Tarcze diamentowe

Do cięcia materiałów budowlanych zalecane są tarcze: z bieżnią ciągłą, z bieżnią segmentową bez szczelin lub ze specjalnymi szczelinami. Każdy rodzaj tarczy ma określone przeznaczenie.

Tajniki produkcji

Do produkcji tarcz diamentowych początkowo używano także spoiw żywicznych - obecnie technologia ich wytwarzania uległa zmianie. Zbudowane są z metalowego (stalowego lub wykonanego ze specjalnego stopu metali lekkich) korpusu, na którego obwodzie naniesiona została warstwa diamentowego proszku zatopionego w spoiwie metalowym. Produkcja tarczy diamentowej do cięcia polega na obwodowym umieszczeniu (wprasowaniu) specjalnej kompozycji metali i odpowiednio dobranych ziaren diamentu syntetycznego. W trakcie formowania diamentowej warstwy ściernej kryształy diamentu nie zostają bezładnie rozrzucone, ale ułożone (ukierunkowane) tak, aby uzyskać optymalną jakość skrawania ich ostrych krawędzi. Ziarna diamentowe zostają najpierw zatopione w spoiwie metalowym, a następnie przylutowane (tzw. tarcze lutowane) lub zgrzane z powierzchnią tarczy za pomocą lasera (tzw. tarcze laserowe). W zależności od rodzaju tarczy wieniec diamentowy jest nałożony na jej obwód w sposób ciągły albo w postaci odcinków, czyli segmentów. Określona budowa tarczy wiąże się z jej konkretnym zastosowaniem.

Rodzaje tarcz

Tarcze diamentowe do cięcia materiałów budowlanych produkowane są w trzech rodzajach: z bieżnią ciągłą, z bieżnią segmentową bez szczelin na obwodzie tarczy oraz z bieżnią segmentową i specjalnymi szczelinami o specyficznym, wydłużonym kształcie. Każda z tych tarcz ma określone przeznaczenie. Tarcze z wieńcem ciągłym służą przede wszystkim do cięcia twardych i kruchych materiałów takich jak klinkier, łupek naturalny, płytki ceramiczne i inne wyroby ceramiki budowlanej. Tarcz segmentowych ze szczelinami używa się do cięcia materiałów takich jak marmur, miękkie cegły, piaskowiec, lekki beton. Trzeci rodzaj tarcz nazwany jest uniwersalnym. Tarcze tego typu mają z założenia takie same zastosowanie jak rodzaje wymienione wcześniej. Mają budowę segmentową, ale na obwodzie brak im charakterystycznych szczelin biegnących w kierunku promieniowym. "Uniwersalne" nie oznacza w tym wypadku "do wszystkiego". Tam, gdzie wykonywane są prace doraźne i zachodzi konieczność przecięcia w krótkim czasie wielu różnych materiałów, najlepiej posłużyć się właśnie uniwersalną tarczą tnącą. Można wówczas pracować szybko, bez uciążliwego przezbrajania maszyny i zakładania kolejnych tarcz tnących o specjalnym przeznaczeniu. Oczekiwany efekt pracy nie będzie jednak taki sam jak przy zastosowaniu tarczy specjalnej. Należy się także liczyć z szybszym zużyciem tarczy uniwersalnej niż tarczy "do specjalnych zadań". Tarcze uniwersalne nadają się zasadniczo do cięcia większości materiałów budowlanych. Ze względu na swoją budowę są stosunkowo dobrze chłodzone podczas pracy na sucho, dają gładką krawędź cięcia. W trakcie pracy nie występuje zjawisko uderzania segmentów o przecinaną powierzchnię. Producenci tarcz uniwersalnych nie ukrywają jednak, że nie mogą one spełniać doskonale wszystkich zadań. W tabeli zastosowań tarcz uniwersalnych odnaleźć więc można wiele pól oznaczonych jako "stosowanie dobre" albo zaledwie "zadowalające".

Technologia cięcia

Technologia cięcia materiałów budowlanych wymaga zasadniczo pracy na mokro. Substancją chłodzącą jest najczęściej woda lub specjalne emulsje chłodząco-smarujące. Dzięki obfitemu zwilżaniu miejsca cięcia następuje intensywne chłodzenie tarczy przy jednoczesnym wypłukiwaniu szlamu, co zwiększa wydajność pracy i przedłuża żywotność tarczy. Zastosowanie specjalnych emulsji (np. wody z dodatkiem szarego mydła lub oleju wiertniczego) dodatkowo podwyższa efektywność pracy tarczy diamentowej nawet do 25% w porównaniu z zastosowaniem czystej wody jako chłodziwa. Wiadomo jednak, że do miejsca obróbki nie zawsze można doprowadzić wodę lub inne medium. Wtedy trzeba pracować na sucho. Dlatego diamentowe tarcze tnące produkowane są w dwóch odmianach: do pracy na mokro lub na sucho. Każda tarcza ma na swojej powierzchni symbol lub/i informację słowną: "do pracy na sucho", "do pracy na mokro". Tarczami z opisem "do pracy na mokro" można pracować wyłącznie na mokro, polewając je stale wodą lub emulsją chłodząco-smarującą. Nieprzestrzeganie tej zasady prowadzi do nieodwracalnego zniszczenia tarczy. Nieco inaczej jest z diamentowymi tarczami tnącymi o metalowym korpusie, przeznaczonymi do cięcia na sucho. Mogą one pracować zarówno w technologii "na sucho", jak i "na mokro". Opis "do pracy na sucho" oznacza, że wybranym typem tarczy diamentowej można pracować również na przenośnych urządzeniach, do których nie można podłączyć żadnych układów chłodzenia cieczą. Tarcze są tak skonstruowane, aby mogły pracować wydajnie w trudnych warunkach, występujących przy cięciu materiałów budowlanych na sucho - kiedy temperatura pracy jest znacznie wyższa niż podczas pracy tarczy na mokro. Jeżeli cięcie określonego materiału zostało rozpoczęte na sucho, należy zawsze czynność tę kontynuować w takich samych warunkach. Nagła zmiana technologii i gwałtowne przejście do pracy na mokro, z czym wiąże się np. nagły spadek temperatury, spowoduje szybkie zniszczenie tarczy. Ponieważ zalecane jest chłodzenie diamentowej tarczy tnącej podczas pracy na sucho, należy ją wyjmować ze szczeliny cięcia po około 2 minutach pracy ciągłej, a następnie chłodzić, pozostawiając urządzenie włączone na kolejne 2 minuty na biegu jałowym.

Głębokość cięcia

Katalogi producentów tarcz diamentowych podają zwykle zalecaną, maksymalną głębokość cięcia dla danego rodzaju tarczy. Głębokość cięcia zależy od średnicy tarczy. Efektywność pracy tarczą diamentową można przeanalizować, posługując się ceną tarczy w odniesieniu do ilości metrów kwadratowych przeciętej powierzchni aż do momentu zużycia tarczy i konieczności jej wymiany na nową. Diamentową tarczę tnącą można, oczywiście, zanurzyć podczas pracy w materiał na tyle, na ile pozwala system jej mocowania (teoretycznie aż po kołnierze mocujące tarczę tnącą na wrzecionie obrabiarki), ale takie postępowanie jest co najmniej nierozsądne. Przekroczenie zalecanej przez producenta maksymalnej głębokości cięcia, aczkolwiek teoretycznie możliwe, zemści się dosyć szybko w postaci szybszego zużycia tarczy. Dowiodły tego liczne testy przeprowadzone przez większość producentów diamentowych tarcz tnących. Jeżeli zachodzi konieczność cięcia na znaczną głębokość, lepiej jest więc użyć tarczy o odpowiednio dużej średnicy.
O dodatkowych zaleceniach trzeba pamiętać przy cięciu materiałów twardych. W wypadku betonu zbrojonego, bardzo twardej cegły i granitu cięcie należy wykonywać etapami: w pierwszym przejściu na głębokość do 5 mm lub maksymalnie do połowy zalecanej dla danej tarczy głębokości cięcia; w drugim przejściu, na docelową głębokość. W wypadku materiałów miękkich (miękki marmur, piaskowiec, wapień) można próbować cięcia od razu na pełną głębokość.

Prędkość skrawania

Cięcie materiałów twardych i zwięzłych (np. granitu) wymaga zastosowania mniejszej prędkości skrawania (cięcia) - 30-37 m/s, zaś materiałów średniotwardych (np. marmur, wapień) większej - 40-47 m/s. Prędkość tę łatwo przeliczyć na obroty wału obrabiarki, oczywiście z uwzględnieniem średnicy używanej tarczy tnącej. Nigdy nie wolno przekroczyć maksymalnych obrotów tarczy, przewidzianych przez producenta. Podane są one na powierzchni każdej tarczy i wyrażone w obrotach na minutę, odnoszących się do maksymalnych obrotów wrzeciona obrabiarki, do której założona została tarcza (np. max. 10 000 obr/min). Przekroczenie dopuszczalnych obrotów może grozić niespodziewanym oderwaniem się segmentów tnących, rozerwaniem tarczy, a nawet wypadkiem. Należy również pamiętać, że aby skrawanie materiału odbywało się w sposób optymalny, nacisk wywierany w trakcie pracy na tarczę diamentową nie może być ani zbyt mały ani zbyt duży. Zbyt mały nacisk będzie powodował zanik zjawiska samoostrzenia się tarczy (nie będą odsłaniane nowe, ostre krawędzie kryształów diamentu). Zbyt duży nacisk - poznać to można po znacznym spadku obrotów wrzeciona obrabiarki w trakcie cięcia - spowoduje szybsze zużycie tarczy lub jej zniszczenie. Aby ustalić odpowiedni nacisk tarczy, trzeba pamiętać o zasadzie swobodnego skrawania materiału przez narzędzie tnące (ścierające). Oznacza to, że w trakcie cięcia narzędzie nie może napotkać na tak duży opór, aby pod jego wpływem spadły gwałtownie obroty wrzeciona urządzenia napędzającego. W wypadku diamentowych tarcz tnących oznaką wywierania zbyt dużego nacisku jest dodatkowo zjawisko gwałtownego iskrzenia.

Użytkowanie

Aby poprawnie i bezpiecznie użytkować tarcze diamentowe, należy:
- dobrać typ tarczy i parametry jej pracy odpowiednio do rodzaju ciętego materiału (praca na sucho lub mokro; średnica otworu tarczy; maksymalne, dopuszczalne obroty tarczy),
- nie powiększać nigdy otworu tarczy,
- tarczę założyć na wrzeciono maszyny tak, aby kierunek obrotów wrzeciona pokrywał się z kierunkiem wskazanym strzałką umieszczoną na powierzchni tarczy; dokładnie i pewnie umocować tarczę za pomocą kołnierzy dociskowych; przed założeniem tarczy oczyścić powierzchnię wrzeciona oraz powierzchnię kołnierzy dociskowych,
- cięcie elementu rozpoczynać płynnie i pracę kontynuować z wyczuciem; nie trzeba wywierać dodatkowego nacisku - wystarczy nacisk ciężaru maszyny,
- przecinany materiał dobrze umocować; ciąć tylko w linii prostej, a w trakcie cięcia nie przekrzywiać tarczy,
- nie przekraczać dopuszczalnych obrotów tarczy i zalecanych, maksymalnych głębokości cięcia; cięcia głębokie wykonywać w kilku etapach,
- tarcz diamentowych używać wyłącznie do cięcia; używanie tego typu tarcz do szlifowania jest zabronione,
- podczas cięcia na sucho tarczę wyjmować okresowo ze szczeliny cięcia, a następnie poczekać, aby wystygła podczas pracy maszyny na biegu jałowym,
- tarcz do pracy na sucho nie chłodzić poprzez polewanie okresowo wodą lub inną cieczą,
- tarczami przeznaczonymi do pracy na mokro nie pracować na sucho,
- podczas pracy na mokro używać wyłącznie maszyn ze specjalnym transformatorem bezpieczeństwa, czyli transformatorem separacyjnym (zasięgnąć porady specjalisty elektryka),
- zawsze pracować w ubraniu ochronnym (kasku ochronnym, okularach, masce przeciwpyłowej i rękawicach ochronnych); stosować urządzenia odpylające,
- stosować wyłącznie całkowicie sprawne urządzenia z zaleconymi przez producenta osłonami ochronnymi,
- w wypadku uszkodzenia tarczy (zarysowany korpus, nierównomierne zużycie, wyłamane lub uszkodzone w inny sposób segmenty diamentowe) maszynę natychmiast wyłączyć, wyciągnąć wtyczkę zasilającą z gniazda sieciowego i wymienić tarczę na nową,
- w razie jakichkolwiek wątpliwości eksploatacyjnych natychmiast kontaktować się ze sprzedawcą lub producentem tarczy,
- tarcze uniwersalne stosować wyłącznie do materiałów średnio- i słabotrących oraz średniotwardych.

Najczęściej występujące uszkodzenia diamentowych tarcz tnących

Przegrzanie tarczy
Objawy: błękitny kolor tarczy na obwodzie
Przyczyna: wiele możliwych przyczyn
Środek zaradczy: ostudzić tarczę; naostrzyć segmenty poprzez krótką pracę w miękkim materiale ścierającym (np. piaskowcu); zmienić tarczę na typ o bardziej miękkim spoiwie

Zeszlifowane segmenty diamentowe
Objawy: wieniec tnący tarczy jest wyraźnie zużyty z jednej strony (spłaszczenie w kierunku środka tarczy)
Przyczyna: tarczę próbowano używać do szlifowania (jest ona przeznaczona wyłącznie do cięcia)
Środek zaradczy: tarczę należy używać zgodnie z przeznaczeniem

Uszkodzenia na obwodzie tarczy
Objawy: segmenty diamentowe są nierównomiernie zużyte
Przyczyna: tarcza nie została zamocowana osiowo (uszkodzony otwór mocujący tarczy, uszkodzone wrzeciono maszyny, uszkodzone łożyska wrzeciona
Środek zaradczy: sprawdzić stan wrzeciona maszyny oraz stan techniczny łożysk

Tarcza wklęsła
Objawy: tarcza odkształcona ( kształt wklęsły)
Przyczyna: nadmierne rozgrzanie obwodu tarczy w trakcie pracy (niekontrolowana rozszerzalność cieplna korpusu tarczy)
Środek zaradczy: ostudzić tarczę; zastosować tarczę z bardziej miękkim spoiwem nasypu diamentowego; naostrzyć segmenty poprzez krótką pracę w miękkim materiale ścierającym (np. piaskowcu)

Nadmierne zużycie segmentów diamentowych
Objawy: tarcza zużyła się niepokojąco szybko
Przyczyna: niedopasowanie rodzaju tarczy do przecinanego materiału (zbyt miękkie spoiwo nasypu diamentowego)
Środek zaradczy: wybrać właściwy rodzaj tarczy o twardszym spoiwie nasypu diamentowego

Wklęsłość wokół otworu mocującego
Objawy: tarcza odkształcona wokół otworu mocującego; ślady wokół otworu mocującego tarczy mają różne średnice
Przyczyna: do mocowania tarczy użyto kołnierzy zaciskowych o niejednakowej średnicy (kołnierz o mniejszej średnicy spowodował wgniecenie tarczy w kierunku kołnierza o większej średnicy
Środek zaradczy: wymienić kołnierze zaciskowe na właściwe

Tarcza nie przecina materiału
Objawy: podczas próby cięcia tarcza nie zagłębia się w materiał; w trakcie pracy tarcza wpada w drgania boczne
Przyczyna: tarcza tępa; krawędzie ziaren diamentu zostały "wygładzone"
Środek zaradczy: przerwać pracę, naostrzyć segmenty poprzez krótką pracę w miękkim materiale ścierającym (np. piaskowcu)

Przyobwodowe pęknięcia korpusu tarczy
Objawy: na korpusie tarczy, w szczelinach kompensacyjnych pomiędzy segmentami pojawiły się pęknięcia
Przyczyna: tarcza została zastosowana do cięcia zbyt twardego materiału; zastosowano zbyt duży posuw tarczy podczas cięcia; proces cięcia prowadzono zbyt gwałtownie
Środek zaradczy: zastosować tarczę o bardziej miękkim spoiwie nasypu diamentowego; spowolnić proces cięcia (zmniejszyć nacisk na tarczę, zmniejszyć posuw)