Diamante 73 preview by Diamante Magazine

Distributore per la UE della Xertech Ltd. Sud Africa

D IAMANTE Anno 19 n°

www.gmassdia mante.com

& TECNOLOGIA

Pubblicazione trimestrale Giugno

2013 - Poste Italiane

S.p.A. - Spedizi one in A.P. - D.L.

353/2003 (conver tito

in Legge 27/02/2 004 n°46) art.

1, comma 1, LO/MI

APPLICAZ IONI

DIAMANTE A&T

Speciale Filo Diamantato PRIMA EDIZIONE MONOGRAFICA DEDICATA AL FILO DIAMANTATO - PARTE STORICA Con l’intento di realizzare una panoramica significativa sull'evoluzione del filo diamantato, che ne delinei l’ascesa dalle applicazioni tradizionali a quelle innovative e che apra a nuove esplorazioni, iniziamo a riproporre una prima parte di articoli culturali e ricerche pubblicati in Diamante A&T dal 1995 al 2007. Si raccomanda, quindi, di tenere sempre presente nella lettura dei testi, ripresi in ordine cronologico, la data di prima pubblicazione posta ben in evidenza. Ritroviamo nella raccolta la passione e l'impegno profusi dagli Autori, a cui va un rinnovato ringraziamento, che hanno gradito l’iniziativa ed hanno desiderato inserire una nota di aggiornamento per porre l’accento sull'importanza della storicità in funzione dell'attuale fase di rinnovo, destinata ad essere vissuta con pari intensità. Sorprendente sin dall'inizio, il filo diamantato ha affinato flessibilità e dimensione per conquistare e detenere il podio dell'eccellenza. Sempre più sottile, sempre più legato alla pietra sino ad investire i materiali di ultima generazione, il filo diamantato concentra su di sé anche la progettualità di macchine e impianti di ultima generazione.

THE FIRST OF A SERIES OF MONOGRAPH EDITIONS ON DIAMOND WIRE - HISTORICAL PART Aiming to show a complete overview of the evolution of the diamond wire over the years, from traditional to innovative applications, we are pleased to present you with an exclusive selection of the most important technical papers published in Diamond A&T from 1995 to 2007. Articles are presented in chronological order by default anyway it is recommended to have a look at the date of first publication, well indicated near the title. From the collection arises the passion and commitment of the authors, we have to thank once more, that enjoyed this initiative and wanted to add an update note to emphasize the importance of historicity as a function of the current renewal, designed to be experienced with equal intensity. Surprising since the beginning, diamond wire has improved in flexibility and size to reach its highest potential and achieve excellence. With a reduced beads diameter and more and more suitable for processing stones and new materials, the diamond wire it’s now a key element in the designing of plants and machines of the last generation.

Editore / Publisher Editorial and Advertising Office G&M Associated Sas Via Caracciolo n° 26 20155 Milano - Italy Tel. & Fax +39 02 314460 www.gmassdiamante.com info@gmassdiamante.com

di / by O. Cai

Progettazione, Grafica, Traduzioni a cura di: G&M Associated Sas

Filo diamantato: l’esperienza dell’Università di Cagliari Diamond wire: the University of Cagliari experience 1900 anni per unire il diamante al filo Diamond wire: born in England, raised in Italy Filo diamantato: “corpo flessibile” A word about diamond wire di / by O. Cai

In Copertina / Cover page: BRIXDIAM - BRIXIA DIAMOND TOOLS Srl Via A. Schivardi, 66 25123 Brescia (Bs) - Italy Tel.: +39 030 380374 Fax: +39 030 380374 www.brixdiam.com brixdiam@brixdiam.com

Direttore Responsabile: Renata Marchi

di / by P. Daniel

ISSN 1824-5765

Ricordando gli inizi: dalla “bicicletta” alle multifilo Recalling the beginning: from the “bicycle” to the multiwire

di / by N. Careddu

Pubblicazione Trimestrale 73a Edizione - Giugno 2013

Confronto fra lo sforzo di taglio nelle perline diamantate con diamante elettrodeposto o con fascia sinterizzata / Comparison between shear stresses in electrodeposited and sintered layer diamond beads

Hanno collaborato: A. Bortolussi O. Cai N. Careddu M. Clemente R. Ciccu P. Daniel M. Lanzetta B. Maretto L. Risso G. Tantussi B. Vicenzi e gli Autori citati. Stampa: Pinelli Printing S.r.l., Gessate (MI)

di / by O. Cai

Appunti ed osservazioni sulla sicurezza dei fili diamantati Notes and comments on the safety of cutting diamond wires di / by O. Cai

L’editore garantisce la massima riservatezza dei dati forniti dagli abbonati, che saranno utilizzati esclusivamente per l’invio della pubblicazione, e la possibilità di richiederne gratuitamente la rettifica o la cancellazione.

Autorizzazione del Tribunale di Milano n° 454 del 18 novembre 1993 Registro Operatori di Comunicazione n° 4373 del 21 novembre 2001 (ex Registro Nazionale della Stampa n° 454 del 18 ottobre 1993). Spedizione in abb. postale 45% art. 2 comma 20/b legge 662/96

12:36

Pagina

D IAMANT E Ann

o 19 n° www.gm assdiam ante.co m

ICAZIO N

& TECNOLOG

Pubblic azione trimestr ale - Giu gno 201 3 - Pos te Italiane

S.p.A. Spedizi one in

A.P. - D.L . 353/200 3 (convert ito in Leg ge 27/0 2/2004 n°46

) art. 1,

comma 1, LO/MI

APPL

Confronto: utilizzo del diamante nel taglio del granito con multidisco e con filo diamantato / Comparison between diamond multi-blade and diamond wire cutting of granite di / by O. Cai

Il taglio di rocce dure con il filo diamantato Diamond wire sawing of hard rocks di / by A. Bortolussi, N. Careddu, R. Ciccu

Tutti i diritti di riproduzione e traduzione degli articoli pubblicati sono riservati. È vietata la riproduzione, anche parziale, degli articoli senza l’autorizzazione dell’Editore e delle dovute referenze. Manoscritti, disegni, fotografie e altro materiale inviato in redazione, anche se non pubblicato, non saranno restituiti. L’Editore non si assume alcuna responsabilità per le opinioni e per le idee espresse dagli autori né per i contenuti pubblicitari degli inserzionisti.

Taglio di materiali lapidei Cutting of stone materials di / by B. Maretto

Influenza delle caratteristiche della roccia sulle prestazioni del filo diamantato / Influence of stone properties on diamond wire performance di / by A. Bortolussi, N. Careddu, R. Ciccu

Influenza dei parametri operativi sulla resa del filo diamantato nel taglio del granito / The influence of operating parameters on the total productivity of diamond wire in cutting granite

L’Editore G&M Associated Sas ai sensi dell’art.13 del D. Lgs n° 196/2003 e dell’articolo 2 (comma 2) del Codice di deontologia professionale relativo al trattamento dei dati personali nell’esercizio dell’attività giornalistica, rende nota l’esistenza presso la sede di Milano, Via Caracciolo 26, di una banca-dati ad uso redazionale utilizzata esclusivamente per le finalità previste dalle leggi vigenti. Per esercitare in qualsiasi momento i diritti previsti dal suddetto D. Lgs. gli interessati potranno rivolgersi a G&M Associated Sas, titolare del trattamento dei dati, scrivendo a info@gmassdiamante.com.

di / by O. Cai, N. Careddu

Miglioramento delle prestazioni del filo diamantato attraverso geometrie innovative dell’utensile Improved cutting performance of diamond beads by means of innovative shape di / by L. Risso, B. Vincenzi

103 Caratterizzazione dell’usura di perline diamantate sinterizzate nel taglio del marmo / Wear characterisation of sintered diamond

beads in marble cutting

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di / by M. Clemente, G. Tantussi, M. Lanzetta

Subscription Diamond Estimators Italy - Europe U.S.A. - Africa - Asia Oceania

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XIAMEN STONE 2013

43 53

Schede Tecniche Vademecum Schede Tecniche Vademecum

I II III IV

COP. BRIXDIAM COP. ZHONGNAN DIAMOND COP. POLIGEM COP. DELLAS

Storia del filo diamantato 2013

Ricordando gli inizi: dalla “bicicletta” alle multifilo di Osvaldo Cai

ono trascorsi più di trent’anni da quando quel geniaccio di Luigi Madrigali si presentò nelle cave di Carrara con la sua “bicicletta”, che non era un velocipede, ma la prima macchina funzionante con filo diamantato per “taglio a cappio” o, come dicevano i cavatori, per il taglio al monte. Ricordo bene l’incredulità dei vecchi cavatori nel vedere che il loro pregiato marmo era improvvisamente diventato così “tenero” da far sì che una striminzita macchinetta (perché la “bicicletta” era in effetti elegante ma delicata) e pochi metri di filo diamantato potessero, in così breve tempo, creare un solco di un centimetro nella montagna. Eravamo nei primi anni ’80 e l’incredulità, di fronte ai risultati che si stavano ottenendo, si tramutò in “fame” per questo nuovo sistema tanto che, in pochissimo tempo, i tralicci ed i supporti dei volanetti di rinvio

del filo elicoidale si arrugginirono e rimasero lì, fermi e inutili, buoni solo per qualche fotografia “vintage”. Fu un proliferare di “macchine per taglio in cava con filo diamantato” alcune delle quali erano poco più che un motore elettrico direttamente flangiato al volano e fissato su un carrello che correva su guide, per lo più tubolari, in qualche caso azionato… da un contrappeso. Ben presto, però, solo nella zona di Massa Carrara, oltre a Madrigali, anche lui carrarino, almeno altri sei costruttori cominciarono a sfornare macchine per filo diamantato, via via migliorate nella struttura e nella sicurezza. I primi fili diamantati, esclusivamente per tagliare il marmo, erano composti da perline a diamante elettrodepositato, le cosiddette “perline elettrolitiche” ed il filo era rigorosamente montato con molle, distanziali e pressatori. Qualche tempo dopo comparvero le prime perline sinte-

Recalling the beginning: from the “bicycle” to the multiwire

DIAMOND WIRE HISTORY 2013

by Osvaldo Cai

t has been over thirty years since Luigi Madrigali appeared in the marble quarries of Carrara with his “bicycle”, that was not a velocipede, but the first working machine with diamond wire for “loop” cutting or, as quarrymen said, for up-line cutting. I well remember the unbelief of the old quarrymen seeing that their precious marble suddenly became so “tender” so that a skimpy machine (because the “bicycle” was in fact elegant but fragile) and few meters of diamond wire were able to create a 1 cm groove in the mountains in such a short time. We were in the early ‘80s, and the unbelief, because of the results obtained, turned into “starvation” for this new system and, in no time, beams and flywheel supports for the helical wire were rusted

and remained there, still and useless, good only for few “vintage” photographs. There was a proliferation of diamond wire cutting machines for quarries and most of them were just made of an electric motor directly connected to the flywheel and mounted on a trolley running on rails, mostly tubular, and in some cases driven by a counterweight. Soon, however, in Massa Carrara area, as well as Madrigali did, he was also from Carrara, at least six other manufacturers began to produce diamond wire machines, with a progressive improvement in the structure and safety. The first diamond wires, suited for cutting marble, were made up of electroplated diamond beads and the wire was assembled with springs, spacers and pressers.

rizzate, che qualcuno chiamava “a concrezione” (chissà perché?) e apparve subito chiaro che erano più convenienti delle “elettrolitiche”. Però, l’assemblaggio del filo era ancora lo stesso e, prima di vedere un filo “plastificato”, si dovette aspettare ancora un po’ di tempo. Con l’avvento dell’assemblaggio a plastica iniettata si cominciò, timidamente, a pensare di tagliare anche il granito. Anche se con un costo che oggi non si accetterebbe più, l’utilizzo del filo per il taglio del granito, sia in cava che in piazzale, cominciò a svilupparsi e a cambiare radicalmente sia l’estrazione che la segagione primaria di questa pietra. L’idea di sostituire i telai a graniglia con un insieme di fili diamantati paralleli venne quasi subito a più di un addetto ai lavori, non escluso chi scrive; ma pensare di adoperare una perlina diametro 11 mm, perché tale era allora il diametro standard, per ridurre un blocco di granito in lastre spesse 1,5 cm, significava ridurre in poltiglia oltre il 40% di un materiale pregiato come il granito e, non ultimo, impiegare una potenza rilevante per fornire energia ad una quarantina di fili diamantati. Ma l’idea restava valida. A poco a poco il diametro della perlina si ridusse dapprima a 8 mm, poi a 7,5, poi a 7, come quello delle lame di acciaio impiegate sui telai a graniglia, ed infine, ai giorni nostri, è normalmente impiegata una perlina di diametro 6,2 mm e, volendo tagliare materiali molto pregiati (e non eccessivamente difficoltosi) si possono utilizzare fili diamantati con perline diametro 5 mm. Oggi una macchina segatrice multifilo con 60 fili da 6 mm può “calare” oltre 30 cm/h in un blocco lungo almeno 3,5 m, il che significa 63 m2 di taglio ogni ora. Se si ipotizza uno spessore della lastra di 1,5 cm la perdita di materiale “polverizzato” è solo del 28,5%. Come ho già fatto notare in un mio precedente scritto, va dato merito anche ai costruttori di tali macchine multifilo, i quali hanno creduto in questo nuovo utensile diamantato ed hanno investito risorse notevoli per la

realizzazione di questi impianti. Penso sia auspicabile che continuino a svilupparle tendendo all’ottimizzazione delle prestazioni. Per quanto riguarda lo sviluppo futuro del filo diamantato non mi stancherò mai di ripetere che, in un utensile composto da tre componenti principali (perlina diamantata, plastica e cavetto di acciaio) è indispensabile che la ricerca, atta all’ottimizzazione delle prestazioni, non si concentri solamente sulla perlina perché “diamantata”, ma debba interessare anche gli altri due componenti che sono importantissimi al fine di un buon funzionamento. Se la ricerca fosse limitata solo alla parte diamantata sarebbe come se ad una Ferrari fossero state lasciate le ruote con le gomme piene. Purtroppo, specialmente per quanto riguarda il cavetto di acciaio, salvo qualche eccezione, non è mai stato intrapreso uno studio “ad hoc” finalizzato alla possibilità di utilizzare un cavetto più piccolo di diametro senza far precipitare la resistenza allo strappo del filo diamantato. Inoltre, in questi tempi di crisi reale, investire in ricerca è difficile, specialmente quando questa implica, da una parte, l’utilizzo di materia prima costosa come il diamante e l’argento e dall’altra, cioè dalla parte di chi deve sperimentare, il rallentamento o, talvolta, il blocco della produzione per montare e smontare dalla macchina uno o più set di fili diamantati da provare. Bisogna aspettare e sperare che i tempi migliorino. Nel frattempo, però, non ha un costo proibitivo provare a “pensare” qualche cosa di nuovo, magari solo di più economico, sempre salvaguardando la qualità. Per la verità, qualche cosa si sta già facendo, ma, come al solito, riguarda solo la perlina e, più in particolare, un sistema per produrla più controllato e, forse, anche più economico. Per il resto siamo ancora ….alle gomme piene. Se fosse ancora fra noi quel genio di Madrigali direbbe: “E nun’ è mica un problema! Basta pensarci un po’ su”. Si, proprio così. Pensare non costa molto ……neanche in tempo di crisi.

Some time later appeared the first sintered bead and it soon became clear that it was cheaper than the electroplated. Nevertheless the assembly of the wire was still the same and for the introduction of the plasticized wire it was necessary to wait some more years. With the plasticization of the wire it began possible to think at the cutting of granite. Although the cost was very high compared to today, the use of the wire for cutting granite, both in the quarry and the yard, began to develop and radically changed both the extraction and the primary cut of this stone. The idea of replacing steel shot frames with a set of parallel diamond wires arose quickly in the mind of many technicians, including the writer, but the problem was that cutting a block of granite into 1.5 cm thick slabs using a 11 mm diameter bead, that was the standard diameter, would have resulted in a loss of more than the 40% of this valuable material and, not least, would have required a high power to provide energy to forty diamond wires. Anyway the idea was correct. Gradually the bead diameter was first reduced to 8 mm and then to 7.5, then to 7, such as blades used on steel shot frames, and finally, in our days, it is normally used a bead of diameter 6.2 mm, and in case of very expensive materials it possible to use also diamond wire beads with a diameter of 5 mm. Today a multiwire cutting machine with 60 wire, 6 mm bead diameter, can reach a downfeed of more than 30 cm/h with a 3.5 m long block, that means a cutting rate of 63 m2 per hour. Assuming a slab thickness of 1.5 cm, the material loss is only 28.5%. As I pointed out in my previous writings, these results

are also due to manufacturers, which have believed in this new diamond tool and have invested considerable resources for the construction of these machines. I think now it is desirable to continue this development aiming to optimize the performance. Regarding future developments of the diamond wire I shall never tire of repeating that, in a tool consisting of three main components (diamond bead, plastic and steel cable) is essential that the research leading to the optimization of performance does not focus solely on the diamond bead but must also involve the other two components that are essential for the proper functioning. Unfortunately, “ad hoc” studies aimed at the possibility of using a steel cable with smaller diameter without reducing the tear resistance has never been conducted. In addition, due to the crisis, it has become more difficult to invest in research, especially when it requires the use of expensive raw materials, such as diamond and silver, and the need of slowing or sometimes blocking the production for mounting or replacing one or more sets of diamond wires for the machine during tests. It’s necessary to wait and hope that the time will improve. In the meantime, however, it is not forbidden to “think” at something new, maybe cheaper, always keeping the same quality. In truth, new projects are on the way, but, as usual, they are once more focused on the bead and, particularly, on a more controlled and perhaps even cheaper new manufacturing system. If he were still among us, that genius of Madrigals would have said: “it’s not a problem! Just think a little bit more”. Yes, that’s it! Thinking is costless ......even in times of crisis.

DIAMANTE Applicazioni & Tecnologia

Storia del filo diamantato 2013

Filo diamantato: l’esperienza dell’Università di Cagliari di Nicola Careddu, Ingegnere Minerario Ricercatore DICAAR - Università di Cagliari

orte dell’antica tradizione mineraria, che in Sardegna continua a svolgersi da millenni, nell’Anno Accademico 1939-40 si istituì il corso di Ingegneria Mineraria presso la Facoltà di Ingegneria dell’Ateneo cagliaritano. La forte collaborazione tra l’Università e l’industria ha portato nei decenni successivi a innumerevoli risultati a livello internazionale, sia in termini di ricerca e scoperte scientifiche sia in termini di brevetti. Quando, a partire dagli anni ’60, cominciò nell’isola la sempre più intensa estrazione di rocce ornamentali, una parte degli studi si spostò dal settore

“minerario in sensu stricto” a quello della pietra naturale. Pionieri in questo senso sono stati il prof. Giampaolo Siotto e, successivamente, il prof. Giovanni Rossi. Il riconoscimento definitivo dell’importanza del settore, avvenne quando agli inizi degli anni ’80 fu aperto il corso di “Coltivazione e Gestione delle Cave”, tenuto per oltre venti anni dal prof. Raimondo Ciccu e rilevato infine dall’autore di questo articolo. I problemi relativi alla pianificazione e gestione delle cave, l’economia, l’estrazione, la lavorazione, le tecnologie, e la messa in opera dei prodotti finiti vengono tuttora

Diamond wire: the University of Cagliari experience by Nicola Careddu, PhD. - Mining Engineer Researcher DICAAR - University of Cagliari, Italy

ue to the ancient and strong tradition of mining, which has been taken place in Sardinia for millennia, in the Academic Year 1939-40 a new course of Mining Engineering was developed at the Faculty of Engineering of the University of Cagliari. During the following decades a strong partnership between University and industry led to countless achievements both in terms of research and scientific breakthroughs and in terms of patents. Since the '60s, because of a more intense extraction of ornamental stones in the island, part of the studies moved from the “mining in the strict sense” sector to that of natural stone. Pioneers of the new sector were prof. Giampaolo Siotto and, later, prof. Giovanni Rossi. The final recognition of the importance of the sector, took place in the early 80s when it was opened the course of

DIAMOND WIRE HISTORY 2013

“Exploitation and Management of quarries” (Surface Mining) held for over twenty years by prof. Raimondo Ciccu and then replaced by the author of this paper. The problems related to quarries planning and management, exploitation, processing, technologies, and implementation of finished products are still being investigated: it is not a coincidence that at the last two world congresses (Global Stone Congress 2010 in Alicante, Spain and Global Stone Congress 2012 in Borba, Portugal), the only Italian academic scientific and technological contributions were those presented by the University of Cagliari together with the esteemed colleague Dr Piero Primavori. In recent years there are many advanced technologies related to the exploitation of ornamental stones that have been studied. Researches on diamond technology and on high pressure water jet must be underlined. DIAMANTE Applicazioni & Tecnologia

studiate: non è un caso se agli ultimi due congressi mondiali del settore (Global Stone Congress 2010 ad Alicante e 2012 a Borba in Portogallo), gli unici contributi tecnico-scientifici accademici italiani sono stati quelli portati dall’Università di Cagliari insieme allo stimato collega Dr. Piero Primavori. Sono tante le tecnologie avanzate, relative allo scavo di rocce ornamentali, studiate negli ultimi decenni. Si segnalano, soprattutto, gli studi sulle tecnologie diamantate e quelle basate sui getti d’acqua ad elevata pressione (water-jet). In particolare, gli studi sull’uso del filo diamantato (relativamente alle rocce dure, ovvero i graniti) proseguono tuttora. Basilari furono le ricerche tenute alla fine degli anni ’80 con l’ausilio di programmi di modellizzazione al computer, relative all’analisi della configurazione “a cappio” assunta dal filo durante il taglio delle bancate. Tramite tali studi si stabilirono scientificamente quali fossero i “punti e i momenti critici” (nel senso della curvatura e, pertanto, del consumo specifico dell’utensile) del processo di taglio. Una successiva tappa fondamentale fu, a partire dai primi anni ’90, la costruzione di una macchina per testare la singola perlina. Tale macchina, poi migliorata in successive riprese, ha consentito di conoscere meglio il meccanismo

It should be noted that studies on the use of diamond wire for cutting hard stone, i.e. granite, still continue today. In particular, researches conducted at the end of the 80s with the help of computer modeling programs, relating to the analysis of the “Loop” configuration of the diamond wire during bench cutting deserve a special mention. Thanks to these studies it was possible to determine scientifically the “main points and critical moments” (curvature of the wire and, therefore, specific wear rate of the tool) of the cutting process. Since the early 90s, a machine for testing the single bead was introduced. This machine, then subsequently improved, made it possible to better understand the mechanism of interaction between the tool (diamond) and the stone during the cutting process. Further studies have been focused on the correlation between diamond wire productivity, stone characteristics (hardness, grain size, percentage of quartz and K-feldspar) and the various operating parameters

di interazione tra utensile (diamante) e roccia durante il processo di scavo. Altri studi successivi hanno riguardato sia la sicurezza, sia le correlazioni tra la produttività del filo diamantato, le caratteristiche delle rocce (durezza, dimensione dei grani, percentuale di quarzo e K-feldspati) e i vari parametri operativi (velocità lineare e tensione del filo, cala). Da sottolineare la proficua collaborazione, nell’ultimo decennio, con il massimo esperto del settore del filo diamantato, il sig. Osvaldo Cai. La ricerca prosegue, in particolare relativamente all’uso di nuovi materiali costituenti la lega che ingloba i diamanti. È da notare una recentissima serie di test, tenuta nei laboratori del DICAAr, sul consumo di perline diamantate costruite con materiali ecologici. Tale studio, ancora in fase iniziale, è portato avanti grazie alla collaborazione con il Centro de Tecnologia Mineral (CETEM-MCTI) del Brasile. In conclusione, si vuole segnalare come la ricerca nel campo delle tecnologie mirate alla escavazione e lavorazione delle rocce ornamentali sia attualmente ritenuta importante (e strategica) in tutto il mondo, al contrario di quanto (purtroppo) sta accadendo in Italia, dove tale settore gode di scarsa attenzione soprattutto per la mancanza di finanziamenti volti alla ricerca (anche se, in verità, non è l’unico motivo).

(linear velocity and tension of the wire, downfeed). It’s important to underline the fruitful collaboration with the greatest expert in the field of diamond wire, Mr. Osvaldo Cai. The research continues, particularly with respect to the use of new materials for the metal matrix into which diamonds are embedded. It’s interesting to note a recent series of tests, held in the laboratories of DICAAr, on the wear rate of diamond beads manufactured with environmentally friendly materials. This study, still in progress, is being carried out in collaboration with the Centro de Tecnologia Mineral (CETEM-MCTI) of Brazil. In conclusion, we want to point out how research in the field of technologies for mining and processing of natural stone is now thought to be important (and strategic) in the world as opposed to what (unfortunately) is happening in Italy, where the sector has poor attention mainly because of the lack of funding (though, in truth, is not the only reason).

Storia del filo diamantato 1995

1900 anni per unire il diamante al filo di Paul Daniel*

DA DIAMANTE A&T Nº 3 - FEBBRAIO 1995 - PAGG. 56-60

75 D.C.

PER TAGLIARE LA PIETRA VENIVANO

UTILIZZATI FILO E SABBIA.

QUELL’EPOCA

RISALGONO LE INDICAZIONI DELLA TECNOLOGIA ROMANA IMPORTATA IN

DICIANNOVE

GRAN BRETAGNA.

SECOLI DOPO, DUE INGLESI INVEN-

TARONO UN METODO MOLTO PIÙ VELOCE E PIÙ ECONOMICO, BASATO SULLA TECNOLOGIA DEL DIAMANTE, LA CUI APPLICAZIONE NELL’ESTRAZIONE DELLE PIETRE ORNAMENTALI È STATA PERFEZIONATA, PRINCIPALMENTE, IN ITALIA.

La più grande delle tre Piramidi di Giza, il luogo di sepoltura di Cheope, ha una base di 53.000 metri quadri. Fu costruita intorno al 2600 a.C. e si ritiene che sia composta da 2,3 milioni di blocchi di calcare, ognuno di circa un metro cubo e di un peso di 2,5 tonnellate. Dopo essere stati estratti e levigati nelle colline di Mokkatam, i blocchi erano trasportati mediante slitte e chiatte. Era disponibile una mano d’opera illimitata per estrarre i blocchi e tagliarli a misura e si ignora quali attrezzi venissero impiegati. Già nel 1500 a.C. si tagliava la pietra in forme più complesse, comprese le colonne, come evidenziato nel Tempio di Amun a Karnak, in Egitto. Né qui e neppure presso l’Acropoli di Atene, dove mille anni dopo fu costruito il Partenone, sono state trovate prove incontestabili sugli attrezzi e sulle tecniche di taglio usate dai cavatori e dagli scalpellini dell’epoca. Nel 77 d.C. Plinio [1] scriveva: “Chi ha scoperto per primo come tagliare il marmo, sezionandolo in più parti, è stato un uomo dal genio incompreso. Il taglio del marmo, effettuato apparentemente col ferro, in realtà è eseguito con la sabbia, poiché la sega ha semplicemente il compito di strisciare lungo una linea tracciata in precedenza, pressando la sabbia contro il materiale, con un rapido movimento avanti e indietro, sufficiente per effettuare il taglio. Più la sabbia è grossa, meno risultano precise le sezioni che essa fa e, quindi, maggiore è il lavoro che rimane da compiere per levigare i blocchi”. Il Colosseo e altre famose costruzioni della Roma Antica furono costruiti all’epoca di Plinio. Quale esempio impressionante di rapido trasferimento della tecnologia ricordiamo che, nel 75 d.C., in Gran Bretagna, era già in uso il filo d’acciaio con sabbia,

per tagliare le pietre con alta precisione. La scoperta è stata fatta da archeologi durante lo studio dei resti di un palazzo romano [2]. Tutte le fasi della lavorazione dei marmi importati e di altre pietre ornamentali sono state definite in base ad un attento studio degli sfridi abbandonati dagli scalpellini. Si suppone che un pezzo di filo venisse tirato avanti e indietro sulla pietra, mentre sabbia ed acqua venivano versati nel taglio. Pezzi di filo e pietra tagliata sono esposti, ad esempio, presso il Museo che occupa una parte del luogo ove aveva sede il Palazzo Romano, a Fishbourne, nel Sussex.

I PRIMI IMPIEGHI DEL DIAMANTE Nel 1885 d.C., venendo a conoscenza dei consistenti guadagni realizzati nei luoghi di lavorazione della pietra, ove si era in grado di fornire rapidamente lastre di calcare e di marmo lavorate su misura ai costruttori dei grandi palazzi prestigiosi di Parigi, il ricercatore francese Felix Fromholt progettò i primi dischi con punte di diamante, specificatamente idonei al taglio delle pietre. Fra il 1910 e il 1920, nelle più grandi segherie di Parigi, venivano usati frequentemente dischi di un diametro di 2-3 metri. Questi primi dischi erano fatti di acciaio con una serie di alloggiamenti lungo il bordo esterno. Gli alloggiamenti erano inseriti in tagli a coda di rondine ed erano attaccati con perni o rivetti. Veniva, poi, inserito a mano, in ogni alloggiamento, entro fori a misura, un diamante naturale policristallino tondeggiante, chiamato carbonado o diamante nero, con un peso unitario fino a 0,8 carati. L’alloggiamento veniva, poi, chiuso in un dispositivo a forma di morsa, che aveva griffe isolate di rame. Queste erano strette e vi si lasciava passare la corrente elettrica, per qualche secondo, per rendere malleabile l’acciaio, processo studiato per fissare il diamante. Le informazioni pervenuteci riportano che normalmente circa 0,75 mm di carbonado sporgevano dall’alloggiamento. Venivano anche aggiunte altre grane di carbonado, spaziate in alternanza sui due lati degli alloggiamenti, per garantire il necessario gioco laterale, “strade”, durante l’operazione di taglio. Gli attrezzi e le tecniche di segagione sembrano oggi

■ Necropoli reale di Giza, la Grande Piramide di Cheope (2600 a.C. circa) progetto dell’architetto Hemiunu. Costruita in grossi blocchi di pietra, era alta in origine 146 m con 230 m di base e appare attualmente più bassa perchè priva del rivestimento esterno. Essa servì da modello per la costruzione delle piramidi dei faraoni successivi della IV dinastia, edificate più a sud nella stessa necropoli: Chefren e Micerino

DIAMOND WIRE HISTORY 1995

FROM DIAMANTE A&T Nº 3 FEBRUARY 1995 P P. 56-60

Diamond wire: born in England, raised in Italy by Paul Daniel*

W TWO

IRE AND SAND WERE USED TO CUT STONE IN 75 AD. WE HAVE EVIDENCE OF ROMAN TECHNOLOGY IMPORTED IN BRITAIN AT THIS TIME. NINETEEN CENTURIES LATER,

ENGLISHMEN

INVENTED A MUCH FASTER AND MORE ECONOMICAL

METHOD BASED ON DIAMOND TECHNOLOGY, WHOSE APPLICATION TO THE QUARRYING OF DECORATIVE STONE EXTRACTION HAS BEEN PERFECTED LARGELY, IN ITALY.

PAUL DANIEL*

EXPLAINS.

The largest of the three Giza Pyramids, the burial place of Cheops, has a base area of around 53,000 m2. Built around 2600 BC, it is estimated to contain roughly 2.3 million limestone blocks, each measuring a cubic metre or so and weighing 2.5 tonnes. After being quarried and dressed in the Mokkatam Hills, the blocks were brought to the site by sledge and barge.

Practically unlimited labour was available to extract the blocks and to dress them to size. We do not know what implements were used for this work. By 1500 BC more complex shapes including columns were being cut from stone, as evidenced for example by Amun’s Temple of Karnak in Egypt. Neither here nor at the site of the Acropolis in Athens, Greece, where the Parthenon was built over a thousand years later, do we find incontrovertible evidence of the tools and techniques used by the quarrymen or the stonemasons. In 77 AD, Pliny [1] wrote “But whoever first discovered how to cut marble and carve up luxury into many portions was a man of misplaced ingenuity. The cutting of marbIe is effected apparently by iron, but actually by sand, for the saw merely presses the sand upon the thinly traced line,

DIAMANTE Applicazioni & Tecnologia

Storia del filo diamantato 1995

Filo diamantato: “corpo flessibile” di Osvaldo Cai

DA DIAMANTE A&T Nº 3 - FEBBRAIO 1995 - PAGG. 160-169

ORSE SEMBRERÀ UN DISCORSO OVVIO, MAGARI ANCHE INUTILE, POICHÉ, MOLTE OSSERVAZIONI QUI RIPORTATE NON RAPPRESENTANO CERTO UNA NOVITÀ, ESSENDO NOTE A MOLTI OPERATORI DEL SETTORE.

TUTTAVIA,

RIFERENDOMI ALLA MIA

ESPERIENZA PERSONALE, SPESSO MI È ACCADUTO DI IMBATTER-

MI IN PERSONE CHE, PUR OPERANDO CON FILO DIAMANTATO, NON NE AVEVANO UNA CONOSCENZA SUFFICIENTEMENTE APPROFONDITA.

IL FILO VISTO NEL CONTESTO DEGLI ALTRI

esperimenti pratici di una trentina d’anni fa (metà degli anni ‘60, N.d.r.), si può dire che il suo sviluppo commerciale sia iniziato dopo l’adozione della “bicicletta”, presentata dal signor Madrigali circa 15 anni or sono (inizio anni ‘80, N.d.r.). Quindi, il filo diamantato è giovane e, se non proprio un neonato, è ancora un adolescente, in quanto è sperabile che si sviluppi ancora e si irrobustisca un po’ di più. A mio avviso è da considerarsi per ora... il parente povero della famiglia ed anche quello con più differenze. Esaminiamo il perché.

UTENSILI DIAMANTATI

A) LA STRUTTURA

Nella famiglia degli utensili diamantati per il taglio dei materiali lapidei, il filo è senza dubbio l’ultimo nato. Anche volendo far risalire la sua nascita ai primi

Paragonato ad un disco, oppure ad un foretto od anche ad una lama, il filo diamantato appare strutturato in modo più povero e più debole. Povero perché, mentre gli altri utensili hanno un corpo proprio, ossia costruito allo scopo, il filo diamantato ha un corpo, se così si può chiamare, costruito con materiali di serie e di poco costo. Elemento principale del corpo è il cavetto di acciaio, per lo più di diametro 5 mm che, nonostante alcuni costruttori segnalino nel catalogo “speciale per marmo” o “per filo diamantato”, è da considerarsi un cavetto a trefoli di fili d’acciaio, inox o semplicemente zincati, come se ne possono trovare in commercio e senza che siano state fatte ricerche per migliorarne le prestazioni applicative. La sua resistenza a rottura per trazione è intorno a 1500 N/mm2, come per i cavetti usati nella nautica. Gli altri componenti sono delle comuni molle cilindriche a compressione, delle rondelline di ferro e dei tubetti (pressatori) di acciaio dolce. Nei fili a montaggio plastificato, questi ultimi componenti sono sostituiti da manicotti tubolari di materiale plastico, iniettato a caldo fra una perlina e l’altra. Fino ad oggi, escludendo alcune migliorie nel tipo di plastica, o l’adozione di gomme, oppure ancora l’adozione di “molle plastificate” (ossia plastica iniettata

DIAMOND WIRE HISTORY 1995

FROM DIAMANTE A&T Nº 3 FEBRUARY 1995 P P. 160-169

A word about diamond wire by Osvaldo Cai

HIS MAY SEEM AN OBVIOUS AND PERHAPS POINTLESS DISCUSSION, AS MANY OF THE THINGS SAID HERE ARE CERTAINLY NOT NEW

AND ARE KNOWN TO MANY OPERATORS IN THE INDUSTRY.

NEVERTHELESS, AND PERHAPS ONLY BY PERSONAL EXPERIENCE, I HAVE OFTEN COME ACROSS PEOPLE WHO WORK WITH DIAMOND WIRE BUT HAVE AN INADEQUATE KNOWLEDGE OF IT.

THIS

IN ITSELF MAY

ALREADY BE A GOOD REASON FOR REPEATING A FEW CONCEPTS, EVEN IF THE MORE EXPERIENCED MAY FEEL THAT

AM TALKING

“HOT

AIR”.

THE WIRE SEEN IN CONTEXT OF OTHER Fig.1 ■ Differenze strutturali esistenti fra filo e disco Structural differences between wire and disc

su un filo che già ha le molle quali distanziatori fra due perline), si può affermare che, dal punto di vista del “Corpo”, il filo diamantato non sia stato irrobustito o comunque migliorato. La Fig.1 illustra schematicamente una delle differenze strutturali esistenti fra il filo ed il disco. Come si può notare, la forza di taglio Ft, agendo sull’elemento abrasivo dei due utensili, nel disco produce una sollecitazione a taglio, che si esercita nella sezione di brasatura fra il segmento diamantato e l’anima (nel caso di un disco da 400 mm di diametro ha una superficie di 40 x 2,5 = 100 mm2); mentre la stessa forza di taglio nel filo induce una sollecitazione a compressione sul manicotto di plastica o sulla molla, posti a distanziare una perlina dall’altra. Questa forza, nel filo, non si scarica direttamente sul cavetto, ma tende ad accumularsi longitudinalmente, lungo il filo, finché non interviene un “pressatore", ossia un anellino pressato sul cavetto che, non potendo scorrere, scarica la forza di taglio sul cavetto stesso (o meglio, scarica la somma di tante forze di taglio quante sono le perline comprese fra un pressatore ed il successivo). Nel caso della plastica, o della gomma, una

DIAMOND TOOLS

In the family of diamond tools for cutting stone materials, the wire is undoubtedly the last born and, even if we try to trace its birth back to the first practical experiments of about thirty years ago (mid 1960s, Ed.), it can be said that its commercial development began after the adoption of the “bicycle” presented by Mr. Madrigali about 15 years ago (1980s, Ed.). Diamond wire is therefore young and, if not quite new-born, is not yet an adolescent, in that it is to be hoped that it will become rather stronger. In my view it is to be considered for now as the poor relation of the family and also the one with more differences. Let us see why. A) THE STRUCTURE

In comparison with a disc, a drill or even a blade, the diamond wire appears to be structured more poorly and weakly. Poorly because while the other tools have their own specific, i.e. purposebuilt, cores, the diamond wire has a core, if it can be called such, built with off-the shelf, mass-produced and cheap materials. The main element of the core is the steel cable, in most cases 5 mm in diameter and, although some manufactures specify in their catalogue “special for marble” or for “diamond wire” it may

DIAMANTE Applicazioni & Tecnologia

Storia del filo diamantato 1995

Confronto fra lo sforzo di taglio nelle perline diamantate con diamante elettrodeposto o con fascia sinterizzata di Osvaldo Cai

DA DIAMANTE A&T Nº 4 - MAGGIO 1995 - PAGG. 136-141

tutt’oggi, escludendo una tecnologia che “saldi” i granelli di diamante al supporto, mediante un apporto di materiale con procedimento sottovuoto, si può affermare che gli unici due tipi di perline diamantate sono ottenuti con due sole tecnologie: a) elettrodepositando il legante che fissa il diamante su un supporto metallico; b) sinterizzando una fascia diamantata di spessore definito, in cui sono dispersi i granelli. Ai fini di questa ricerca, anche la tecnologia di “saldatura” sottovuoto può rientrare nella tipologia dell’elettrodeposizione. La differenza sostanziale tra le due perline consiste nel fatto che, ipotizzando in entrambe la stessa quantità e tipo di diamante, i granelli di questo sarebbero disposti diversamente: ❒ nell’elettrodeposta - tutti i granelli sono collocati su una data superficie (perlina monostrato); ❒ nella sinterizzata - tutti i granelli sono collocati su più strati all’interno di un dato volume. Questa differente distribuzione dei granelli di diamante determina un diverso comportamento durante il taglio ed influisce abbastanza sulle forze di taglio, che agiscono sul filo diamantato stesso. È noto che, in un processo di taglio, gli sforzi sono proporzionati allo spessore medio del truciolo asportato dall’utensile. Ora, se consideriamo l’abrasione della perlina contro il materiale come una asportazione di microtrucioli, possiamo utilizzare una relazione che appare in una ricerca di Tonshoff & Warnecke (Advances in Ultrahard Materials Application Technology - Volume 1) e che ricava lo spessore medio del truciolo in funzione anche del numero di punte in contatto di taglio per unità di superficie. Considerando le due perline di Fig.1a e 1b,

vediamo quale differenze, almeno in teoria, si possono verificare al riguardo della distribuzione superficiale dei granelli di diamante.

DISTRIBUZIONE TEORICA POSSIBILE DEI GRANELLI SULLA SUPERFICIE ESTERNA DI UNA PERLINA ELETTRODEPOSTA Consideriamo la perlina di Fig.1a, la cui superficie diamantata S è uguale a 1,57 cm2 e supponiamo che il diamante elettrodeposto sulla sua superficie sia di grana 40/50 US Mesh, cui corrisponde una densità di elettrodeposizione di 0,35 carati/cm2 e quindi: S x 0,35 = 0,549 (carati nella perlina). Sempre considerando la granulometria 40/50 US Mesh possiamo considerare che in un carato ci siano 1370 granelli di diamante (tabelle fornitori), per cui nella perlina (o meglio sulla sua superficie) si troveranno: 0,549 x 1370 = 752 (granelli sulla superficie della perlina). Dalle stesse tabelle dei fornitori di diamante si apprende che, una grana 40/50 US Mesh, corrisponde ad un granello che ha una dimensione: A = 0,354 mm circa. Quindi, considerando di appoggiare uniformemente distribuiti 752 granelli (considerati sferici, per semplicità, sulla superficie della perlina di Fig.1a), si otterrebbe uno sviluppo come quello descritto nella Fig.2, dove i granelli avrebbero una distribuzione ideale con un passo circonferenziale di circa 0,47 mm ed un passo assiale di circa 0,5 mm. Ovviamente in pratica questi valori non sono rispettati, però resta veritiero il numero di punte che si trovano sulla superficie della perlina, anche se possono verificarsi zone con più o meno concentrazione. Nella Fig.3 è riportata la formula di Tonshoff e Warnecke, in cui si definisce il

Comparison between shear stresses in electrodeposited and sintered layer diamond beads by Osvaldo Cai

DIAMOND WIRE HISTORY 1995

FROM DIAMANTE A&T Nº 4 M AY 1995 P P. 136-141

till today, if we exclude a technique which “welds” the diamond grit to its support by means of the addition of material by vacuum procedures, it can be said that the only types of diamond bead are obtained by just two technologies: a) electrodepositing the diamond on a metal support; b) sintering a diamond layer of defined thickness with the grains dispersed in it. For the purposes of this research, also the technique of vacuum “soldering” can be included in the category of electrodeposition. The main difference between the two bead types consists in the fact that, assuming both to have the same amount and type of diamond, the grains would be arranged differently: ❒ in the electrodeposited type, all on a given surface (monolayer bead); ❒ in the sintered type, all within a given volume, in a number of layers. This different distribution of diamond grains leads to a different behaviour during cutting and has quite an effect on the shear forces acting on the diamond wire itself. It is known that in a cutting process the stresses are proportional to the average thickness of the chips removed by the tool. Now, if we consider the abrasion of the bead against the material as a removal of microchips, we can use a relationship which appears in a research by Tonshoff & Warnecke (Advances in Ultrahard Materials Application Technology - Volume 1) and which obtains the average thickness of the chip on the basis also of the number of points in shear contact per unit area. Considering the two beads in Figs.1a and 1b we see what differences, at least in theory, can come about in relation to the surface distribution of diamond grit. THEORETICALLY POSSIBLE DISTRIBUTION OF GRIT ON THE OUTER SURFACE OF AN ELECTRODEPOSITED BEAD

Let us consider the bead in Fig.1a, whose diamond surface area is 1.57 cm2 and assume that the electrodeposited diamond on its surface is 40/50 US

DIAMANTE Applicazioni & Tecnologia

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Storia del filo diamantato 1998

Appunti ed osservazioni sulla sicurezza dei fili diamantati di Osvaldo Cai

DA DIAMANTE A&T Nº 12 - GENNAIO 1998 - PAGG. 40-48

NOTO A TUTTI CHE LA PERICOLOSITÀ RELATIVA ALL’IMPIEGO DEL FILO DIAMANTATO, SIA IN CAVA CHE IN PIAZZALE, A PARTE ACCIDENTALI

ED INCAUTE MANOVRE DELL’OPERATORE (E COMUNQUE COMUNI A TUTTI I MACCHINARI), È ESSENZIALMENTE CONNESSA CON LA ROTTURA DEL CAVETTO

(O CORDINA). L’adozione della plastica o della gomma come distanziatore fra le perline, in sostituzione delle molle cilindriche, ha notevolmente contribuito ad abbassare la pericolosità dell’evento, impedendo il lancio (meglio lo sparo) delle perline libere (M. Castelli, O. Cai, Utilizzazione in sicurezza del filo diamantato, 1989); inoltre, impedendo di fatto lo scorrimento delle perline sul cavetto, la plastica ha contribuito al mantenimento dell’integrità geometrica e dimensionale dello stesso e, quindi, ad una sua maggior durata. Tuttavia, i fili diamantati continuano a spezzarsi e questa eventualità è sempre in qualche modo traumatica e non del tutto priva di pericolosità. Nel corso della vita della perlina diamantata, si prevedevano per i fili con le molle uno o più rifacimenti, mediante sostituzione di tutti i componenti, eccetto le perline, quindi sostituendo l’elemento portante, ossia il cavetto, talvolta prima che il filo si rompesse. Ora, con l’adozione della plastica o della gomma, da cui peraltro è impedito di fatto un esame visivo del cavetto, il rifacimento avviene, solo ed obbligatoriamente, dopo che il filo si è spezzato. D’altro canto tutti i costruttori di perline diamantate, noi inclusi, si sforzano di ottenere un prodotto che, compatibilmente con una accettabile qualità del taglio, possieda una notevole e sempre maggior durata. Personalmente non sono sicuro che continuando ad allungare la durata (nel tempo e non in quantità di produzione) del filo diamantato si persegua un fine logico. Per la sua caratteristica costruttiva il filo

diamantato è, senza dubbio, quello, fra gli utensili diamantati per taglio di lapidei, che più è soggetto a sollecitazioni per fatica ed a variazioni del tipo e dell’intensità delle stesse. Basti pensare alla forma iniziale e finale di un filo da cava che tagli “a cappio” o “al monte”. Poiché tutte le sollecitazioni sono sopportate dal cavetto, che ha forma, dimensioni e caratteristiche fisico-meccaniche ben definite, non è difficile provare a vedere cosa succede allorché si utilizza il filo diamantato per taglio “in piazzale”, con macchina stazionaria (che rappresenta il caso meno complesso di modello d’impiego). La Fig.1 e la successiva Fig.2 rappresentano schematicamente uno dei casi che si verifica in pratica. Poiché la velocità periferica è dell’ordine dei 20-25 m/sec e poiché si trasmette potenza dal volano motore al volano condotto mediante una fune metallica, si può considerare questo modello come una trasmissione telodinamica (ormai soppiantata da trasmissione di energia), i cui parametri però possono essere utili per fissare qualche valore. Prendendo in esame la Fig.1 e supponendo di usare un filo diamantato con cavetto diametro 5 mm a 133 fili elementari, la cui sezione reale è 11 mm2, il diametro dei fili è 0,32 mm e il carico unitario di rottura è considerato 180 kg/mm2, si possono dedurre le seguenti considerazioni: 1) sollecitazione unitaria dopo il pre-tensionamento t = 200/11 = 18,18 kg/mm2 2) sollecitazione dovuta all’avvolgimento sui volani s = (8000 x 0,32)/(2000 x 11) = 0,11 kg/mm2 Poiché nella tecnica delle trasmissioni “telodinamiche” (ed il modello della sega a filo diamantato rientra abbastanza in questa tecnica) si raccomanda di assumere come minimo coefficiente di sicurezza 8,

Notes and comments on the safety of cutting diamond wires by Osvaldo Cai

DIAMOND WIRE HISTORY 1998

FROM DIAMANTE A&T Nº 12 JANUARY 1998 P P. 40-48

T IS WIDELY KNOWN THAT THE DANGERS RELATING TO THE USE OF DIAMOND WIRE, WHETHER IN THE QUARRY OR IN THE STONEYARD, ASIDE FROM

ACCIDENTAL AND CARELESS MOVES BY THE OPERATOR

(WHICH

IN ANY CASE ARE COMMON TO ALL MACHINES)

ARE ASSOCIATED ESSENTIALLY WITH CABLE BREAKAGE.

The adoption of plastic and rubber spacers between the beads, replacing cylindrical springs, has greatly contributed to lowering the dangerousness of this occurrence, as they prevent the loose beads from flying off like bullets (M. Castelli, O. Cai “Utilizzazione in sicurezza del filo diamantato”, Safe use of diamond wire, 1989). Furthermore, by preventing sliding of the beads on the wire, plastic has contributed to maintaining the geometry and dimensions of the latter, giving it a longer life. Nevertheless, diamond wires continue to break and this is always traumatic in some way and not danger-free. For wires with springs it was normal, in the course of the life of the diamond beads, for there to be one or two remakings of the wire by replacing all the components except the beads, and therefore substituting the load-bearing element, i.e. the cable, sometimes before the wire broke; now, with the adoption of plastic or rubber (which in any case prevent visual examination of the cable), remaking is carried out only, and obligatorily, after the wire has broken. On the other hand all diamond bead manufacturers, including ourselves, strive to obtain a product which, as far as compatible with an acceptable cut quality, has an appreciable and increasing life. Personally I am not certain that a logical objective is being pursued in continuing to lengthen the life of the diamond wire (in terms of time rather than of quantity of output). Of diamond tools for stone cutting, the diamond wire, owing to the characteristics of its construction, is undoubtedly the one most subject to fatigue stresses and to variations of the type and intensity of these stresses. Suffice it to think of the initial and final shape of a loop-cutting quarry wire. As all the stresses are borne by the cable, which has well-defined shape, size and physical-mechanical characteristics, it is not difficult to examine what takes place when using a diamond wire for cutting in the stoneyard with a stationary machine (which represents the least complex case of use model). Fig.1 and 2 illustrate in schematic form one of the

DIAMANTE Applicazioni & Tecnologia

Storia del filo diamantato 1998

Confronto: utilizzo del diamante nel taglio del granito con multidisco e con filo diamantato di Osvaldo Cai

DA DIAMANTE A&T Nº 15 - DICEMBRE 1998 - PAGG. 98-112

ormai praticamente confermato, e non in pochi casi, che nella segagione del granito con utensili diamantati si ottengono risultati soddisfacenti nonostante siano destinati ad essere migliorati, sia sotto il profilo qualitativo che dal punto di vista puramente economico. In due casi particolari, ossia nella segagione di blocchi con multidisco e squadratura o taglio a spessore con filo diamantato, si sono raggiunti dei risultati che solo qualche anno addietro sembrava difficile poter ottenere. È innegabile che un buon disco da Ø 1000, con segmenti sandwich alti 12 mm, montato su una tagliablocchi multidisco, in grado di tagliare graniti di classe 3-4, raggiunge una resa finale di 190 metri quadrati, se totalmente consumato. È altresì dimostrabile che 18 metri di filo diamantato per granito, con 40 perline per metro lineare, utilizzato su una segatrice statica (da piazzale), tagliano fino a 200 metri quadrati, prima di essere totalmente usurati. Nelle Figg.1 e 2 sono illustrati alcuni dati di costruzione e di impiego (in generale) per un filo diamantato e per un disco da Ø 1000, utilizzati nel taglio del granito. Nelle Figg.3 e 4 sono, invece, illustrati i comportamenti usuali di una perlina da filo e di un segmento da multidisco per quanto riguarda l’usura. I dati che possono essere raccolti sono illustrati in Tab.1.

Fig.1 Tab.1 1) Il volume totale della parte diamantata di un disco da Ø 1000

70 (segmenti) x 1,843 = 129 cc (VDt)

2) Il volume totale della parte diamantata di un filo (18 m a 40p/m)

720 x 0,268 = 193 cc (VFt)

3) Volume effettivamente consumato dal disco per tagliare 190 m2

1,739 x 70 = 122 cc (VDc)

4) Volume effettivamente consumato dal filo per tagliare 200 m2

0,248 x 720 = 178 cc (VFc)

5) Diamante (ct) effettivamente consumato dal disco per 190 m2

102,4 x (122/129) = 96,8 ct (DDc)

6) Diamante (ct) effettivamente consumato dal filo per 200

324 x (178/193) = 298,8 ct (DFc)

DIAMOND WIRE HISTORY 1998

FROM DIAMANTE A&T Nยบ 15 FEBRUARY 1998, PP. 98-112

Comparison between diamond multi-blade and diamond wire cutting of granite by Osvaldo Cai

that 18 metres of diamond wire for granite, with 40 beads t is now confirmed in practice, and in not a few cases, per Iinear metre, used on a static (yard) sawing machine that satisfactory results are obtained in the sawing of can cut up to 200 square metres before being completely granite with diamond tools, both in quality and from a worn out. Figs.1 and 2 give some manufacture and use purely economic point of view, although efforts towards data (in general) for a diamond wire and a 1000 mm disc improvement never cease. In two particular cases, blade used in cutting granite. Figs.3 and 4 show the multi-blade slab cutting and squaring or cutting to normal wear behaviour for a diamond bead and a thickness with diamond wire, results have been achieved multiblade segment. The data, that can be gathered, are which would have seemed extremely difficult a few years in the Tab.1 hereunder. ago. It is undeniable that a good 1000 mm disc, with 12 mm high sandwich segments, mounted on 1) Total volume of diamond impregnated part of a 1000 mm blade 70 (segments) x 1.843 = 129 cc (VDt) a multi-blade slabbing 2) Total volume of diamond impregnated part of a wire (18 m at 40 beads/m) 720 x 0.268 = 193 cc (VFt) machine to cut class 3-4 granite, reaches a final life 3) Actual volume consumed by disc to cut 190 m2 1.739 x 70 = 122 cc (VDc) of 190 square metres if 4) Actual volume consumed by wire to cut 200 m2 0.248 x 720 = 178 cc (VFc) consumed completely. 5) Diamond (ct) consumed by disco per 190 m2 102.4 x (122/129) = 96.8 ct (DDc) It can Iikewise be shown 6) Diamond (ct) consumed by wire per 200 m2

324 x (178/193) = 298.8 ct (DFc)

DIAMANTE Applicazioni & Tecnologia

Il taglio di rocce dure con il filo diamantato

Storia del filo diamantato 1998

di R. Ciccu, M. Agus, A. Bortolussi, G. Massacci, N. Careddu DIGITA, Dipartimento di Geoingegneria e Tecnologie Ambientali CSGM, Centro Studi di Scienze Minerarie del CNR, Università di Cagliari

DA DIAMANTE A&T Nº 15 - DICEMBRE 1998 - PAGG. 78-95

A PRESENTE MEMORIA DESCRIVE NELLE LINEE GENERALI LO STATO DELL’ARTE PER QUANTO RIGUARDA L’UTILIZZO DEL FILO DIAMANTATO NELL’INGEGNERIA

LAPIDEA, CON PARTICOLARE RIFERIMENTO ALL’ESTRAZIONE DEL

GRANITO, E COMPRENDE LA DESCRIZIONE DELLE MACCHINE E DELL’ATTREZZATURA, I DATI SULLA PRESTAZIONE E GLI ASPETTI ECONOMICI.

VENGONO

DISCUSSI ANCHE I PROBLEMI ESISTENTI,

LA CUI SOLUZIONE, ATTRAVERSO GLI SFORZI DI SVILUPPO PORTATI AVANTI DAI PRODUTTORI, DAGLI UTILIZZATORI E DALLE

ISTITUZIONI

DI RICERCA, PUÒ AMPLIARE ULTERIORMENTE IL

CAMPO DI APPLICAZIONE.

VIENE EVIDENZIATO CAGLIARI.

IL CONTRIBUTO

DATO DALL’UNIVERSITÀ DI

1. INTRODUZIONE Nonostante alcuni periodi di stagnazione, il settore della pietra è in espansione continua in tutto il mondo, sotto la crescente pressione della richiesta di materiali naturali per l’impiego nei vari settori della costruzione, come edilizia industrializzata, arredo urbano, pavimentazioni stradali, rivestimenti esterni e decorazioni di interni. Di conseguenza, le attività di estrazione e di lavorazione della pietra sono state interessate recentemente da un notevole progresso tecnologico, caratterizzato dall’introduzione di metodi di taglio avanzati, dall’impiego di impianti potenti e dall’applicazione di strumenti di gestione sofisticati, portando ad un aumento spettacolare dei parametri tecnici ed economici, accompagnato da un miglioramento consistente della qualità globale dei materiali e dei prodotti finiti. Oggi le rocce “tenere” come marmo, calcare e travertino vengono estratte generalmente utilizzando le tecnologie del diamante. L’avvento, circa vent’anni fa (metà degli anni ‘60, N.d.r.), di questi metodi avanzati di taglio rappresentò la seconda conquista tecnologica dopo un periodo dominato dal filo elicoidale che, a sua volta, aveva consentito di superare gli inconvenienti del brillamento con esplosivi (Pinzari, 1989). Sorpassati dalle nuove tecnologie, i metodi tradizionali sono ormai privi di interesse nelle moderne cave di marmo nei Paesi sviluppati, anche se sopravvivono in qualche operazione marginale o per coltivare quelle parti del giacimento in cui la roccia è fratturata o deteriorata. Si ricorre solo occasionalmente al filo elicoidale per i tagli di apertura di grande superficie in

alcune cave di vecchio stile, mentre lo spacco con cunei meccanici o idraulici viene ripiegato spesso ancora per la sgrossatura di blocchi, che possono essere rifiniti successivamente dal telaio diamantato. A differenza del marmo, il settore del granito non è stato ancora oggetto di un processo di radicale sostituzione tecnologica. Infatti, le operazioni di taglio vengono effettuate ancora generalmente con metodi e tecniche tradizionali, anche se raffinate dall’esperienza accumulata nella pratica quotidiana, migliorate da una conoscenza scientifica approfondita e da una tecnica perfezionata, e rese più efficienti dal progresso nello sviluppo delle macchine (Bortolussi et al., 1988). Questo ritardo è spiegato da diversi motivi. In primo luogo il granito si presta meglio del marmo all’applicazione di alcune tecniche specifiche come il taglio con lancia termica, fissione con esplosivi e spacco con cuneo, grazie alla sua composizione chimica (contenuto di quarzo) o alle sue caratteristiche strutturali (presenza di piani di sfaldatura). Queste tecniche, messe a punto attraverso un’esperienza duratura ed ampia, sono ancora preferite dai proprietari di cave per il loro costo relativamente basso, per la loro semplicità e flessibilità, come pure per le spese relativamente basse di capitale d’investimento e di esercizio. D’altra parte, anche quando tali tecniche vengono applicate correttamente, il volume commerciale della produzione e la resa complessiva della cava sono sempre colpiti negativamente da una scarsa precisione dimensionale del blocco come pure da eventuali danni alla massa di roccia. La perdita economica diventa più importante quando si tratta di una pietra pregiata ed i singoli blocchi sono di piccola dimensione. Perciò è prevedibile che, in parallelo al potenziamento dei metodi tradizionali, l’adozione di tecnologie avanzate sostitutive, in grado di superare tali limitazioni, abbia il sopravvento nel prossimo futuro (Ciccu, 1992). Il filo diamantato fu introdotto qualche anno fa in alcune cave di granito per effettuare i tagli di apertura delle bancate, sostituendo pian piano il cannello, che è svantaggiato da una serie di problemi di diversa natura (alto costo della scanalatura, danno al materiale, rumore, impatto ambientale, bassa

Risultato del taglio di una bancata mediante filo diamantato, presso la cava di Rosa Limbara (Priatu, Sassari) di proprietà della ditta S.G.E. Graniti Srl Cutting of a bench using the diamond wire at the quarry Rosa Limbara (Priatu, Sassari) property of the company S.G.E. Graniti Srl (Foto di / Photo by N. Careddu)

DIAMOND WIRE HISTORY 1998

FROM DIAMANTE A&T Nº 15 FEBRUARY 1998 P P. 78-95

Diamond wire sawing of hard rocks by R. Ciccu, M. Agus, A. Bortolussi, G. Massacci, N. Careddu Dep. of Geoengineering and Environmental Technologies, CSGM, Mineral Science Study Centre of CNR University of Cagliari, Italy

HE PAPER OUTLINES THE STATE OF THE ART REGARDING THE USE OF DIAMOND WIRE IN STONE ENGINEERING, WITH PARTICULAR REFERENCE TO GRANITE QUARRYING, AND

INCLUDES THE DESCRIPTION OF THE MACHINES AND EQUIPMENT, PERFORMANCE DATA AND ECONOMIC ASPECTS.

EXISTING

PROBLEMS

ARE ALSO DISCUSSED, THE SOLUTION OF WHICH, THROUGH DEVELOPMENT EFFORTS BEING CARRIED ON BY MANUFACTURERS AND END USERS AND RESEARCH INSTITUTIONS, CAN FURTHER OPEN THE FIELD OF APPLICATION AND ENHANCE THE FUTURE PROSPECTS OF THE TECHNOLOGY.

THE

CONTRIBUTION PROVIDED BY THE

UNIVERSITY

CAGLIARI

HIGHLIGHTED.

1. FOREWORD In spite of some periods of stagnation, the stone industry is constantly growing all over in the world, under the

increasing pressure of the demand for natural materials to be employed in the various branches of construction engineering, such as industrialized building, urban fittings, road paving, face cladding and interior decoration. Consequently, quarrying and stone processing activities have recently been involved in an impressive technological progress characterized by the introduction of advanced cutting methods, the use of powerful equipment and the application of sophisticated management tools, resulting in a spectacular increase in technical and economic parameters, accompanied by a substantial improvement in the global quality of the materials and finished products. Today, “soft” rocks like marble, limestone and travertine are generally quarried using diamond-based technologies. The advent of these advanced methods of cutting, about

DIAMANTE Applicazioni & Tecnologia

7mila mq di ferramenta e giardinaggio

www.ferexpo.net

Storia del filo diamantato 2005

Taglio di materiali lapidei di Ing. Bartolomeo Maretto

DA DIAMANTE A&T Nº 41 - GIUGNO 2005 - PAGG. 95-101

1. INTRODUZIONE Il taglio di materiali lapidei per mezzo di filo nasce all’inizio del ‘900 con sistemi costituiti da un filo metallico intrecciato, fatto ruotare tramite volani, mentre nel taglio veniva inserita acqua mescolata con graniglia di ferro con la funzione di tagliente. Negli anni ‘70 a Carrara sono stati utilizzati i primi fili diamantati per marmi montati con molle. Negli anni ‘80 sono nati i fili diamantati plastificati per i graniti e, successivamente, per gli altri materiali lapidei e per il cemento armato.

L’affermazione a livello mondiale di questo metodo d’estrazione e segagione dei blocchi si è avuta a partire dal 1990. Il filo diamantato è costituito da più utensili (perline), montati su di un cavo d’acciaio e mantenuti a distanza regolare da molle o da plastica o da entrambe. La singola perlina è composta da una boccola e da una corona tagliente, unite mediante saldo-brasatura “in-situ” durante la sinterizzazione, oppure tramite apporto di materiale esterno, solitamente una lega a base d’argento (Fig.1).

Fig.1 Schema delle perline più comuni Schematic diagram of the most common beads

DIAMOND WIRE HISTORY 2005

FROM DIAMANTE A&T Nº 41 JUNE 2005 P P. 95-101

Cutting of stone materials by Eng. Bartolomeo Maretto

1. INTRODUCTION Cutting of stone materials by wire began at the beginning of the 1900s with systems made up of a braided metal wire, turned by pulleys while a cutting action was provided by feeding water mixed with steel shot into the cut. The first diamond wires for marble, mounted with springs, were used in Carrara in the 1970s. In the 1980s plasticized diamond wires were developed for granites and subsequently for other stones and reinforced concrete. From 1990 on, this method of quarrying and cutting became established worldwide. The diamond wire is made up of a number of tools (beads) mounted on a steel cable and spaced regularly by springs, plastic or both. The individual bead consists of a bush and a cutting layer, joined by “on-site” braze-welding during sintering or by soldering, usually with a silver-based alloy (see Fig.1).

Storia del filo diamantato 2005

Influenza delle caratteristiche della roccia sulle prestazioni del filo diamantato di M. Agus, A. Bortolussi, N. Careddu, R. Ciccu, B. Grosso, G. Massacci Dipartimento di Geoingegneria e Tecnologie Ambientali, Università di Cagliari Istituto di Geologia Ambientale e Geoingegneria del CNR, Sezione di Cagliari

DA DIAMANTE A&T Nº 42 - SETTEMBRE 2005 - PAGG. 99-109

ABSTRACT Le prestazioni del filo diamantato, nel taglio primario in cava per la produzione di blocchi squadrati, dipendono principalmente dalla durezza del materiale lapideo. Sebbene questa affermazione sembri trovare conferma nelle indicazioni della pratica industriale, in realtà il problema si presenta assai più complesso, tanto da richiedere studi più accurati e approfonditi, per poter prevedere i risultati tecnici conseguibili e individuare una strategia operativa tendente all’ottimizzazione in tempo reale del sistema, anche dal punto di vista economico. A parte le difficoltà di determinare la durezza dei materiali eterogenei, quali i graniti, una semplice analisi del processo di taglio porta a ritenere che anche altre caratteristiche della roccia, quali la composizione

mineralogica e la dimensione dei cristalli, dovrebbero essere incluse nel modello predittivo, tenendo altresì in conto che la loro influenza può variare in funzione della regolazione della macchina. Al fine di raccogliere un insieme di dati da elaborare con metodologie statistiche, quantitativamente e qualitativamente adeguato per lo sviluppo del modello di simulazione, presso i laboratori del DIGITA è stata intrapresa una ricerca sistematica, utilizzando un telaio a filo diamantato e variando i principali parametri operativi. In ciascuna prova, gli andamenti della velocità di taglio, del tasso di consumo del filo diamantato e della potenza assorbita dal motore di trascinamento sono stati determinati in funzione del tempo.

Influence of stone properties on diamond wire performance

DIAMOND WIRE HISTORY 2005

FROM DIAMANTE A&T Nº 42 SEPTEMBER 2005 P P. 99-109

by M. Agus, A. Bortolussi, N. Careddu, R. Ciccu, B. Grosso, G. Massacci Department of Geoengineering and Environmental Technologies, University of Cagliari, Italy Institute of Environmental Geology and Geo-engineering, National Research Council of Italy Cagliari Department, Italy ABSTRACT

It is generally believed that the performance of diamond wire employed in stone quarrying for the production of squared blocks strongly depends on the material’s hardness. Although this seems roughly confirmed by quarrying operations, in reality this is a rather complex issue, suggesting that a more accurate basis should be used for a reliable prediction of industrial results and especially for establishing a driving strategy aimed at the real-time optimisation of the system. Aside from the difficulty in determining the hardness of heterogeneous materials, a simple analysis of the

cutting process leads to the conclusion that a number of rock properties, such as for instance mineral composition and crystal size, should be incorporated into a predictive model and that their influence varies as a function of machine setting. In order to obtain a sufficient number of data to be statistically processed for developing the simulation model, a systematic experimental investigation of industrial significance has been carried out on a variety of granite materials at the DIGITA laboratories using a diamond wire frame saw, varying the chief operating parameters. Diamond wire cutting rate and wear as well as power

Storia del filo diamantato 2007

Influenza dei parametri operativi sulla resa del filo diamantato nel taglio del granito di O. Cai*, N. Careddu**, M. Mereu**, I. Mulas** *Consulente Utensili Diamantati **Dipartimento di Geoingegneria e Tecnologie Ambientali (DiGITA), Università di Cagliari

DA DIAMANTE A&T N 48º - MARZO 2007 - PAGG. 72-79

PREMESSA La relazione illustra una ricerca portata avanti presso i laboratori del DiGITA, avente lo scopo di migliorare la conoscenza di metodi per la predizione della resa del filo diamantato. Nello studio delle prestazioni dell’utensile sono considerate le variazioni di parametri operativi, quali la velocità periferica del filo e la velocità areale di taglio.

1. INTRODUZIONE Il filo diamantato è impiegato nel taglio delle rocce ornamentali, sia nelle cave (configurazione a cappio) sia negli impianti di lavorazione del blocco (grazie a telai lavoranti a “catenaria rovescia”). La tecnologia è diffusissima anche nei lavori di demolizione controllata di

opere in conglomerato cementizio armato. L’utensile, largamente usato nelle cave di roccia calcarea dalla fine degli anni ’70, con perline a diamante elettrodepositato galvanicamente, ha conosciuto un inserimento notevolmente più lento nelle operazioni di taglio presso le cave di granito a causa delle problematiche relative al suo rapido consumo. Solo a partire dai primi anni ’90, grazie a un miglioramento delle tecnologie tra cui le macchine da cava, la sinterizzazione delle perline, la fabbricazione di diamanti industriali e la plastificazione del filo si è arrivati a un minore costo dell’utensile e rese di cava superiori. Inoltre, la necessità di applicare tecnologie di taglio precise e non distruttive(1) nelle cave di rocce ornamen-

The influence of operating parameters on the total productivity of diamond wire in cutting granite

DIAMOND WIRE HISTORY 2007

FROM DIAMANTE A&T Nº 48 MARCH 2007 P P. 72-79

by O. Cai*, N. Careddu**, M. Mereu**, I. Mulas** *Diamond tools consultant **Department of Geoengineering and Environmental Technologies (DiGITA), University of Cagliari, Italy ABSTRACT

This report illustrates a research carried out at the DiGITA laboratories aiming to improve knowledge of methods for predicting the total productivity of diamond wire. The study of the tool performance considers the variations in operating parameters such as the peripheral wire speed and the cutting rate.

1. INTRODUCTION The diamond wire is used in the cutting of ornamental stones, both in quarries (loop configuration) and in blockprocessing plants (thanks to frames working in the “inverted

catenary” mode). The technology is also very widespread in the controlled demolition of reinforced concrete structures. The tool, widely used in limestone stone quarries since the late 1970s, with electroplated diamond beads, has seen a far slower introduction into cutting operations in granite quarries because of problems due to its rapid wear. Only since the beginning of the 1990s, thanks to improvements in technology, including the quarry machines, the sintering of the beads, the manufacture of industrial diamonds and the plasticization of the wire, have we arrived at a lower tool cost and higher tool life in the quarry. In addition, the need to apply precise,

Storia del filo diamantato 2007

Miglioramento delle prestazioni del filo diamantato attraverso geometrie innovative dell’utensile di L. Risso, B. Vicenzi - MIMITALIA srl S. Bernieri - Diamond Pauber srl

DA DIAMANTE A&T N 49º - GIUGNO 2007 - PAGG. 75-79

ABSTRACT La geometria del profilo di una perlina diamantata può influenzare fortemente il rendimento del filo se adeguatamente sfruttata. La tecnologia dello stampaggio ad iniezione di diamante (DIM) permette di realizzare perline e, quindi, fili diamantati con una geometria a doppia gobba. È stata fatto un confronto tra le prestazioni di taglio di due fili, uno convenzionale ed uno con il profilo innovativo ma identici per tutto il resto. In particolare, sono state misurate e confrontate le velocità di taglio e la durata degli utensili.

1. INTRODUZIONE Le perline dei fili diamantati possono essere realizzate attraverso la pressatura a caldo, sia uniassiale che

Improved cutting performance of diamond beads by means of innovative shape

isostatica [1-2], ma molto più frequentemente attraverso la pressatura a freddo seguita da sinterizzazione libera [3]. Nel primo caso la densificazione delle polveri avviene attraverso l’aiuto di una pressione applicata da un pistone di grafite o da un gas inerte. Al contrario, nella sinterizzazione libera, la sinterizzazione avviene sotto vuoto o a bassa pressione solo per ragioni termodinamiche. In entrambi i casi è richiesto il prestampaggio della perlina allo stato verde, mediante pressatura a freddo. Negli ultimi anni la fase di prestampaggio del verde ha compiuto significativi passi avanti, grazie alla diffusione della granulazione delle polveri [4], che determina un significativo miglioramento della durata degli stampi, e della omogeneità della struttura metallurgica del

DIAMOND WIRE HISTORY 2007

FROM DIAMANTE A&T Nº 49 JUNE 2007 P P. 75-79

by L. Risso, B. Vicenzi - MIMITALIA srl, Vado Ligure, Italy S. Bernieri - Diamond Pauber srl, Massa, Italy

ABSTRACT

1. INTRODUCTION

The geometry of the profile of a diamond bead can strongly influence the cutting performance of a wire if operating in a controlled environment. The use of Diamond Injection Moulding (DIM) technology allowed to produce a bead and consequently a diamond wire with a double bulge geometry. A comparison with a wire made with conventional beads of the same composition in terms of diamond, metal matrix and sintering conditions, has been made in the same operating conditions. The resulting cutting speed and duration of the tool have been compared.

The fabrication of the beads for the assembling of a diamond wire for stone cutting is commonly performed by means of hot pressing, both uniaxially and isostatically [1-2], but more and more often by means of the press-and-sinter route [3]. In the former processes the densification of the powders is aided by a pressure applied by a graphite ram or by a inert gas; on the contrary, in the press-and-sinter process densification occurs at low pressure (or vacuum) only because of the effect of temperature. In all cases a preforming of the green bead by means of uniaxial cold pressing is

3 2^ I N T E R N A T I O N A L F A I R M A R B L E T E C H N O L O G I E S D E S I G N

CARRARA MARMOTEC

2014 M A G G I O _ M A Y, 2 1 / 2 4 C A R R A R A , I T A L Y

Storia del filo diamantato 2007

Caratterizzazione dell’usura di perline diamantate sinterizzate nel taglio del marmo di Marco Clemente, Giovanni Tantussi, Michele Lanzetta Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale, Università di Pisa

DA DIAMANTE A&T Nº 51 - DICEMBRE 2007 - PAGG. 65-73

ABSTRACT operazioni di riquadratura e, più recentemente, anche in telai mono e multifilo. Sono costituiti da un cavo di acciaio sul quale vengono inserite circa 30-40 perline diamantate per ogni metro, che costituiscono la parte tagliente del filo insieme ad altri componenti come molle, distanziali e bloccaggi. Le perline diamantate sinterizzate presentano la caratteristica di esporre sempre nuovi diamanti al taglio e di rilasciarli per effetto dell’usura della matrice metallica che li contiene. Hanno una durata (e un costo) superiore rispetto a quelle elettrodepositate e, pertanto, richiedono prove di usura molto lunghe e l’uso di metodi più raffinati al fine di apprezzare l’evoluzione dell’usura stessa. Le perline diamantate sinterizzate impiegate

L’articolo tratta un metodo sperimentale per sottoporre perline diamantate a prove di durata. Il metodo prevede l’uso di una macchina di prova per perlina singola con impostazione di parametri di lavorazione (forza di contatto e velocità di taglio) equivalenti alle condizioni reali del taglio con filo diamantato. Vengono descritte diverse tecniche appositamente sviluppate per l’analisi dello stato dei diamanti e la quantificazione dell’usura in funzione del materiale asportato con perline sinterizzate nel taglio di un Bianco di Carrara e di un Perlato di Coreno.

1. INTRODUZIONE I fili diamantati sono largamente impiegati nel taglio di materiale lapideo in cava, sia nel taglio al monte che per

Wear characterisation of sintered diamond beads in marble cutting

DIAMOND WIRE HISTORY 2007

FROM DIAMANTE A&T Nº 51 DECEMBER 2007 P P. 65-73

by Marco Clemente, Giovanni Tantussi, Michele Lanzetta Department of Civil and Industrial Engineering, University of Pisa, Italy ABSTRACT

The paper deals with an experimental method for diamond bead life time testing. The method is based on a testing machine for each single bead by machining parameter setting (contact force and cutting speed) equivalent to diamond wire cutting real conditions. The different techniques are described purposely developed for diamond condition analysis and wear evaluation as a function of the removed material by sintered beads during white Carrara marble and Perlato di Coreno cutting.

1. INTRODUCTION Diamond wires are widely used for stone material cutting

in quarry, both in cutting in quarry and for squaring and more recently also in single and multi wire machine. They are made by a steel cable on which about 30-40 diamond beads are stringed per each meter that constitute the cutting component of the wire together with the other component as springs, spacers and fasteners. Diamond sintered beads have the characteristic to show always new diamond for cutting and to release them due to the wear effect of the metal matrix that holds them. They have a life time (and a cost) higher than the electrodeposed beads and therefore they require very long wear tests and the use of more refined measuring methods in order to evaluate wear evolution.