowo. Zaprezentuję dokładniej dwa skrajnie niekorzystne przypadki dla lepszego zobrazowania tematu.

Obrabiamy nadzwyczaj twardy materiał, na przykład wiercimy otwory w twardym gresie. Wystający kryształ diamentowy na wiertle ściera materiał, spoiwo nader mocno spieczone i twarde nie ściera się dosyć szybko. Staje się plastyczne i ślizga sie po powierzchni gresu. Ziarna stępią się do takiego stopnia, że przestają skrawać, nagrzewają się i odpadają. Kolokwialnie mówi się, że tarcza jest stępiona, na jej powierzchni nie ma diamentów tylko równa powierzchnia spieku. Dalsze cięcie nie ma sensu, spoiwo zamiast wycierać się, błyskawicznie się nagrzewa topi, sypie iskrami.

Drugi przypadek. Obrabiany materiał jest bardzo ścierliwy, np.: świeży beton. Tarcza tnie nienagannie, kryształy w zasadzi nie zużywają się. Gorzej z spoiwem, które jest zbyt miękkie i suchy pył błyskawiczne ściera spoiwo. W rezultacie ziarna, które są jeszcze niezużyte i mogłyby skrawać przez dłuższy czas, odpadają. Dlatego że spoiwo, które je trzyma ulega błyskawicznemu wycieraniu. W efekcie tarcza tnie nader szybko, ale także szybko zużywa się i przez to praca staje się nieekonomiczna. Notorycznie po paru minutach okazuje się, że segment zniknął.

Dobrze dobrana tarcza diamentowa, sciernica diamentowa lub wiertło diamentowe ma spoiwo i segment zużywający się równomiernie ot cała filozofia. http://poradniktechniczny.weebly.com/

Należałoby jedna napomknąć o jeszcze jednym zdarzeniu, a mianowicie o zużywaniu bocznym. Narzędzie diamentowe, tarcza diamentowa i wiertło diamentowe jest tak skonstruowane, aby segment nieznacznie wystawał poza obręb tarczy lub tulei wiertła. Z racji tego urobek może bez kłopotu opuścić miejsce cięcia, a tarcza nie klinuje się. Jednak w trakcie pracy segmenty boczne również się ścierają, przez co segment staje się węższy i z czasem może zupełnie uniemożliwić dalszą pracę. Podstawową techniką zabezpieczania się jest stosowanie chłodzenia z jednoczesnym wymuszonym usuwaniem urobku. Najczęściej jest to woda podawana pod niewielkim ciśnieniem. Chłodzi i wypłukuje urobek. Pamiętajmy, że im bardziej ścierliwy materiał tym szybciej zużywać się będzie boczna powierzchnia. Następnie, aby minimalizować to zjawisko stosujemy takie prowadzenie maszyny, aby nie dopuszczać so tarcia bocznego. Sytuacja gwałtownego zużywania się powierzchni bocznych przebiega najczęściej przy cięciu z ręki. Za to podczas pracy z użyciem prowadnic zmniejszamy ścieranie boczne.

Skoro jestem przy cięciu na sucho i mokro to opisze kolejny problem.

Kiedy tarczą tniemy na mokro a kiedy na sucho? Jeżeli posiadamy ręczną szlifierkę kątową na 230V to nie mamy wyjścia, nie wolno stosować chłodzenia wodą. Używamy wszystkie tarcze, ale zwracamy uwagę na okres pracy i rodzaj tarczy. Tarcze diamentowe z brzegiem ciągłym mają lutowany segment. Temperatura pracy jest znacznie niższa niż przy spawanych laserowo. Czas pracy winien być znacznie krótszy, niekiedy 10-15 sekund. Po tym okresie może puścić lut a segment odpaść, nie muszę pisać, czym to grozi. Dowolne tarcze z brzegiem ciągłym mają lutowane segmenty. Oprócz niebezpieczeństwa odlutowania się segmentu istnieje też możliwość odkształcenia się tarczy. Przegrzana tarcza ma bicie i z reguły nie nadaje się do cięcia gładkiego, bo powoduje nierówne cięcia, z widocznymi szczerbami lub w przypadku cięcia gresu może pękać płytka. Przy cięciu płytek ceramicznych niezbędne jest uzyskanie gładkiej powierzchni z tego powodu skazani jesteśmy na tarcze gładkie, bo tarcze zębate powodują szczerby.

Krótko mówiąc, zawsze, jeżeli to możliwe tarcze chłodzimy. 

Gładkie tarcze diamentowe używamy do cięcia płytek, szkła i gresu. Pracujemy ostrożnie, jeżeli tniemy na sucho to bardzo krótko max. 15sek. praktyka pokże.

Tarcze diamentowe segmentowe,zębate, turbo spawane laserowo do materiałów budowlanych i kamienia.

Chłodzenie tylko w sposób ciągły, nie wolno, co jakiś czas polewać, może się zrobić spiek i uszkodzić tarczę lub wiertło.

Jeżeli chcemy tarczę do różnych materiałów wybieramy uniwersalną nie drogą. Jeżeli wiemy, jaki materiał będziemy obrabiać można wybrać tarczę lub wiertło diamentowe profesjonalne.