PDC rezné nástroje, skratka pre Polycrystalline Diamond Compact Cutter, sú supertvrdé rezné nástroje vyrobené spekaním vrstvy polykryštalického diamantu s matricou zo slinutého karbidu pri vysokej teplote a tlaku. Od svojho uvedenia na trh si PDC rezné nástroje vytvorili nezastupiteľnú pozíciu v ropnom vŕtaní, geologickom prieskume, ťažbe a určitých oblastiach presného obrábania vďaka kombinácii extrémne vysokej tvrdosti diamantu a dobrej húževnatosti slinutého karbidu.
Štruktúra PDC rezných nástrojov sa zvyčajne skladá z dvoch vrstiev: vonkajšia vrstva je polykryštalická diamantová vrstva vytvorená vysoko{0}}teplotným a vysokotlakovým{1}}spekaním mikrónových-častíc diamantu s veľkosťou mikrónových častíc pôsobením väzbovej fázy na vytvorenie hustého a opotrebenia-odolného rezného povrchu; spodná vrstva je matrica zo slinutého karbidu, ktorá poskytuje mechanickú oporu a pevnosť v zovretí, čo dáva nástroju určitý stupeň odolnosti voči lomu pri rázovom zaťažení. Sieť kovalentných väzieb diamantovej vrstvy jej dodáva extrémne vysokú tvrdosť (blízku prírodnému diamantu), vynikajúcu odolnosť proti opotrebeniu a nízku chemickú reaktivitu, vďaka čomu je obzvlášť vhodná na obrábanie materiálov s vysokou tvrdosťou, vysokou odolnosťou proti opotrebeniu alebo s obsahom tvrdých častíc. Matrica zo slinutého karbidu kompenzuje krehkosť čistého diamantu a umožňuje nástroju lepšie absorbovať energiu nárazu počas vŕtania alebo prerušovaného rezania.
V oblasti ťažby ropy a zemného plynu sú vrtáky PDC typickou aplikáciou nástrojov PDC. Ich pracovný princíp využíva viacero rezných zubov PDC na súčasné strihanie a drvenie horniny na dne vrtu, čo ponúka výhody, ako je vysoká mechanická rýchlosť vŕtania, vysoká efektivita a relatívne nízka spotreba energie. V porovnaní s tradičnými valčekovými kužeľovými vrtákmi vykazujú PDC vrtáky vyššiu účinnosť pri lámaní kameňa, keď čelia stredne-mäkkým až stredne tvrdým- útvarom, ako sú bridlica, vápenec a pieskovec, a môžu účinne znížiť počet operácií zakopnutia, čím sa skráti cyklus vŕtania. Pri geologickom prieskume a ťažbe sú nástroje PDC tiež široko používané v vŕtacích korunkách a rezných nástrojoch na zlepšenie účinnosti odberu vzoriek a životnosti nástrojov.
Okrem vŕtania sa nástroje PDC používajú aj v niektorých presných a polo{0}}presných obrábacích aplikáciách, ktoré sú obzvlášť vhodné na obrábanie materiálov náchylných na priľnavosť nástrojov alebo rýchle opotrebenie, ako sú napríklad zliatiny hliníka s vysokým-kremíkom, technické plasty a vláknité kompozity. Ich vysoká odolnosť proti opotrebeniu zachováva ostrú reznú hranu po dlhšiu dobu, čím sa znižuje frekvencia výmeny nástrojov a zlepšuje sa konzistencia obrábania a kvalita povrchu.
Výkon PDC nástrojov je výrazne ovplyvnený kvalitou diamantovej vrstvy, typom spájacej fázy, procesom spekania a následnými úpravami. Moderné procesy neustále zlepšujú ich tepelnú stabilitu a odolnosť proti nárazu optimalizáciou distribúcie veľkosti diamantových zŕn, znižovaním zvyškov katalytického kovu a zavádzaním keramických alebo karbidových spojovacích fáz na prispôsobenie sa vyšším zaťaženiam a zložitejším pracovným podmienkam. Výrobcovia nástrojov zároveň ponúkajú PDC rezacie zuby v rôznych tvaroch, veľkostiach a dizajnoch povrchu zubov, aby vyhoveli prispôsobeným potrebám v oblasti-rozbíjania alebo rezania kameňa pre rôzne aplikácie.
Celkovo sú nástroje PDC vysoko{0}}výkonné rezné nástroje, ktoré organicky kombinujú supertvrdé materiály s odolnou matricou. Vďaka svojej vysokej tvrdosti, vysokej odolnosti proti opotrebeniu a dobrej prispôsobivosti rôznym pracovným podmienkam zohrávajú dôležitú úlohu pri prieskume a vývoji zdrojov a špecifických oblastiach obrábania. S pokrokom v oblasti vedy o materiáloch a výrobnej technológie sa rozsah použitia a výkonnostný potenciál rezných nástrojov PDC bude naďalej rozširovať, čím sa poskytne solídna podpora pre zlepšenie prevádzkovej efektívnosti a zníženie celkových nákladov.
