Un disco de diamante es una hoja de sierra que tiene diamantes fijados en su borde para cortar materiales duros o abrasivos . Existen muchos tipos de discos de diamante y tienen muchos usos, incluido el corte de piedra, hormigón, asfalto, ladrillos, bolas de carbón , vidrio y cerámica en la industria de la construcción ; corte de materiales semiconductores en la industria de semiconductores ; y corte de piedras preciosas , incluidos diamantes, en la industria de las gemas.
Los discos diamantados están disponibles en diferentes formas:
Los discos de diamante diseñados para usos específicos incluyen discos de mármol, granito, hormigón, asfalto, mampostería y corte de gemas. También se encuentran disponibles hojas de uso general.
Las hojas que utilizan diamantes incrustados en un revestimiento metálico, generalmente de níquel galvanizado sobre una base de hoja de acero, pueden fabricarse para que sean muy delgadas; las hojas pueden tener decenas de micrómetros de espesor, para usarlas en cortes precisos.
Las hojas de sierra de diamante soldadas al vacío se fabrican soldando partículas de diamante sintético al borde exterior de la hoja de sierra circular en un horno de soldadura al vacío . Todas las partículas de diamante están completamente expuestas y fijadas en el filo exterior de la hoja en lugar de estar incrustadas dentro de una mezcla de metal y diamante. Dependiendo de la aplicación de la cuchilla recomendada por el fabricante, las cuchillas soldadas al vacío cortarán una amplia variedad de materiales, incluidos concreto , mampostería , acero , diversos hierros , plástico , azulejos , madera y vidrio .
Los granos de diamante sintéticos más finos reducirán el desconchado de las losas y las rebabas del acero y proporcionarán un acabado más suave. Los granos de diamante más grandes proporcionarán una mayor velocidad de corte, pero es más probable que causen astillas, rebabas o grietas. Los departamentos de bomberos a veces utilizan hojas de sierra soldadas al vacío y requieren que las hojas estén hechas con un grano de diamante muy grande para atravesar el material rápidamente. En la industria de producción se utiliza un tamaño de grano intermedio. [1]
Los discos de diamante aglomerados con metal sinterizado son el tipo de disco más común. Estas hojas constan de un núcleo de acero (la base es una placa de acero, a diferencia de los alambres utilizados en las sierras de hilo diamantado ) y segmentos de diamante , que se fabrican combinando cristales de diamante sintético con polvo metálico y luego sinterizándolos . Los segmentos de diamante también se conocen como "dientes cortantes" de la hoja. [2]
El núcleo de acero puede variar en diseño. Algunos núcleos tienen espacios (conocidos como gargantas) entre los segmentos para proporcionar enfriamiento y eliminación de lodo , mientras que otros tienen un solo borde continuo para un corte más suave. El tipo de núcleo que se puede utilizar depende del tipo de materiales para los que está diseñado el disco de diamante.
Generalmente, existen tres tipos de discos de diamante aglomerados con metal sinterizado según sus métodos de fabricación: discos de diamante totalmente sinterizados, discos de diamante soldados con plata y discos de diamante soldados con láser.
Un disco de diamante totalmente sinterizado se fabrica colocando el núcleo de acero, junto con los diamantes y los materiales aglutinantes metálicos, en un molde y luego sinterizándolo en un equipo de horno de sinterización. En consecuencia, el diámetro de los discos de diamante totalmente sinterizados no es muy grande, normalmente no más de 400 milímetros (16 pulgadas). Debido a que participa en el proceso de sinterización, el núcleo de acero no se puede templar, por lo que la dureza y resistencia del núcleo no son muy altas. Esto significa que estos tipos de discos de diamante pueden deformarse en procesos de corte de alta carga y alta intensidad y pueden presentar una baja eficiencia de corte.
Los discos de diamante soldados con plata y con soldadura láser no tienen esta debilidad porque sus segmentos de diamante y su núcleo de acero se tratan por separado. El núcleo de acero se puede templar y procesar con otros tratamientos térmicos, por lo que su dureza y resistencia pueden ser altas, lo que significa que la hoja se puede utilizar en procesos de corte de alta carga e intensidad con una alta eficiencia de corte y un menor grado de deformación.
Los segmentos de diamante de los discos de diamante soldados con plata se sueldan al núcleo de acero mediante una soldadura de plata. Estas hojas sólo se pueden utilizar en esquejes húmedos. Si se utilizan en cortes secos, la soldadura de plata puede derretirse y los segmentos pueden desprenderse del núcleo de acero y convertirse en un grave peligro para la seguridad. Un láser funde y combina el metal del segmento de diamante y el núcleo de acero creando una soldadura más fuerte, que puede sostener los segmentos incluso a altas temperaturas, lo que significa que los discos de diamante soldados con láser se pueden usar para cortar muchos tipos de piedra sin refrigeración por agua. Sin embargo, al cortar materiales muy duros o abrasivos, por ejemplo hormigón que contiene barras de refuerzo, también se deben utilizar discos de diamante soldados con láser con suficiente agua. De lo contrario, es posible que el segmento de diamante se rompa o que el núcleo de acero debajo del segmento se desgaste y rompa, creando graves riesgos para la seguridad.
Un disco de diamante muele, en lugar de cortar, el material. Las hojas suelen tener dientes rectangulares (segmentos) que contienen cristales de diamante incrustados en todo el segmento para moler materiales muy duros.
La unión es un término utilizado para la suavidad o dureza del polvo metálico que se utiliza para formar los segmentos. Los metales en polvo mantienen los diamantes en su lugar. La unión controla la velocidad a la que los segmentos de diamante se desgastan, lo que permite que nuevos diamantes queden expuestos en la superficie para continuar puliendo con un borde "afilado". Un paso importante al elegir una hoja es hacer coincidir la unión con el material específico que se va a cortar. Factores adicionales a considerar son el tipo y potencia del equipo a utilizar y la disponibilidad de agua. Los materiales más duros necesitan un segmento adherido más suave para permitir la exposición continua del diamante. Los materiales más blandos como el asfalto o el hormigón recién vertido pueden utilizar un segmento más duro para resistir el mayor desgaste que crean los materiales más blandos y abrasivos. [ se necesita aclaración ] Además, el grano (tamaño), la dureza y la concentración de los diamantes también deben coincidir con la naturaleza del material que se va a cortar. Por ejemplo, cuando se cortan materiales duros, los diamantes deben ser más pequeños.
Hay otros factores que se deben considerar al elegir un disco de diamante para una aplicación particular. Estos incluyen el tipo (método de fabricación) de la hoja, la disponibilidad de agua en el proceso de corte, la potencia de la sierra y el nivel aceptable de ruido creado por la sierra. Por ejemplo, si la potencia de una sierra es grande, la concentración de diamante del disco de diamante debería ser mayor o la unión debería ser más dura. Una mayor concentración de diamantes disminuirá el impacto sobre cada diamante durante el trabajo, mientras que una unión más dura sujetará los diamantes con mayor firmeza.
Muchas palas están diseñadas para funcionar en seco o en húmedo. Sin embargo, las herramientas y discos de diamante funcionan mejor cuando están mojados, y el corte en seco debe limitarse a situaciones en las que no se puede o no se debe utilizar agua. El agua evitará que la hoja se sobrecaliente, reducirá en gran medida la cantidad de polvo dañino creado al cortar, eliminará la lechada del corte y extenderá la vida útil de la hoja, ya que el diamante no puede soportar las fuerzas involucradas en las elevadas temperaturas involucradas en el secado. cortando materiales cerámicos y abrasivos, y estará sujeto a un rápido desgaste de la herramienta y posibles fallas.
Cuando no se puede utilizar agua (en, por ejemplo, sierras eléctricas), se deben tomar medidas para garantizar que el operador no inhale el polvo creado por el proceso, que puede provocar silicosis , una enfermedad pulmonar grave. Al realizar cortes en seco, se debe dejar que la hoja se enfríe periódicamente. El enfriamiento se puede aumentar permitiendo que la hoja gire libremente fuera del corte. OSHA tiene regulaciones estrictas con respecto al polvo de sílice y requiere un respirador N95 aprobado por NIOSH en lugares de trabajo donde hay cantidades peligrosas de polvo de sílice presentes . [3] [4]