skip to Main Content
Tel : +66 2 182 1275 ttd@toptechdiamond.com
All About Synthetic Diamond For Cutting Tools

เพชรสังเคราะห์ในงานเครื่องมือตัด

ในวงการอุตสาหกรรมเครื่องตัดหรือ Cutting Tools รวมถึงทาง ท็อปเทค ไดมอนด์ ทูลส์ เองก็ได้มีการสร้าง พัฒนา และนำเพชรสังเคราะห์มาใช้ในการผลิตเครื่องมือสำหรับตัด, กลึง, เจาะ และอื่น ๆ เพื่องานตัดที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น แล้วเพชรแต่ละประเภท มีอะไรบ้าง แล้วเหมาะกับการใช้งานแบบใด

Synthetic Diamond

เพชรที่ใช้ในงาน Cutting Tools มีอะไรบ้าง?

1. MCD

MCD ย่อมาจาก Monocrystalline Diamond เป็นเพชรสังเคราะห์แบบเม็ดเดี่ยวขึ้นมา โดยตัวผลึกที่สังเคราะห์ออกมามักจะมีสีที่ออกเหลือง ๆ ซึ่ง MCD นี้จะมีความแข็งมากถึง 9,000 kgf/mm2 ทำให้ต้านทานการสึกหรอ และยังทนแรงอัด แรงกระแทก และนำความร้อนได้สูงกว่าคาร์ไบด์

อุปกรณ์ที่ใช้ MCD เป็นส่วนประกอบจะเหมาะกับงานกลึงหรืองาน Finishing ที่ต้องการเก็บงานให้ผิวเรียบจนเกิดเงาสะท้อนคล้ายกระจก แต่ MCD จะไม่เหมาะกับงานตัดโลหะที่เป็นเหล็กและพลาสติกเสริมแรง CFRP เพราะการตัดเฉือนเหล็ก มักจะเกิดการเสียดสีที่ “เกิดอุณหภูมิสูง” นั่นอาจสูงถึงประมาณ 700-1000°C ทำให้ตัวเพชรละลาย และทำให้ตัวอุปกรณ์ “สึกเร็วขึ้น” ในด้านอายุการใช้งาน เมื่อเทียบกับ PCD จะมีอายุการใช้งานที่นานกว่าถึง 3-10 เท่า แต่ต้นทุนและค่าใช้จ่ายในการผลิตจะสูงกว่าถึง 4 เท่าโดยประมาณ

2. PCD

คำว่า PCD ย่อมาจาก Polycrystalline Diamond โดยเพชรนี้เริ่มต้นจะมาจากอนุภาคเพชรเล็ก ๆ ที่มารวมกันโดยการอัดด้วยความดันและอุณหภูมิที่สูง ความแข็งของเพชร PCD จึงสูงถึง 5,000 kgf/mm2 ด้วยความแข็งของมัน ทำให้ต้านทานการสึกหรอ อีกทั้งยังทนแรงอัด แรงกระแทก และนำความร้อนได้สูงกว่าคาร์ไบด์

แต่ก็เช่นเดียวกันกับ MCD ตัวเพชร PCD นั้นจะแพ้ทางเหล็ก เนื่องด้วย PCD เมื่อเกิดการเสียดสีที่อุณหภูมิตั้งแต่ 700°C ขึ้นไป จะทำให้เกิด Thermal Instability หรือ “ความไม่เสถียรทางอุณหภูมิ” ซึ่งกระทบกับคุณภาพของตัว PCD ต่อการใช้งานในระยะยาว และสึกหรอได้ง่ายกว่าการใช้งานด้านอื่น ๆ

3. CBN

CBN ย่อมาจาก Cubic Boron Nitride เป็นอนุภาคเพชรโครงสร้างเป็น “ลูกบาศน์” เพชรสังเคราะห์นี้จะเหมาะกับงานตัดเฉือนเหล็กเป็นอย่างมาก เนื่องจากตัว CBN นั้นมีโครงสร้างที่มีการแทนที่ อนุภาค Carbon ด้วย Boron และ Nitrogen ทำให้ทนความร้อนได้สูงถึง 1300°C ทำให้สามารถกลึงเหล็กที่มีอุณหภูมิสูงถึง 1,000°C ได้อย่างดี

แต่ในด้านความแข็ง ตัว CBN จะแข็งรองลงมาจาก PCD หรือรองจากเพชร ซึ่งเพชร CBN จะมีความแข็งในหน่วยวัดน็อพ (Knoop Hardness) ที่ 56 GPa โดยในขณะที่เพชรจะมีความแข็งที่ 90 GPa

4. CVD

คำว่า CVD ย่อมาจาก Chemical Vapor Deposition โดยเพชรตระกูลนี้จะมาจากการตกตะกอนของไอระเหยทางเคมีในการผลิต ซึ่งเพชรนี้ก็จะมีความแข็งเทียบเท่ากับ MCD โดยจะมีความแข็งที่ 9,000 kgf/mm2
แต่ก็เช่นเดียวกันกับเพชร MCD และ PCD ตัวเพชร CVD จะเหมาะสำหรับการตัดวัสดุที่ไม่ใช่เหล็ก เพราะการตัดเหล็กที่อุณหภูมิสูง จะทำให้ตัวเพชรละลาย ทำให้ตัวเครื่องมือเพชรสึกหรอเร็วขึ้น แต่ในด้านอายุการใช้งาน จะใช้ได้นานกว่า PCD ถึง 2-10 เท่า และใช้งานได้ดีกว่า PCD อยู่ที่ประมาณ 35%

ทำไมเพชรสังเคราะห์เหล่านี้ จึงจำเป็นและเหมาะกับงานตัด?

ไม่ว่าจะเป็น MCD, PCD, CBN หรือแม้กระทั่ง CVD เพชรเหล่านี้จะถูกนำมาใช้ในการเสริมคมให้กับตัวอุปกรณ์เครื่องมือตัด ช่วยให้สามารถตัดวัสดุที่แข็งมากขึ้นได้ ซึ่งการเสริมเครื่องมือด้วยเพชรนี้จะช่วยในเรื่องต่าง ๆ ดังนี้

1. เพิ่มศักยภาพให้กับเครื่องมือตัด

ด้วยความที่เพชรเหล่านี้มีความแข็งมากกว่าเหล็กทั่วไป หรือเรียกได้ว่ามีความแข็งเทียบเท่าเพชรแท้ ๆ ได้นั้น เราสามารถนำเพชรสังเคราะห์เหล่านี้มาใช้เสริมความคมให้กับเครื่องมือตัดได้ โดยส่วนใหญ่มักจะใช้เสริมตรงปลายคมตัดของตัวอุปกรณ์นั้น ๆ

2. เพิ่มอายุการใช้งานให้กับเครื่องมือตัด

PCD

ด้วยความที่เพชรสังเคราะห์เหล่านี้มีความแข็ง ทนทาน และสามารถใช้ในงานตัดได้ดี ทำให้สามารถใช้งานกว่าอุปกรณ์ทั่ว ๆ ไป หรือแม้แต่กับอุปกรณ์คาร์ไบด์ก็ตาม

3. ลดต้นทุนการผลิตต่อชิ้นได้ (หากผลิตเป็นจำนวนมาก)

PCD Manufacture Save Cost

สำหรับงานที่ต้องผลิตชิ้นส่วนตัวงานเป็นจำนวนมาก เช่น หลักหมื่นชิ้นหรือหลักแสนชิ้น การใช้อุปกรณ์ที่เสริมเพชรอย่าง PCD หรือ CBN ที่ตัดได้ดีขึ้น และอายุการใช้งานที่นานขึ้นนั้น จะช่วยลดต้นทุนการผลิตต่อชิ้นได้เป็นอย่างดีในระยะยาว

เพชรเหล่านี้เอาไปใช้ในงานใดบ้าง?

เพชรสังเคราะห์เหล่านี้ มักจะถูกนำไปใช้ในงานตัดต่าง ๆ มากมาย ตั้งแต่

1. งานเจาะ (Drilling)

ในดอกสว่าน จะมีการเสริมปลายดอกสว่านด้วยเพชรสังเคราะห์เหล่านี้ โดยเฉพาะ PCD เพื่อเสริมความคมให้กับดอกสว่าน และยังช่วยเพิ่มอายุการใช้งานได้นานขึ้นอีกด้วย

2. งานตัด (Cutting)

PCD Cutting Saw Blade

เช่นเดียวกับงานเจาะ เพชรสังเคราะห์เหล่านี้จะถูกเสริมตรงปลายของใบมีด เพื่อเสริมความคม และเพิ่มอายุการใช้งานให้กับตัวมีดเช่นกัน

3. งานกลึง (Turning)

เราสามารถนำเพชร PCD หรือ CBN มาเสริมตรงปลายเม็ดอินเสิร์ท เพื่อเสริมความคมให้ตัวอุปกรณ์เพื่อใช้ในการกลึงได้ ทั้งนี้อาจจะต้องดูว่าวัตถุที่จะทำการกลึงนั้นเป็นประเภทใด ถ้าหากนำไปใช้ในเชิงงานเหล็กที่ต้องกลึงด้วยความร้อนสูง เพชร CBN จะตอบโจทย์กว่าเพชร PCD

4. งานกัด (Milling)

เช่นเดียวกับงานตัดอื่น ๆ เพชรสังเคราะห์เหล่านี้จะถูกเสริมตรงปลายของใบมีด เพื่อเสริมความคม และเพิ่มอายุการใช้งานให้กับตัวดอกสว่านที่ใช้ในงานกัดเช่นกัน

สรุป

เพชรสังเคราะห์ถือได้ว่ามีหลากรูปแบบ และต่างก็เหมาะกับการใช้งานที่ต่างกัน หากนำไปใช้อย่างเหมาะสมและถูกจุด จะทำให้สามารถเพิ่มศักยภาพให้กับอุปกรณ์ที่ใช้ในงานตัดได้อย่างดีเยี่ยม อีกทั้งยังยืดอายุการใช้งานให้กับอุปกรณ์ และลดต้นทุนการผลิตได้ ทาง ท็อปเทค ไดมอนด์ ทูลส์ เองก็รับผลิตอุปกรณ์เครื่องมือ Cutting Tools ที่เสริมเพชรสังเคราะห์เหล่านี้ด้วย ทั้ง PCD, MCD, CBN หรือแม้กระทั่ง CVD เพื่อสร้างเครื่องมือที่มากคุณภาพ และตอบโจทย์ทุกความต้องการของลูกค้าทุกท่าน

แหล่งอ้างอิง:

https://www.allied-material.co.jp/en/products/diamond/knowledge/about_diamond_cbn.html

https://www.cleanorigin.com/blog/cvd-diamonds/

https://indab.com/products/single-crystal-mcd-monocrystalline-diamond/

https://www.chemicalbook.com/ChemicalProductProperty_US_CB2499424.aspx

http://panneegems.com/ดูบทความ-50217-เพชรปลอมน่ากลัวขนาดไหน/

thThai
Back To Top