Благодаря уникальности своих свойств (твердость, высокая теплопроводность и низкий коэффициент трения), алмаз активно внедряется во многие отрасли. Инструмент, оснащенный лезвиями из поликристаллического алмаза (PCD) и называют алмазным. PCD инструмент в десятки раз превышает по стойкости аналогичный стальной и металлокерамический (твердосплавный HМ) инструмент.
С конца прошлого века стал применяться метод механической обработки таких абразивосодержащих материалов, как МДФ и ЛДСП с помощью инструментов с чётко заданной режущей кромкой из поликристаллического алмаза (PCD).
Применение поликристаллического алмаза (PCD) значительно продлевает срок службы режущего инструмента, увеличивает производительность и обеспечивает большую надёжность процесса обработки.
Для PCD инструмента "алмазное происхождение" ножей означает низкое усилие для резания материала, а также благоприятный в зоне резания температурный режим. По причине достаточно низкой теплопроводности твердосплавного инструмента, при работе с абразивосодержащими материалами, как МДФ, выгорает режущая кромка.
Перспективность алмазного инструмента связана, прежде всего, с появлением новых мебельных материалов, прежде всего MDF. Плиты средней твердости довольно мягкие, обрабатывать их твердосплавным инструментом приблизительно то же, что резать мягкий хлеб тупым ножом, к тому же, MDF отличается высокой абразивностью, и поэтому твердосплавные пластины очень быстро приходят в негодность.
Каждый год появляются новые, еще более плотные ламинаты, высокоабразивные пластмассы для облицовки плит, которые ничем, кроме алмаза обработать невозможно. Вслед за MDF пришла HDF, напоминающая по виду эбонит и при обработке которого твердосплавный инструмент выходит из строя за считанные минуты.
Перевод производства на алмазный инструмент означает существенное снижение затрат на инструмент за счет износостойкости PCD ножей и значительного снижения простоя оборудования на обслуживание инструмента.
Сравнение продолжительности качественной обработки деревосодержащих композитных материалов инструментом с режущими элементами из PCD и твердого сплава (HМ) в погонных метрах:
| Тип инструмента | Режущая грань из твердого сплава (HM), п.м. | Режущая грань из поликристаллического алмаза (PCD), п.м. | Соотношение PCD/HM |
| Дисковые пилы | 2500 | 400000 | 160:1 |
| Концевые фрезы с прямыми режущими гранями | 3000 | 50000 | 17:1 |
| Концевые фрезы с профилированными режущими гранями | 2500 | 40000 | 16:1 |
| Дробительные фрезы ("дробилки") | 25000 | 400000 | 16:1 |
| Шипорезные фрезы для "сращивания" | 6000 | 350000 | 58:1 |
| Пазовальные фрезы | 20000 | 1300000 | 65:1 |
Данные предоставлены компанией De Beers Industrial Diamond Division (Element Six Ltd.)
Используя данные этой таблицы, давайте сравним расходы на твердосплавный инструмент и алмазный инструмент для деревообработки:
Средняя стоимость HM концевой фрезы - 40 Евро
Количество м.п. до переточки - 100
Среднее количество переточек - 5
Средняя стоимость переточки - 2,5 Евро
Итого: 40 + (2,5 х 5) = прибл. 50 Евро - в среднем тратят производственники на обработку приблизительно 500 м.п. ЛДСП
50 Евро / 500 м.п. = около 10 Евроцентов на 1 м.п.
Теперь по этой же схеме просчитаем расходы на алмазную фрезу экономичной серии
Стоимость фрезы - 110 Евро
Количество м.п. до переточки минимум 4000-5000.
Количество переточек - 3
Стоимость переточки - 30 Евро
Итого: 110 + (30 х 3) = 200 Евро - в среднем тратят производственники на обработку приблизительно 12000 м.п. ЛДСП
110 Евро/12000 м.п. = около 1 Евроцента на 1 м.п.
ВЫВОД: алмазная фреза примерно в 10 раз обойдется дешевле.
При этом не учитывались значительные затраты связанные с эксплуатацией твердосплавного инструмента:
- Время, потраченное оператором станка на замену инструмента
- Время, потраченное на изменение условий работы в связи с тем, что заточенный инструмент изменяет свои размеры после заточки
- Время, потраченное на доставку инструмента до / из заточки
Еще аргумент в пользу алмазного инструмента: после заточки HМ инструмента качество реза, как правило, падает, после заточки алмаза – остается идеальным.
Алмазная фреза сконструирована следующим образом - ножи припаиваются к корпусу фрезы сегментами под определенным углом относительно оси фрезы, нижний нож припаивается под противоположным углом. Тем самым достигается эффект того, что все ножи (и верхние, и нижний) работают на вход, т.е. верхний нож входит в плиту сверху вниз, а нижний нож - снизу вверх. Оптимальный угол резания и очень остро заточенные резцы позволяют снизить давление на поверхность заготовки. В результате - идеально ровная обрабатываемая поверхность.
Самая распространенная ошибка при эксплуатации алмазного инструмента - нерешительность, излишняя перестраховка при работе. Алмазный инструмент позволяет в 3 раза увеличить скорость подачи материала, но многие операторы психологически не могут решиться дать станку полный ход. А "бег на месте" алмазу противопоказан. Чтобы избежать этих ошибок, существуют таблицы режимов резания алмазным инструментом.