Influenza delle caratteristiche della roccia sulle prestazioni del filo diamantato

It is generally believed that the performance of diamond wire employed in stone qurrying 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 matrials, a simple analysis of the cutting process leads to the conclusion that a number of rock properties, such as for istance 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 consumption have been measured for each test as a function of time. Data have been processed using a multiple regression approach to obtain appropriate mathematical relationships for determining the influence of the operating parameters. The paper discusses the interesting findings that emerged from this investigation and attempts to provide a scientific interpretation of the experimental results.

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. I dati ottenuti sono stati, quindi, elaborati con metodologie statistiche di regressione multipla per ricavare un appropriato modello matematico empirico, utile per descrivere l'influenza delle singole variabili e le loro interrelazioni. La memoria discute sui risultati sperimentali emersi dalla ricerca e ne fornisce un'interpretazione scientifica, valutando la possibilità di utilizzare il modello come strumento predittivo.