Выбор оборудования для сухого алмазного бурения с функцией микроудара:

Вот перечень изначально рассматриваемого мной оборудования в начале 2020 г. (с ориентировочными ценами на начало 2022 г.) и нескольких моделей, про существование которых я не знал, либо их еще не производили:

• Milwaukee DD 2-160 XE: ~44000 руб. + станина Cardi LDP 200-2 ~70000 руб. Итого: ~114000 руб.
• Cardi DP 2200 ME-16 (1 скорость): ~115000 руб. + станина Cardi LDP 200-2 ~70000 руб. Итого: ~185000 руб.
• Cardi DPH 3000 ME-17 (1 скорость): ~135000 руб. + станина Cardi LDP 200-2 ~70000 руб. Итого: ~205000 руб.
• Cardi DPH 3500 SE (3 скорости): ~195000 руб. + станина Cardi CDP 520 ~ 135000 руб. Итого: ~330000 руб.
• Baier BDB 825 (1 скорость): ~115000 руб. + станина Cardi LDP 200-2 ~70000 руб. Итого: ~185000 руб.
• Baier BDB 829 (2 скорости): ~140000 руб. не знал..
• Weka DKS15SP-L (2 скорости): на тот момент ещё не вышла.

Для осознанного и правильного выбора оборудования рекомендую определиться, отверстия каких диаметров вы будете делать.

Для моей основной работы по установке компактных проветривателей (бризеров) необходимо бурить отверстия диаметров: 102, 112, 132, 162, и реже 182 мм.

Благодарность продавцу за информацию по двигателю Milwaukee DD 2-160 XE и определённый укор за недостаточную консультацию. Мой первый двигатель:

• В первую очередь меня заинтересовала модель Milwaukee DD 2-160 XE. Естественно ценой. В описании к двигателю максимальный диаметр указан 162 мм. В случае постоянной работы с упомянутыми мной диаметрами, продавец порекомендовал делить указанное значение пополам. Т.е. порекомендовал данный двигатель для работы с диаметрами до 82 мм. (Забегая вперед, с этой рекомендацией я в большей части согласен);

• Мой выбор пал на Baier BDB 825. Был в наличии, немец, в описании максимальный диаметр указан 202 мм. подумал что будет вполне достаточно. Ну и хотелось как можно быстрее получить оборудование и приступить к работе.

• Но очень важной информации по нюансам бурения для успешной работы на первоначальном этапе мне не хватило. Об этом далее:

Первый двигатель Baier BDB 825. Опыт эксплуатации:

• На первом этапе работой двигателя был доволен. НО. Стали часто попадаться стены из низкоабразивного бетона. Коронки на таких стенах сильно перегревались, постоянно "зализывались", эффективность бурения вызывала очень много вопросов. А несколько раз вообще думал, что не смогу добурить отверстие. И однажды, отверстие в монолите диаметром 132 мм добурить не смог...пришлось приехать на следующий день. Даже при том условии, что сегменты коронки постоянно вскрывал + были запасные коронки.

• Для исключения поломки двигателя взял на этот объект такой же двигатель у коллеги. Результат и обрадовал и расстроил: из позитивного - второй двигатель так же не справился с задачей, что исключало поломку моего, из негативного - результат был таким же: коронка вязла, двигатель не мог её провернуть и как итог просто останавливался. Кое-как доделал это "упрямое" отверстие и расстроенный поехал думать...

Про физику процесса сухого бурения. Про важность наличия в двигателе нескольких скоростей. Про выбор скорости/момента в зависимости от диаметра отверстия, линейную скорость сегментов коронок:

• Мне повезло, и я попал на монтаж бризера к очень хорошему заказчику, и как оказалось, профессору строительного института, непосредственно принимавшему участие в разработке состава стен для панельного домостроения. К моему большому счастью наш диалог после завершения монтажа продлился несколько часов, и я успел выяснить для себя ряд важных вопросов, которые нужно было решить. Если коротко - я получил необходимую и достаточную информацию, касающуюся физики процесса бурения.

Основные причины проблемного бурения и выводы:

• При сухом бурении (в отличие от мокрого) в зоне реза возникает газо-пылевая смесь, которая препятствует эффективному бурению, а именно снижает эффективность сцепки алмазов с обрабатываемым материалом, повышает "бесполезное" трение и способствует чрезмерному нагреванию сегментов.

• Неверный выбор числа оборотов: при бурении диаметров до 82 мм нужно использовать повышенные обороты. При бурении больших диаметров важно использовать пониженные обороты с увеличенным моментом. Это связанно с линейной скоростью сегментов: за единицу времени сегмент на больших диаметрах и на высоких оборотах будет проходить значительно больший путь, чем сегмент на малых диаметрах на тех же оборотах. Игнорирование данного факта безусловно приведёт к перегреву сегментов.

• Чрезмерное нагревание сегментов повышает риск возникновения поверхностного графита на алмазах, режущие кромки тупятся, что по сути превращает процесс бурения в черчение окружности простым карандашом.
• Наряду с этими процессами происходит "зализывание" сегментов.

Выводы и предпринятые действия:

• с газо-пылевой смесью эффективно справляется эмульсия (на основе Смазочно Охлаждающей Жидкости и воды. По своей сути две не растворяемых в себе жидкости). Заказал СОЖ (выбор пал на "Синапол"*, ниже приведу выдержку из его описания), сделал эмульсию и, при бурении низкоабразивных бетонов, доставляю её с помощью впрыска шприцем и смачиванием сегментов через 2-4 см бурения. На первый взгляд процесс бурения усложняется, но это совершенно не так. В итоге времени тратится значительно меньше и самое главное - эффективность бурения не падает, значительно повышается ресурс коронок.

* Из описания СОЖ "Синапол": "Используется в процессах обработки различных металлов, сплавов, камня, пластических масс. Идеально подходит для лезвийной обработки металлов (в том числе для тяжелых условий) и для волочения стальной, латунированной, медной проволоки. Может использоваться для штамповки, прокатки металла и абразивной обработки металла и камня". Думаю что подойдёт любой СОЖ, применяющийся для подобных задач. Процентное соотношение делаю следующим: 10-15% СОЖ, 85-90% вода.

• Сделать правильный выбор количества оборотов поможет, как это ни странно, возможность сделать выбор :) Т.е. необходимо наличие нескольких скоростей в двигателе. Таким образом Baier BDB 825 оказался непригодным для моих задач двигателем, т.к. имеет всего лишь одну скорость. Как следствие - у данного двигателя произошёл ускоренный износ храповика - пропал микроудар. Это я узнал после продажи двигателя коллеге, спустя ~месяц использования. Всего до момента поломки двигатель был в работе ~пол года.

• Не смотря на вышеперечисленные мероприятия - "зализывание" сегментов процесс неизбежный, хотя стал более редким. Решить проблему "зализанных" сегментов поможет любой абразивный материал (такой как кирпич, вулканитовые плиты и прочие). Но для себя я выбрал иной путь вскрытия сегментов - разработал абразивные полоски, которые закладываю при необходимости в зону реза и вскрываю сегменты без пыли, разбросанного абразива в помещении, необходимости снимать оборудование со станины и прочих манипуляций. Более подробно про абразивные полоски чуть позже.

Первоначальный перечень моделей двигателей и выводы по ним после изучения физики процесса:

• Milwaukee DD 2-160 XE: Для диаметров 82+мм. Слабоват.
• Cardi DP 2200 ME-16: 1 скорость. Не подошёл
• Cardi DPH 3000 ME-17: 1 скорость. Не подошёл
• Cardi DPH 3500 SE: 3 скорости. Конечно подошёл бы, НО: Слишком дорогая установка и избыточна для бурения нужных мне диаметров до 182 мм. К тому же значительно тяжелее и объёмнее.
• Baier BDB 825: 1 скорость. К сожалению стал неактуальным.
• Baier BDB 829: 2 скорости. Подошёл. Купил.
• Weka DKS15SP-L: 2 скорости. Купил в качестве запасного двигателя. В итоге стал моим основным двигателем на сегодняшний день.

Подробный сравнительный обзор-отзыв о двигателях Weka DKS15SP-L и Baier BDB 829.

За первый год использования Weka DKS15SP-L один раз свозил его на ТО по рекомендациям в документации к нему, всё проверили - всё в норме. Планово заменили масло в редукторе. В процессе эксплуатации буду постоянно дополнять историю владения данными двигателями.

Двигатель WEKA DKS15SP-L. Технические характеристики + опыт эксплуатации.

Подробнее про физику процесса и вскрытие сегментов:

• При сухом бурении проблема зализывания сегментов коронки более актуальна, чем при бурении с водой. Связано это с тем, что возникающий в процессе мокрого бурения шлам является абразивом, который расчищает металлическую связку сегмента, высвобождая новые алмазы и удаляя отработанные.

• Технология сухого бурения значительно отличается от бурения с водой. Вопрос высвобождения новых алмазов в связке и удаления отработанных частично решает наличие в двигателях функции микроудара + структура связки сегментов реализована "пористой/ячеистой" структурой, специально подобранными металлами.

Принцип действия следующий: под действием микроудара алмазы "врезаются" в обрабатываемый материал + возникающая обратная по направленности сила "выбивает" под алмазами "лунки", которые достигнув определенных размеров перестают удерживать отработанные алмазы и они вылетают из связки. Для нормальной работы такой системы важно следить за усилием подачи коронки. Не допускать "задавливание" сегментов. Если эффективность бурения снизилась, либо вообще процесс остановился - важно своевременно сделать выводы. Проверить состояние сегментов, и в последующем - откалибровать прилагаемые усилия.

Схемы "надавить посильнее" и "сейчас еще пару минут или часов покручу - вдруг процесс пойдёт" в данном случае работать 100% не будут. И безусловно приведут к сильному перегреву сегментов, образованию поверхностных графитов на алмазах и как следствие - снизят ресурс коронки. Вплоть до "да ну нахрен это сухое бурение". Хотя во многих случаях альтернативы сухому бурению нет, а в моём случае и приверженности к сухому бурению без воды и пыли - это единственная технология на сегодняшний день, которую я применяю. Поэтому был вынужден в ней разобраться.

Справедливости ради отмечу, что безусловно есть объекты, где выгоднее применять именно бурение с водой. С точки зрения и временных затрат, и значительно меньшей стоимости и более значительного ресурса обычных коронок. Но на сегодняшний день потребность в бурении с водой у меня не достигла таких значений, при которых я решился бы либо на приобретение всем известного оборудования Hilti, либо приспособил бы коллекторы для воды на уже имеющиеся у меня в ассортименте двигатели (вероятно, я выбрал бы последний вариант, т.к. процесс бурения с водой + с микроударом ещё более эффективен).

• Вернёмся к бурению без воды. При сухом бурении низкоабразивных материалов возникает дефицит абразива, и как упоминал выше, происходит "зализывание" сегментов и повышение их температуры. Для решения данной проблемы помимо включенного микроудара необходимо следить за состоянием сегментов, своевременно производить их вскрытие. Раньше я использовал вулканитовые плиты. Достаточно несколько раз зайти в них коронкой и сегменты достаточно неплохо вскрывались. Но данный вариант для меня имеет несколько минусов:

1. Так как на сегодняшний день я произвожу монтаж бризеров в одном, собственном лице - вскрывать сегменты с помощью вулканитовой плиты просто неудобно. Нужно либо снимать оборудование со станины и вскрывать на "земле", либо одной рукой подставлять плиту к шаблону-проставке станины (подробнее чуть ниже), а другой производить подачу коронки. К тому же эти оба варианта при вскрытии коронок диаметром 102, 132, 162, 182 мм ещё и достаточно опасны. Контролировать заход коронки проблематично (в отличии, например, от диаметра 52 мм при бурении отверстий под трассы сплит систем, либо диаметров 68-82 при бурении подрозетников);

2. Ещё один важный момент - разбрасывание абразива в помещении. Так как большинство монтажей у меня происходит по готовому ремонту - данный вариант меня категорически не устраивает.

Про абразивные полоски:

Учитывая перечисленные минусы я был вынужден найти более чистый и безопасный способ вскрывать сегменты. Нашёл. И как оказалось ещё и более эффективный:

• Подобрал абразив и материал для его связки. Для того что бы он не рассыпался и имел определенную эластичность.
• Изготовил абразивные полоски толщиной чуть меньше толщины сегментов, в процессе их эволюции добавил "протекторы" для более чёткого позиционирования. Помещаю их в зону бурения и получаю вскрытые со всех сторон сегменты. Прилагаю фото испытаний абразивных полосок на заводе изготовителе алмазных коронок Diamond Hit.

Резюмируя: полоски предназначены для эффективного вскрытия сегментов алмазных коронок в зоне бурения без пыли и грязи:

• Сегменты вскрываются со всех сторон;
• Отсутствие пыли, абразив не разлетается в помещении;
• Нет необходимости снимать оборудование в случае бурения со станины;
• Безопасно. Нет риска биения коронки в процессе входа в абразивную плиту/кирпич/прочих материалов.

Как использовать абразивные полоски:

• При необходимости вскрыть сегменты в процессе бурения - поместить полоску в зону реза, протекторами вдоль оси отверстия. В случае, если есть значительный боковой износ сегментов - прокатать полоску роликом;
• В случае активного микроудара - отключить его, отключить пылесос (в случае бурения с водой - отключить подачу воды);
• Протолкнуть коронкой полоску вглубь до упора;
• Медленной подачей пробурить полоску;
• При необходимости включить микроудар, включить пылесос/подачу воды;
• Продолжить бурение.

Стоимость абразивных полосок: https://sinect-service.ru/abrasive-strips

Про станину:

• Изначально выбрал станину Cardi LDP 200-2. Выбором доволен, в эксплуатации с мая 2020 года. Несколько раз подтянул каретку регулировочным ключом. Никаких вопросов не вызывает. Соответственно другие варианты не искал и не рассматривал.

• Подходит для всех вышеперечисленных двигателей кроме Cardi DPH 3500 SE (Для данного двигателя подойдет станина Cardi CDP 520).

Крепление станины осуществляю с помощью "глухарей" 12 мм и дюбелей Fischer Duo 14*70 мм.

Про шаблон-проставку:

• Вместе со станиной Cardi LDP 200-2 использую самодельную шаблон-проставку. Позволяет распределить нагрузку стойки на стену. Не оставляет следов и вмятин.

• Сокращает время, уменьшает трудозатраты при навешивании и увеличивает точность позиционирования оборудования.

• Увеличенная толщина шаблона в зоне прохода коронки позволяет исключить пыль, мелкие осколки в момент захода коронки в стену. Всё сразу уходит в пылеотвод.

Про пылесос:

• Изначально использовал пылесос Dexter VOD1420SF. В дальнейшем поменял на AEG AP2-200 (с этого же завода-производителя есть и Makita, и Metabo, и Nilfisk ...) по причине наличия у него более длинного шланга + работает значительно тише. Ну и вся линейка аккумуляторного инструмента у меня именно этого бренда.

Благодарю за внимание и желаю успехов в работе! Планирую дополнять статью обзор-отзывами на оборудование, технологию и новые решения".

Дело в том, что сейчас в массовой абразивной промышленности есть:

-карбид кремния (карборунд») SIC.

- окись алюминия плавленая  AL-2,O-3 или «корунд».

-алмаз различного происхождения и на различной связке.

- «Эльбор» BN, кубический нитрид бора, который имеет много торговых названий.

Каждый из этих абразивов имеет свои механические, и что тоже крайне  важно, химические свойства.

Самый мягкий из них, это корунд, плавленая окись алюминия. Самая чистая, прозрачная, это «лейкосапфир». Абразивные круги из неё, понятно, белого цвета. С добавкой окиси хрома это будет уже рубин розового цвета. С добавкой чёрт знает чего в бОльших количествах - называется «наждак», качеством похуже! Он тёмного цвета с различными оттенками.

Из этого абразива делают круги для обработки железа и сталей. Дело в том, что в зоне контакта абразивного зерна с металлом при работе развиваются экстремальные температуры и давления, а химически стойкая окись алюминия с железом при этом практически не взаимодействует, абразивные зёрна остаются острыми, круг не «засаливается» и работает быстро. Его стойкость для такой работы высокая. Твёрдые сплавы типа «Победит» корунд просто «не берёт», так как его твёрдость сравнима с твёрдостью этих металлокерамических сплавов.

Карбид кремния твёрже корунда, но и кремний, и углерод в железе растворяются, вот поэтому зерна SIC не столько режут железо и его сплавы, сколько сами обрабатываются, полируются этим железом. Круг «засаливается» и перестаёт нормально работать. Керамические твёрдые сплавы железа, как правило, не содержат, они хотя и твёрдые, но более твёрдый карборунд их стачивает.

Алмаз, будучи формой углерода, понятно, тоже железом растворяется, поэтому им точить можно только самую мелкую железную мелочёвку, типа мелких свёрл. Зато он обрабатывает твёрдые сплавы, а с водой и фарфор, стекло, кварц, стеклотекстолит, тот же рубин или лейкосапфир.

«Эльбор» может обрабатывать железо, азот или бор с ним взаимодействуют слабее, чем углерод алмаза.

Поэтому знающие люди ставят на «наждаке» два круга: Один белый или розовый на керамической связке для «железа», а второй, зелёный или чёрный из карбида кремния, для грубой заточки твердосплавных резцов, если нужно, то и с водичкой стекла, керамики, стараясь пылью не дышать!

Ну и рядышком, если есть возможность, для доводки кромки ставят пару «Эльбор» - алмаз!

Понятно, что это только общая картина и работа того же карборунда по стали не всегда плохая! На малых скоростях резания, да ещё с водой, да если связка не очень прочная и поверхность круга быстро разрушается, железо и сталь им можно точить.

У меня есть брусок для затачивания кос, явно из карборунда «КЗ», так он и косу точит неплохо и ножи на нём точить тоже одно удовольствие! Раньше точил на наждачном полотне, но теперь на нём только направляю, а точу именно этим бруском.

Кроме этих абразивов иногда применяются (применялись) и другие! Тот же камень из песка с цементом, и природный песчаник. Они  мягче даже корунда, но пригодны для железа. Есть и очень твёрдый, но хрупкий карбид бора, который может шлифовать даже карборунд! Но карбид бора дорогой и его иногда, наравне с карборундом и корундом применяют в виде свободного абразива, замешанного на воде, для точной шлифовки стекла в производстве оптики. Обработка стекла свободным абразивом с водой более медленная, чем алмазным кругом, но более универсальна и не требует сложных станков и инструментов. А для финишной обработки крупных и точных деталей перед полировкой она и наиболее выгодна.

Бондаренко Ю. Н. пос. Маяки, сентябрь, 2023 г.