Orodja PDC (polikristalni diamantni kompozit) z visoko trdoto zunanje diamantne plasti in dobro žilavostjo spodnje plasti iz cementnega karbida izkazujejo pomembne prednosti pri vrtanju nafte, geološkem raziskovanju in strojni obdelavi materialov,-odpornih proti obrabi. Vendar pa je uresničitev teh prednosti delovanja močno odvisna od logike znanstvene izbire-le z globoko integracijo značilnosti delovnih pogojev, parametrov materiala in ciljev uporabe je mogoče doseči učinkovito, stabilno in gospodarno uporabo.
Primarna osnova za izbiro orodij PDC je natančna analiza značilnosti delovnega stanja. Osnovne zahteve za rezalna orodja se močno razlikujejo glede na različne scenarije uporabe: pri vrtanju nafte ključni vidiki vključujejo trdoto kamnine (npr. srednje-mehke značilnosti peščenjaka in apnenca v primerjavi s srednje-trdimi značilnostmi granita), abrazivnost (večja vsebnost kremena povzroči večjo abrazivnost) in indeks vrtanja, pri čemer je treba upoštevati tudi temperaturo, tlak in udarne obremenitve v vrtini (npr. občasne vplivi gramoznih plasti); pri geoloških raziskavah jedrovanja je treba poleg pogojev nastajanja upoštevati tudi celovitost vzorca jedra in nadzor nad motnjami jedra zaradi rezalnih zob; pri obdelavi visoko-obrabno-odpornih materialov (npr. visoko-silicijevih aluminijevih zlitin in kompozitov iz ogljikovih vlaken) se je treba osredotočiti na toplotno prevodnost materiala, nagnjenost k utrjevanju in termomehansko obremenitev v območju rezanja. Vzpostavitev modela delovnih pogojev, ki temelji na geoloških podatkih, zgodovinskih zapisih o delovanju ali obdelovalnih testih, je osnova za kasnejšo izbiro orodja.
Ujemanje strukturnih parametrov orodja je ključni korak v izbirnem procesu. Velikost diamantnega zrna površinske polikristalne diamantne plasti je treba prilagoditi glede na abrazivnost tvorbe: fino{1}}zrnate diamantne plasti (npr. 1-5 μm) so primerne za zelo abrazivne tvorbe ali scenarije obdelave, ki so nagnjeni k lepljenju orodja zaradi svojih gostih meja zrn in odlične odpornosti proti obrabi; grobo{12}}plasti diamantov (npr. 10-25 μm) so bolj primerni za delovne pogoje, ki vsebujejo trde delce ali občasne udarce, zaradi njihovega velikega medkristalnega veznega območja in močnejše odpornosti na udarce. Vrsta vezne faze neposredno vpliva na toplotno stabilnost: običajne kovinske vezne faze (npr. na osnovi kobalta) so poceni, vendar zlahka katalizirajo grafitizacijo pri visokih temperaturah, zaradi česar so primerne za nizke-temperature, nizke-obremenitve; faze z nizko-katalizo ali ne{21}}kovinske vezi (npr. silicidi, karbidi), čeprav so dražje, lahko dvignejo temperaturo toplotne razgradnje na več kot 700 stopinj, zaradi česar so bistvenega pomena za globoko vrtanje pri visokih{34}}temperaturah ali strojno obdelavo z visoko hitrostjo. Vsebnost kobalta v spodnji matrici iz cementnega karbida mora uravnotežiti žilavost in trdoto: visoka vsebnost kobalta (npr. 15%-20%) ima za posledico odlično žilavost matrice, ki lahko prenese močne udarce; nizka vsebnost kobalta (npr. 6%-10%) ima za posledico visoko trdoto matrice, primerno za odpornost proti obrabi pri stabilnih obremenitvah. Poleg tega oblika krone rezalnih zob (npr. raven vrh, zaobljen vrh), nagibni kot in zasnova svetlega kota vplivajo na rezalno pot in učinkovitost odstranjevanja ostružkov, kar zahteva optimizacijo na podlagi mehanizmov za lomljenje skal ali rezalnih mehanizmov.
Proizvodni proces in stabilnost kakovosti sta implicitna, a ključna vidika. Visoko{1}}kakovostna orodja PDC zahtevajo strog postopek sintranja pri visoki-temperaturi in visokem{3}}tlaku (HPHT), da se zagotovi trdnost metalurške vezi med diamantno plastjo in matriko, s čimer se prepreči tveganje razslojevanja med plastmi; čistost (večja ali enaka 99,9 %) in enakomernost porazdelitve velikosti delcev (razpon manjša ali enaka 2 μm) diamantnega prahu neposredno vplivata na konsistenco odpornosti proti obrabi orodja; enakomernost porazdelitve vezne faze (brez lokalne obogatitve ali pomanjkanja) določa zanesljivost toplotne stabilnosti in odpornosti proti udarni utrujenosti. Izbira dobavitelja s celovitim sistemom nadzora kakovosti (kot so ultrazvočno testiranje, metalografska analiza in termogravimetrična analiza) lahko zmanjša tveganje zgodnje okvare zaradi proizvodnih napak že na samem začetku.
Ekonomika in skupni stroški življenjskega cikla morajo biti vključeni v celovito oceno. Čeprav imajo visoko-zmogljiva orodja PDC višje začetne stroške nakupa, lahko njihova dolga življenjska doba (3-5-krat daljša od običajnih orodij) in visoka delovna učinkovitost (30 %-50 % višja mehanska hitrost vrtanja) znatno zmanjšata skupne stroške na enoto posnetka ali na enoto strojne obdelave. Ključnega pomena je, da se izognete žrtvovanju ključne zmogljivosti zaradi nizke cene; Za izbiro stroškovno najučinkovitejše rešitve je treba izvesti izračun celotnega življenjskega cikla "začetni stroški + pogostost zamenjave + izgube v času izpadov".
Če povzamemo, je izbira orodij PDC sistematičen projekt, ki vključuje analizo delovnih pogojev, ujemanje parametrov, preverjanje procesa in ekonomsko vrednotenje. Le s podatki-in usmerjenostjo-v povpraševanje je mogoče prepoznati najprimernejšo rešitev orodij v zapletenih delovnih pogojih, kar zagotavlja trdno jamstvo za učinkovito delovanje in nadzor stroškov.
