Utensili che si consumano ogni 200-500 pezzi, fermi macchina continui, rugosità insoddisfacenti su alluminio e ottone. Se riconosci questi problemi, il Policristallino di Diamante (PCD) potrebbe essere la svolta che stai cercando.
Il problema che tutti conoscono
Lavorare leghe di alluminio ad alto silicio, ottone senza piombo o compositi CFRP con utensili tradizionali significa spesso:
- Cambi utensile frequenti (ogni 200-1000 pezzi)
- Velocità di taglio limitate per preservare l’utensile
- Rugosità superficiali che richiedono rilavorazioni
- Costi nascosti di fermo macchina e manodopera
La soluzione: utensili in PCD
Il Policristallino di Diamante Compatto combina la durezza del diamante (6000-7000 HV10) con la robustezza di un substrato in carburo di tungsteno.
I numeri che cambiano tutto:
- Durezza: 4× superiore al metallo duro (6000 vs 1500 HV10)
- Conduttività termica: 8× migliore (700 vs 90 W/mK)
- Attrito su alluminio: 75% inferiore (0,05 vs 0,20)
Risultati reali sui materiali più critici
| Materiale | Velocità Metallo duro | Velocità PCD | Vita utensile | Rugosità Ra |
| Al-Si 14% | 350-450 m/min | 1800-2100 m/min | ×10-25 | 0,1-0,3 µm |
| Ottone CuZn21Si3P | 400-500 m/min | 1200-1800 m/min | ×15-20 | 0,12-0,18 µm |
| CFRP 60% fibre | — | 250-400 m/min | ×8-12 | 0,2 µm |
Fonti: Kennametal 2022, Amaral et al. 2018, ZYsuperhard 2023
Parametri operativi ottimali
Fresatura Alluminio-Silicio
- Velocità: 1500-2000 m/min
- Avanzamento: 0,10-0,15 mm/z
- Profondità: ≤ 0,8 × diametro
- Note: Lubrificante opzionale
Tornitura Ottone senza piombo
- Velocità: 1000-1400 m/min
- Avanzamento: 0,15-0,25 mm/z
- Note: Lavorazione a secco consigliata
Foratura CFRP
- Velocità: 250-350 m/min
- Avanzamento: 0,08-0,12 mm/z
- Profondità: ≤ 3 × diametro
- Note: Piastra di sostegno in uscita obbligatoria
Quando NON usare il PCD
Attenzione a questi limiti:
- Mai su acciai (diffusione carbonio-ferro oltre 700°C)
- Evitare passate interrotte (tenacità ridotta: 3-5 MPa√m)
- Macchine poco rigide non sfruttano le alte velocità
- Diametri molto piccoli dove serve massima tenacità
- Shock termici richiedono incremento progressivo
FAQ – Domande frequenti
D: Il PCD funziona anche su alluminio puro?
R: Sì, ma i maggiori benefici si vedono su leghe ad alto silicio (>8%) dove il metallo duro soffre di più.
D: Posso usare gli stessi parametri del Metallo duro?
R: No, il PCD richiede velocità molto più elevate. Inizia gradualmente e aumenta fino ai parametri ottimali.
D: Quanto dura un utensile PCD?
R: Su Al-Si tipicamente 10-25× più del metallo duro, ma dipende dall’applicazione specifica.
Conclusioni
Il PCD non è la soluzione universale, ma su leghe di alluminio ad alto silicio, ottoni senza piombo e compositi offre vantaggi decisivi:
- Velocità triplicate
- Vita utensile 10-25× superiore
- Rugosità superficiali eccellenti
