Ang mga kasangkapan para sa pagputol na may brilyante ay gumagamit ng pinakamatibay na materyales na magagamit para sa mga gawaing nangangailangan ng katumpakan, lalo na kapag ginagamit sa matitigas na materyales tulad ng mga ceramic, kompositong materyales, at iba't ibang di-magnetikong metal. Ang disenyo nito ay may sintetikong brilyanteng isinaayos sa polikristalinong anyo, na nakatutulong upang mabawasan ang panganib ng pagkabasag habang patuloy na nagbibigay ng mahusay na paglaban sa pagsusuot at pagkasira. Ang dahilan kung bakit epektibo ang mga kasangkapang ito ay ang kanilang pag-asa sa sobrang tigas ng brilyante na may rating na humigit-kumulang 10,000 HV sa Vickers scale. Pinapayagan nito ang mga ito na maputol ang mga materyales sa antas na mikroskopiko nang hindi lumilikha ng masyadong init, na siyang napakahalaga kapag gumagawa sa mga delikadong o sensitibo sa init na materyales na madaling masira o mag-deform sa ilalim ng mataas na temperatura.
Ang mga cutting tool na gawa sa diamante ay may dalawang pangunahing anyo sa kasalukuyan: ganap na sintered diamond matrices o mga uri kung saan ang mga diamante ay naka-bond sa mga substrate. Habang ginagamit sa mga materyales, ang mga gilid ng diamante ay pumuputol sa pamamagitan ng mekanikal na pagkakiskisan sa halip na pagkatunaw. Ito ay lumilikha ng napakakinis na mga surface, na kung minsan ay hanggang Ra 0.02 micrometers ang kalidad ng finish. Kumpara sa karaniwang carbide tools, ang mga diamond tool ay nananatiling matalas nang humigit-kumulang 10 hanggang 15 beses nang mas mahaba kapag ginagamit sa mga abrasive na materyales. Bakit? Dahil ang diamante ay may kamangha-manghang hardness na rating na humigit-kumulang 90 GPa at nakapagpapalitaw ng init sa halos 2,000 W bawat metro Kelvin. Nangangahulugan ito na mahusay itong nag-aalis ng init habang gumagana, na tumutulong upang mapanatili ang performance at haba ng buhay ng tool.
Tatlong pangunahing uri ng diamond tool ang nangingibabaw sa industriyal na aplikasyon:
Ang PCD tools ay kayang tumanggap ng cutting forces hanggang 700 N sa metal matrix composites, samantalang ang mga CVD variant ay nakakamit ng ±0.5 μm na katumpakan sa aerospace components.
Sa proseso ng matitigas na materyales, inaalis ng diamond tools ang materyal sa pamamagitan ng:
Ang dolyong mekanikal at thermal na aksyon na ito ay nagpapababa ng pinsala sa ilalim ng surface ng 60—80% kumpara sa konvensional na paggiling, gaya ng ipinakita sa mga pagsubok sa zirconia milling (Yuan et al., 2023).
Ang mga diamond-coated na kagamitan ay naging kailangan na kapag gumagawa sa matitigas na materyales tulad ng silicon carbide at alumina ceramics, dahil ang karaniwang mga cutting instrument ay hindi kayang harapin ang kanilang napakataas na antas ng kahigpitan na nasa 8 hanggang 9.5 sa Mohs scale. Ang mga espesyalisadong kagamitang ito ay kayang mapanatili ang napakatiyak na sukat na mga halos plus o minus 0.005 milimetro kapag pinuputol ang carbon fiber composites na ginagamit sa mga preno ng kotse, na nagpapababa ng mga problema sa paghihiwalay ng materyal ng humigit-kumulang dalawang ikatlo kumpara sa karaniwang carbide tools ayon sa pananaliksik ng Precision Engineering Society noong 2023. Sa mga metal matrix composite tulad ng aluminum na halo na may silicon carbide, ang diamond cutting ay nagpapanatili ng dimensional stability ng mga bahagi kahit mainit na mainit ang makina, minsan ay mahigit pa sa 400 degree Celsius. Ayon sa mga ulat sa industriya, ang mga tagagawa na lumilipat sa diamond-coated na end mills ay karaniwang nakakakita ng pagbaba sa gastos sa pagpapalit ng kagamitan ng humigit-kumulang isang ikatlo kapag gumagawa ng malalaking dami ng composite components.
Ang industriya ng aerospace ay umaasa sa mga kagamitang gawa sa single crystal diamond kapag nagtatrabaho sa mga Inconel turbine blades, na nakakamit ng surface finishes na nasa ilalim ng Ra 0.2 microns na tumutulong upang bawasan ang air resistance habang lumilipad. Para sa mga medical device, ang mga tagagawa ay gumagamit ng polycrystalline diamond o mga kagamitang PCD upang ihugis ang mga titanium spinal implants. Ang mga kasangkapan na ito ay nagbibigay ng humigit-kumulang 3 microns na positioning accuracy, na komportableng nakakatugon sa FDA requirement na 5 microns para sa mga surface na nakikipag-ugnayan sa katawan. Ayon sa isang kamakailang industry report noong 2024, ang mga kumpanya na lumipat sa paggamit ng diamond tools ay nakaranas ng humigit-kumulang 28% na mas epektibong machining process sa paggawa ng optical lenses. Ang ganitong pagpapabuti ay nagbibigay-daan sa kanila upang maabot ang napakaliit na antas ng flatness na kinakailangan para sa mataas na precision na laser applications.
Ang mga polycrystalline diamond (PCD) na kagamitan ay nagpapababa ng surface roughness ng humigit-kumulang 40 porsiyento sa panahon ng tungsten carbide milling kumpara sa karaniwang CVD coated na opsyon. Ang mga kasangkapan na ito ay nakakamit ng Ra values na nasa ilalim ng 0.08 micrometers na lubhang mahalaga para sa mga mold at die na nangangailangan ng mirror finish na surface. Kung pag-uusapan ang multilayer PCD na may diamond particles na nasa pagitan ng 8 at 12 microns, mas matagal din ang buhay nito. Ayon sa mga pagsusuri, ang mga kagamitang ito ay nagpapanatili ng pare-parehong pagganap na may hindi hihigit sa 2% na pagbabago sa texture ng surface sa loob ng mga 1,200 cutting cycles kapag ginagamit sa glass fiber reinforced plastics. Ang mas mahabang tool life ay nagiging partikular na mahalaga para sa mga tagagawa na gumagawa ng composite materials kung saan pinakamahalaga ang consistency.
Kapag binibigyang-kahulugan ang mga kasangkapan sa pagputol ng brilyante, kadalasang tinitingnan ng mga propesyonal sa industriya ang tatlong pangunahing salik: panandaliang pagsusuot (flank wear), mga koepisyent ng gesekan (friction coefficients), at ang kanilang pagganap sa aktuwal na operasyon ng pagmamartilyo. Halimbawa, kapag gumagawa sa mga kompositong silicon carbide, ang mga PCD tool ay nagpapakita ng flank wear na humigit-kumulang 0.02 mm pagkatapos ng mga dalawang oras na patuloy na machining, na kung ikinukumpara sa karaniwang mga carbide tool ay humigit-kumulang 63% na mas mahusay batay sa pananaliksik ni Ponemon noong nakaraang taon. Ang mga pagsubok na isinagawa sa zirconia ceramics ay naglantad din ng isang kakaiba. Ang diamond-coated end mills ay nagpapanatili ng friction coefficient na nasa ilalim ng 0.15 habang nagmamartilyo nang walang lubrication, na nangangahulugan na nabubuo nila ang mas kaunting init kumpara sa mga hindi pinahiran. Ito ay nagdudulot ng malaking pagbabago sa tagal ng buhay ng kasangkapan at kalidad ng workpiece.
Ang delamination ay ang pangunahing mode ng pagkabigo para sa mga diamond coating, lalo na kapag pinoproseso ang mga ferrous alloy. Ipakikita ng mga metallurgical na pag-aaral na ang mga na-optimize na chemical vapor deposition (CVD) proseso ay nagpapababa ng panganib ng delamination ng 38% sa pamamagitan ng mas mahusay na pretreatment sa substrate. Ang pagsusuri sa pagkalat ng micro-crack ay nagpapakita na ang multilayer diamond coating ay kayang tumagal ng 27% na mas mataas na shear stress kaysa sa monolayer nito bago maganap ang interface failure.
Sa ilalim ng mataas na bilis ng machining (≥ 800 m/min), ang mga diamond coating ay nagpapanatili ng halaga ng fracture toughness na lumalampas sa 8 MPa√m, na nagpapanatili ng integridad ng gilid habang pinoproseso ang matitigas na materyales. Ang pagsusuri sa thermal stability ay nagpapakita na ang mga coating na ito ay nagpapanatili ng 91% ng kanilang hardness sa room temperature sa 600°C, kumpara sa 62% para sa mga tungsten carbide tool.
Ang pagsubaybay sa mataas na dalas ng pag-vibrate habang pinoproseso ang glass fiber-reinforced polymer ay nagpapakita na ang mga drill na may patong na diamond ay nagpapababa ng amplitude ng pag-vibrate ng 44% kumpara sa mga walang patong na kasangkapan. Ang likas na damping properties ng mga patong na diamond ay nagpapababa sa kabuuang kabibilugan (Ra) ng surface ng workpiece mula 1.2 μm hanggang 0.4 μm sa mga operasyon ng pag-mill ng aerospace-grade aluminum.
Sa mga pagsusuring pangmachining sa carbon fiber composites, ang mga end mill na may patong na diamond ay tumatagal ng 3.8 beses nang higit kaysa sa karaniwang carbide tools na walang patong. Ang pagsukat sa edge radius ay nagpakita ng 82% mas kaunting deformation sa mga insert na may patong na diamond pagkatapos ng 8 oras na machining ng titanium, na nagagarantiya ng presisyon ng pagputol sa loob ng toleransyang ±2 μm.
Ang Hot Filament Chemical Vapor Deposition, o HFCVD sa maikli, ay nagbibigay sa mga tagagawa ng mas mahusay na kontrol kapag lumalago ang mga patong na diyamante dahil pinapayagan silang i-tune nang eksakto ang mga gas na ginamit at ang temperatura ng substrate material. Ayon sa pananaliksik na nailathala noong nakaraang taon sa Materials Today, ang mga pagsubok sa zirconia machining ay nagpakita na ang mga patong na gawa sa paraang ito ay mas malakas na kumakapit sa mga surface—humigit-kumulang 34 porsiyento—kumpara sa nakukuha natin sa karaniwang CVD na pamamaraan. Ang nagpapahindi sa HFCVD ay ang pagkakalat nito nang pantay-pantay sa mga tool na may komplikadong hugis, na pinapanatili ang mga pagbabago sa ilalim ng plus o minus dalawang micrometer sa kabuuang bahagi habang nananatiling matulis ang mga gilid. Maaring baguhin ng mga inhinyero ang halo ng methane at hydrogen upang mapataas ang density ng patong lampas sa 98 porsiyento, na talagang binabawasan ang pagbuo ng mga maliit na bitak sa ilalim ng matinding kondisyon ng milling kung saan palagi na stressed ang mga tool.
Ang mga kamakailang pag-aaral ay nagpapakita ng iba't ibang pagganap sa mga arkitektura ng diamond coating kapag pinoproseso ang 3Y-TZP zirconia:
| Uri ng Pagco-coat | Haba ng Buhay ng Kagamitan (minuto) | Ibabaw na Kahigpitan (Ra) | Panganib ng Pagkakasira |
|---|---|---|---|
| Multilayer (5μm) | 142 ±8 | 0.32 μm | Mababa |
| Bilayer (3μm) | 89 ±12 | 0.51 μm | Moderado |
| Monolayer (2μm) | 47 ±9 | 0.78 μm | Mataas |
Ang multilayer coatings ay nag-aalok ng 40% mas mahabang buhay ang tool kaysa sa monolayer na bersyon dahil sa mas mahusay na distribusyon ng stress. Ang pagpapalit-alit ng mga nanocrystalline at microcrystalline layer ay mas epektibong sumisipsip ng enerhiya ng pag-vibrate, na pinananatili ang surface finishes na ≤ 0.35 μm Ra sa loob ng 85% ng operational lifespan ng tool, gaya ng napatunayan sa mga high speed milling na pagsubok.
Balitang Mainit2025-09-30
2025-08-31
2025-08-30
2025-07-28
2025-06-25
2025-04-22
Kumikilos ang Dongtai upang manatili nang matuod sa Silangan at ipagpatuloy ang pag-unlad ng industriya ng coated abrasives sa buong mundo.
EN
