Diamantzaagbladen in de bouwsector
Diamant heeft de eigenschap het hardste materiaal te zijn. Deze eigenschap maakt het mogelijk om
met diamant alle andere materialen te zagen, boren, schuren en polijsten. Diamant kan alleen met
diamant worden bewerkt.
met diamant alle andere materialen te zagen, boren, schuren en polijsten. Diamant kan alleen met
diamant worden bewerkt.
We onderscheiden 2 soorten diamant:
- Natuurdiamant
Natuurdiamant wordt hoofdzakelijk gewonnen in Zuid-Afrika, Rusland, Canada, Australië en Brazilië. Diamanten worden gevormd door het samenpersen van koolstof onder hoge druk op een diepte tussen 140 en 190 kilometer in de aardmantel. Door vulkaanuitbarstingen komen deze diamanten in de ontginningslagen terecht.
- Synthetisch diamant
Ook wel industriediamant genoemd, gemaakt door de mens. Gezien diamant voor 100% bestaat uit koolstof werd er de laatste 60 jaar heel wat geïnvesteerd in methodes om synthetisch diamant te maken. De eerste mensgemaakte diamant dateert van 16 december 1954 toen Tracy Hall een pers ontwierp die het mogelijk maakte om koolstof op een zeer hoge temperatuur (2.000 tot 3.000°C) onder zeer hoge druk (3.5 tot 10 gigapascals) samen te persen. Massaproductie van industriediamant was een feit. Sindsdien zijn de productiemethodes geoptimaliseerd en is het mogelijk om grote hoeveelheden diamant te produceren met dezelfde en zelfs betere eigenschappen als natuurdiamant, maar goedkoper en beheersbaar van grootte en vorm. Synthetisch diamant is geel van kleur door de insluiting van nitrogeen onzuiverheden tijdens het productieproces.
Waarom synthetisch diamant?
Voor het bewerken van bouwmaterialen zoals natuur- en kunststeen, beton of asfalt wordt gebruikt gemaakt van gereedschappen met industriediamant.
Diamantgereedschappen dienen bij iedere productie dezelfde zaag- of booreigenschappen te hebben.
Diamantgereedschappen dienen bij iedere productie dezelfde zaag- of booreigenschappen te hebben.
Voor de wereldproductie van diamantgereedschappen is veel diamant nodig met een gelijke hardheid, vorm en grootte. Bij natuurdiamant vormt dit een probleem. Geen enkele natuurlijk gevormde diamantkorrel is identiek aan elkaar. Het zou bijgevolg niet rendabel zijn om natuurdiamant in zo een grote hoeveelheid te winnen, te sorteren en te bewerken voor gebruik in gereedschappen.
Door de grootte en de vorm van de diamant aan te passen is het mogelijk om de zaagsnelheid en levensduur van de diamant gereedschappen te beïnvloeden.
Hardheid
Synthetisch diamant is het hardste materiaal bekend, waarbij de hardheid wordt bepaald door zijn krasbestendigheid ; uitgedrukt in 1 (zacht) tot 10 (hardst) met behulp van de Mohs mineraalschaal. Door zijn hardheid is diamant ook zeer broos.
Onderstaande tabel toont de absolute hardheid van diamant:
Temperatuur
Diamant is een zeer goede thermische geleider (7 x beter dan koper). Deze eigenschap helpt de wrijvingstemperatuur afvoeren tijdens het zagen. Echter, bij een temperatuur van meer dan 800°C begint diamant zijn zaageigenschappen te verliezen.
We onderscheiden 2 soorten diamant:
Hoe werken diamantzagen?
Het is voor Gölz-Riforce een constante uitdaging om het gereedschap op een zodanige manier te produceren dat de diamantgrootte en diamantconcentratie, in combinatie met de samenstelling van de segmentbinding, de ideale zaag- of booreigenschappen oplevert in het beoogde materiaal.
Het Segment
Het segment bestaat uit een metaalbinding en diamant.
Metaalbinding
De metaalbinding is samengesteld uit een aantal metalen zoals ijzer, koper, kobalt, brons, enz. De samenstelling van deze metalen bepaalt, samen met de diamant, de eigenschappen van de zaag zoals:
- Levensduur
- Zaagsnelheid
- Comfort
De metaalbinding heeft tot doel de diamant tijdens de zaagcyclus vast te houden en meerdere keren te laten breken om nieuwe scherpe zaagranden aan te maken. Op die manier blijft de zaag in het materiaal zagen en wordt de diamant optimaal benut.
De stelregel is:
- Zachte binding voor harde materialen (graniet),
- Harde binding voor zachte materialen (baksteen)
Diamantgrootte
De grootte van de diamant bepaalt in belangrijke mate de zaag- en booreigenschappen van het diamantgereedschap. Algemeen kan men stellen dat hoe groter de diamant, hoe sneller het gereedschap zal werken, maar hoe ruwer de afwerking van het bewerkte materiaal zal zijn.
De diamantgrootte wordt in “mesh” uitgedrukt, de Amerikaanse ASTM E 11 standaard. Een mesh is niets minder dan de gaasgrootte van een zeef uitgedrukt in een getal per duim. Hoe groter de mesh (aantal openingen per duim), hoe kleiner de gaasgrootte en hoe kleiner de diamantgrootte.
20 mesh = gaasgrootte van 0,841 mm
60 mesh = gaasgrootte van 0,250 mm
60 mesh = gaasgrootte van 0,250 mm
MESH waarde
| Zeer groot | 8 - 12 mesh |
| Groot | 14 - 24 mesh |
| Middelgroot | 30 - 60 mesh |
| Fijn | 70 - 120 mesh |
| Zeer fijn | 150- 240 mesh |
| Stoffijn | 280 - 600 mesh |
Voor beton en asfalt wordt gewerkt met diamantgroottes van 20 tot 60 mesh (middel tot fijn).
Diamantconcentratie
Voor een fijne afwerking van de zaagsnede of het zagen van zachte materialen is een kleine diamant vereist. Een nadeel hierbij is dat de metaalbinding snel slijt door de schurende werking van het materiaal op de binding.
Een oplossing hierbij is de concentratie diamant in de binding te verhogen.
Diamantconcentratie wordt uitgedrukt in “C” en geeft het volume diamant aan per cm3 segment.
Voorbeeld: C 100 waarbij 4,4 Karaat diamant in het segment aanwezig is en een gewicht van 0,968 gr diamant vertegenwoordigt (1 Karaat = 0,22 gr)
Voorbeeld: C 100 waarbij 4,4 Karaat diamant in het segment aanwezig is en een gewicht van 0,968 gr diamant vertegenwoordigt (1 Karaat = 0,22 gr)
C 25 : 1,1 K/cm3
C 50 : 2,2 K/cm3
C 75 : 3,3 K/cm3
C 100 : 4,4 K/cm3
C 125 : 5,5 K/cm3
C 150 : 6,6 K/cm3
C 200 : 8,8 K/cm3
Per Karaat (220 mg) zijn volgens de mesh grootte een bepaald aantal diamantkorrels aanwezig.
US mesh 40/50
370 micron
1052 stuks per karaat
US mesh 50/60
273 micron
2660 stuks per karaat
US mesh 60/70
230 micron
4690 stuks per karaat
Zaagcyclus
Tijdens de productie van een diamantzaag wordt een draairichting aan de zaag meegegeven. Dit gebeurt door de segmenten in een bepaalde richting op te schuren. Daardoor krijgt de diamant een extra steun aan de achterzijde zodat deze moeilijker vroegtijdig loslaat.
 | Figuur 1: de diamant freest het materiaal weg |
 | Figuur 2: de diamant breekt meermaals om nieuwe scherpe kanten aan te maken |
 | Figuur 3: in optimale omstandigheden slijt de metaalbinding gelijkmatig met de diamant |
 | Figuur 4: de diamant is zodanig opgebruikt dat hij loslaat uit de metaalbinding,onderliggende diamant wordt vrijgemaakt |
Mechanische belasting
Bouwmaterialen zagen doet een operator met gevoel en met kennis van zaken. Een optimaal rendement wordt bekomen door een goede wisselwerking na te streven tussen de diamantzaag, het soort materiaal, het machinevermogen en de manier van zagen.
 |
Laat het vermogen en het gewicht van de machine het werk doen |
 |
Diamant is zeer hard en dus ook zeer broos. Bruusk of overbelast werken met het diamantgereedschap vermindert in sterke mate de prestaties van het gereedschap. |
 |
Gebruik een zaag waarvan de binding en de diamant aangepast is aan het materiaal dat moet gezaagd worden en de machine die zal aangewend worden. Het overbelasten van de diamantzaag doet de temperatuur zo hoog oplopen dat vervorming van het segment en het verbranden van de diamant onvermijdelijk is. |
Hoe wordt een segment gemaakt?
De metaalpoeders worden met de diamant in een keertrommel gemengd.
De mengeling wordt vervolgens in een matrijs koudgeperst om een segment met een bepaalde vorm en afmeting te bekomen.
Dit koudgeperst segment wordt ofwel apart ofwel samen met het staalblad in een hete oven onder een bepaalde druk “gesinterd”. Dit proces doet de metaalpoeders smelten tot één geheel en sluit de diamant in het segment.
Wanneer het segment apart wordt gesinterd wordt het ontdaan van eventuele bramen waarna het segment op een staalblad wordt gelazerd of gesoldeerd.
Ten slotte wordt de draairichting bepaald door de diamant in het segment vrij te maken in een opscherpmachine.
 | Bevestiging van het segment aan het staalblad tijdens het sinteringproces. |
 | Bevestiging van het segment door middel van een zilversoldering (acetyleen/zuurstofmengsel, 780°C) |
 | Bevestiging van het segment door middel van een laser. Het segment krijgt tijdens het sinteren een diamantvrije lasvoet van 2 mm die het mogelijk maakt om het segment aan het staalblad te lazeren. (2400°C) |
Mechanische problemen met diamantzagen
 Blauwlopen van segmenten en staalblad Oorzaken:
Oplossingen:
|
 Barsten in de segmenten Oorzaken:
|
 Scheuren in het staalblad Idem als hierboven |
 Scheuren in het staalblad Oorzaken:
|
 Segmentbreuk Oorzaken:
|
 Ongelijkmatige slijtage van de segmenten Oorzaken:
|
Mechanische problemen met diamantzagen
 Gelijkmatig afronden van het segment Oorzaken:
|
 Vroegtijdige slijtage van het staalblad onder het segment |
 Ongelijkmatige slijtage van de segmenten (hoogte/breedte) Oorzaken:
|
 De diamanten laten vroegtijdig los Oorzaken:
|
 Bot segment Oorzaken:
Oplossingen:
|
 Ongelijkmatige slijtage van de segmenten Oorzaken:
Oplossingen:
|
Praktijkvoorbeelden
   |
Toerental en omtreksnelheid
Het toerental van de machine bepaalt samen met de diameter van de diamantzaag de omtreksnelheid. Wanneer een voorwerp in een cirkelvormige beweging rond een as in één richting beweegt spreekt men van een rotatie, de afgelegde weg is dan gelijk aan de omtrek van de gemaakte cirkel. De snelheid die daarbij gemaakt wordt noemt men dan de rotatiesnelheid of omtreksnelheid.
Onderstaande tabel is volgens de EN13236 opgesteld en toont het maximaal toegelaten toerental dat een diamantzaag mag draaien bij een bepaalde omtreksnelheid.
Omtreksnelheid in formule: v = π x d x n
v = omtreksnelheid
d = diameter
n = toerental
De omtreksnelheid wordt aangepast aan het te zagen materiaal.
Volgende omtreksnelheden worden aanbevolen:
Bij omtreksnelheden van hoger dan 60 m/sec dient het staalblad een andere voorspanning te krijgen.
Aanwendingstechniek
