Чем обрабатывать ДСП и МДФ успешному современному предприятию, или "небо в алмазах"

Чем обрабатывать ДСП и МДФ успешному современному предприятию, или "небо в алмазах". 6 августа 2002

Посещая различные мировые выставки достижений западного производства в последние два-три года, легко проследить тенденцию увеличения предложения так называемого "алмазного" инструмента, или, как правильно его называют PCD-инструмента, инструмента с ре- жущими кромками из "поликристаллического алмаза".

Что же такое PCD-инструмент? PCD ? это синтезированная, необычайно прочная масса беспорядочно направленных частиц алмаза в металлической матрице. Ее получают в процессе воздействия на определенное количество выбранный зерен алмаза с помощью высокого давления и температуры. В результате получается исключительно прочная и устойчивая структура.

Кстати, этот инструмент часто путают с PCBN-инструментом, где основой резца является поликристаллический кубический нитрид бора, а не поликристаллический алмаз. Кроме этого матрица, в которой установлены режущие частицы у нитрида бора ? керамическая. И соответственно стоимость PCBN-инструмента выше, чем у PCD-инструмента. Назначение PCBN-инструмента ? обработка черных металлов, потому что PCD быстро окисляется и теряет режущие свойства при обработке черных металлов. Поэтому мы не будем рассматривать этот вид инструмента из-за экономической неэффективности при обработке традиционных материалов в мебельной промышленности.

Разброс цен в секторе "алмазного" инструмента удивляет и настораживает. Например, фреза с одинаковыми параметрами и для одной и той же операции может стоить от 200 до 2000 долларов США. Что это? "Просто хочется денег" продавцам и изготовителям инструмента, или все-таки есть экономическая подоплека.

Чтобы понять суть происходящего, рассмотрим PCD-фрезы концевые отрезные. Как правило, на рынке предлагают три типа таких фрез:

? экономичную серию,

? спиральные фрезы,

? фрезы для скоростной обработки.

Основным различием в применяемых "алмазных" режущих кромках является сам "алмаз". Точнее, размеры кристаллов. Вообще говоря, чем мельче алмазное зерно, тем лучше работает режущая кромка, тем более гладкой и качественной получается финишная доводка, при условии использования нормальной производственной техники. А чем крупнее размер частиц, тем больше сопротивление износу.

Применительно к PCD-инструменту производства немецкой фирмы "DIAMATIC", который поставляем мы, используются материалы для режущих кромок, производства компании "DEBID". Это подразделение компании "De BEERS" было основано с целью концентрации на производстве, обработке и продвижению на рынок природных (а впоследствии ? и синтетических) алмазов, для промышленности. Наиболее часто используются следующие материалы:

SYNDITE CTC 002. Средний размер зерен PCD ? 2 микрона. Этот сорт обладает модифицированной микроструктурой, при которой режущий край менее подвержен возникновению сколов, что делает его идеальным для обработки ДСП, при обработке которой некоторые сорта PCD имеют тенденцию к сколу. Сорт CTC 002 отлично подходит для этого применения.

SYNDITE CTB 002. Средний размер зерен PCD ? 2 микрона. Частицы алмаза очень мелки, поэтому режущий край инструмента обладает несравненными режущими свойствами. Также этот сорт поставляется с тонким алмазным слоем (особый формат) ? это важно при изготовлении прецизионных инструментов малого размера.

SYNDITE CTB 010. Средний размер зерен PCD ? 10 микрон. Сорт "на все случаи жизни"? он представлен тремя версиями: со стандартным, тонким и широким PCD слоем. Это позволяет изготавливать обычный, прецизионный и черновой инструмент. Этот сорт обладает универсальной комбинацией характеристик в области производства.

Все SYNDITE PCD диски имеют отполированную поверхность.

Обычно фирма "DIAMATIC" использует материал СТС 002, так как на данный момент основной материал, который обрабатывается, ? это ДСП с различными видами покрытия. Но этот материал имеет два недостатка: сравнительно высокую стоимость и сравнительно худшую чистоту обработки таких материалов, как МДФ. Поэтому при изготовлении специального инструмента, в основном профильного со сложным рисунком и для обработки МДФ, используется СТВ 002. Который позволяет обрабатывать МДФ, даже не поднимая ворс, т.е. сразу под отделку, но при этом кромка менее стойкая и быстрее разрушается. СТВ 010 используется в основном на инструменте для "черновых" работ, где не очень важно качество поверхности, а важно увеличить период работы. Так же по заказу можно изготовить инструмент с "алмазом", имеющим величину зерна до 25 микрон. Как правило, такой материал используется на фрезах для скоростной черновой отрезки.

Все остальное относится к видимой части инструмента, и про это уже не раз было сказано, так как многие из этих конструкционных решений применяются и в традиционном инструменте затылованном, с напайками или со сменными ножами из твердого сплава или быстрореза.

Это "разнесенный" зуб, позволяющий более равномерно распределить нагрузку на инструмент, а также позволяющий получать стружку более мелкой фракции для облегченного удаления ее из зоны резания.

Это и "всречно направленные" ножи, позволяющие избежать сколов на кромке материала за счет "прижимания" покрытия к основному материалу в момент резания.

Это и "малый шаг" спирали, вдоль которой расположены режущие зубья, позволяющие обрабатывать заготовку с повышенными скоростями подачи.

Это и количество полных режущих кромок, которые дают возможность не только получать более качественную обработанную кромку, но и позволяют инструменту продолжать работать при разрушении одного отдельно взятого зуба.

Это, наконец, и ширина зуба от 2,5 мм до 6 мм, позволяющих затачивать инструмент от 2 до 12 раз.

Все вышеперечисленное приводит к тому, что "алмазные" фрезы могут при одних и тех же геометрических параметрах и оборотах выдавать не только на порядок разную производительность в единицу времени (самые простые работают со скоростями подачи 3 м/мин, а самые сложные ? 30 м/мин). При этом данные фрезы имеют различный срок службы по линейным параметрам (от 500 метров до 20 километров и это до первой заточки).

Т. е. эффективность применения этого инструмента при поточной обработке материалов типа ДСП и МДФ намного выше, чем у традиционного инструмента. Однако у каждой медали есть оборотная сторона.

Сравнительно высокая стартовая цена заставляет задуматься не только об обоснованности применения этого инструмента вне поточного производства. И самый главный вопрос в данной области ? это ремонтопригодность. Этот вопрос особенно актуален если принять во внимание качество обрабатываемых материалов и сравнительно меньшую упругость, а значит, более высокую хрупкость PCD по сравнению с "железом" и твердыми сплавами.

Сервис по алмазному инструменту пока в России никакой. Однако тема сервисного обслуживания любого инструмента достойна отдельного разговора, и ей будут посвящены несколько следующих статей.