Nástroje PDC (polykryštalický diamantový kompozit) s vysokou tvrdosťou vonkajšej diamantovej vrstvy a dobrou húževnatosťou spodnej vrstvy slinutého karbidu preukazujú významné výhody pri ropnom vŕtaní, geologickom prieskume a obrábaní materiálov s vysokou odolnosťou proti opotrebeniu-. Uvedomenie si týchto výkonnostných výhod však vo veľkej miere závisí od vedeckej logiky výberu-iba hĺbkovou integráciou charakteristík pracovných podmienok, parametrov materiálu a cieľov aplikácie možno dosiahnuť efektívne, stabilné a ekonomické využitie.
Primárnym základom pre výber PDC nástrojov je presná analýza charakteristík pracovných podmienok. Základné požiadavky na rezné nástroje sa výrazne líšia v rôznych aplikačných scenároch: Pri vŕtaní ropy medzi kľúčové úvahy patrí tvrdosť horniny (napr. stredne-mäkká charakteristika pieskovca a vápenca v porovnaní so stredne tvrdou charakteristikou žuly), abrazivita (vyšší obsah kremeňa vedie k vyššej abrazivite) a index vŕtateľnosti, pričom treba venovať pozornosť aj nárazovému zaťaženiu a nárazom v hĺbke (napr. tlakové vrstvy v hĺbke, tlak v hrobe); pri geologických prieskumných operáciách ťažby jadra sa okrem podmienok formovania musí zvážiť integrita vzorky jadra a kontrola narušenia jadra reznými zubami; pri obrábaní materiálov s vysokou odolnosťou proti-opotrebeniu- (napr.-silikónové hliníkové zliatiny a kompozity s uhlíkovými vláknami) sa musí zamerať na tepelnú vodivosť materiálu, tendenciu k mechanickému spevneniu a termomechanické zaťaženie v zóne rezu. Vytvorenie modelu pracovných podmienok na základe geologických údajov, historických prevádzkových záznamov alebo testov obrábania je základom pre následný výber nástroja.
Zhoda štrukturálnych parametrov nástroja je kľúčovým krokom v procese výberu. Veľkosť diamantového zrna povrchovej polykryštalickej diamantovej vrstvy je potrebné upraviť podľa abrazívnosti útvaru: jemné-zrnité diamantové vrstvy (napr. 1-5μm) sú vhodné pre vysoko abrazívne útvary alebo scenáre obrábania náchylné na lepenie nástroja kvôli ich hustým hraniciam zŕn a vynikajúcej odolnosti proti opotrebovaniu; hrubozrnné diamantové vrstvy (napr. 10-25μm) sú vhodnejšie pre pracovné podmienky obsahujúce tvrdé častice alebo prerušované nárazy vďaka ich veľkej medzikryštalickej väzobnej ploche a silnejšej odolnosti voči nárazom. Typ fázy spájania priamo ovplyvňuje tepelnú stabilitu: konvenčné fázy spájania kovov (napr. na báze kobaltu{14}}) sú lacné, ale ľahko katalyzujú grafitizáciu pri vysokých teplotách, vďaka čomu sú vhodné pre scenáre s nízkou-teplotou a nízkym-zaťažením; fázy s nízkou -katalýzou alebo ne{21}}kovovým spájaním (napr. silicidy, karbidy), hoci sú drahšie, môžu zvýšiť teplotu tepelného rozkladu na viac ako 700 stupňov , čo ich robí nevyhnutnými na vŕtanie hlbokých studní pri vysokej teplote-alebo vysokorýchlostné obrábanie. Obsah kobaltu v základnej matrici zo slinutého karbidu potrebuje vyvážiť húževnatosť a tvrdosť: vysoký obsah kobaltu (napr. 15 % - 20 %) vedie k vynikajúcej húževnatosti matrice, ktorá je schopná odolávať silným nárazom; nízky obsah kobaltu (napr. 6%-10%) vedie k vysokej tvrdosti matrice, ktorá je vhodná na odolnosť proti opotrebovaniu pri stabilnom zaťažení. Okrem toho tvar koruny rezných zubov (napr. plochá horná časť, zaoblená horná časť), uhol čela a konštrukcia uhla vôle ovplyvňujú dráhu rezania a účinnosť odstraňovania triesok, čo si vyžaduje optimalizáciu založenú na mechanizmoch rozbíjania alebo rezania.
Výrobný proces a stabilita kvality sú implicitné, ale kľúčové faktory. Vysoko-kvalitné nástroje PDC vyžadujú prísny proces spekania pri vysokej-teplote a vysokom{3}}tlaku (HPHT), aby sa zabezpečila pevnosť metalurgického spojenia medzi diamantovou vrstvou a matricou, čím sa zabráni riziku delaminácie medzivrstvy; čistota (väčšia alebo rovná 99,9 %) a rovnomernosť distribúcie veľkosti častíc (rozpätie menšie alebo rovné 2 μm) diamantového prášku priamo ovplyvňujú konzistenciu odolnosti nástroja voči opotrebovaniu; rovnomernosť distribúcie väzobnej fázy (žiadne lokálne obohatenie alebo nedostatok) určuje spoľahlivosť tepelnej stability a odolnosti proti rázovej únave. Výber dodávateľa s komplexným systémom kontroly kvality (ako je ultrazvukové testovanie, metalografická analýza a termogravimetrická analýza) môže od začiatku znížiť riziko skorého zlyhania spôsobeného výrobnými chybami.
Ekonomika a celkové náklady životného cyklu musia byť zahrnuté do komplexného hodnotenia. Hoci vysoko{1}}výkonné nástroje PDC majú vyššie počiatočné obstarávacie náklady, ich dlhá životnosť (3-5-krát dlhšia ako bežné nástroje) a vysoká prevádzková účinnosť (o 30 % – 50 % vyššia rýchlosť mechanického vŕtania) môžu výrazne znížiť celkové náklady na jednotku záberu alebo na jednotku obrábania. Je dôležité vyhnúť sa obetovaniu kľúčového výkonu v záujme nízkej ceny; mal by sa vykonať výpočet celého životného cyklu „počiatočné náklady + frekvencia výmeny + straty spôsobené prestojmi“, aby sa vybralo nákladovo najefektívnejšie riešenie.
Stručne povedané, výber nástrojov PDC je systematický projekt integrujúci analýzu pracovných podmienok, párovanie parametrov, overovanie procesov a ekonomické hodnotenie. Najvhodnejšie nástrojové riešenie v zložitých pracovných podmienkach je možné identifikovať iba vtedy, ak sa budete orientovať na-údaje a dopyt{2}}, čo poskytuje spoľahlivú záruku efektívnej prevádzky a kontroly nákladov.
