钻石刀具是目前超精密加工领域的主要切削刀具，其切削刀具一般质量大于0.1g，最小径长不小于2mm，可实现镜面加工，可以加工出极高的工件精度和极低的表面粗糙度，切削出来的效果非常光亮，是理想的超精密加工刀具。钻石刀具可分为天然钻石刀具（ND刀具）和人造钻石刀具（MCD和CVD刀具）。
天然钻石材料（ND）
天然金刚石约98%属于Ia型氮[N]（~2500ppm）天然金刚石的形成大部份是在至少25亿年的岩石中产生，而且大约在140~200公里的地底下形成，在这个深度下的强大压力(每平方基叶150万磅）和极高温度（约2800℃)造成稀有的碳原子紧密的聚集在一起，而形成的晶体结构。经过火山爆发，强烈的能量猛烈推挤含有金刚石的古老岩石，然后迅速的被岩浆或熔解的石头带到地面。由于天然钻石刀具拥有高硬度、高耐磨性与高热传导系数，因此很早就被应用于制作切削工具，近年来随着科技进度，对加工品质与误差的要求越来越高，天然钻石刀具(ND刀具)被广泛应用在光学元件加工。
天然钻石刀具类别
根据不同工况所采用的设备(数控机床、CNC加工中心等)、切削工艺的不同，天然钻石可根据需要焊接在不同的刀体上，制作成不同的切削刀具，常用的天然钻石刀具种类有：天然钻石刀片(单晶刀粒)、单晶金刚石车刀、单晶铣刀、单晶倒角刀、天然钻石高光刀、单晶球铣刀等。
天然钻石刀具应用
天然钻石刀具应用领域按照行业划分主要用于钟表行业、数码行业、有机玻璃亚克力、铜铝制品、汽车行业、光学行业、印刷行业、国防工业/航空航天、珠宝首饰、医疗器械等。其中天然钻石刀具在光学领域中应用非常广泛，其典型零部件如下：
1、光学镜头行业比如：摄像机镜头、行车记录仪镜头、长焦镜头、医疗机械镜头、手机镜头、投影仪镜头、(非)球面透镜及Fresnel透镜模仁的加工、菲涅尔透镜。
2、眼镜行业：眼镜镜片、隐形眼镜。
3、数码电子行业：电视机及电脑的液晶显示器核心配件光学膜的ROLL芯与平板芯加工、手机外缘镜面、手机key按钮镜面、手机电筒外缘镜面。
4、汽车行业：HUD系统、夜间行驶光学系统、活塞、铝轮毂、铝制发动机缸体等汽车制造产业的核心配件加工。
5、航天行业：夜间飞行用特殊护眼镜、飞机窗口。
6、医疗行业：血液分析包、及细手术用刀。
7、军工行业
8、其他光学：纤维光学、太阳能集光板、半导体制造设备配件、VR光学元件加工。
天然钻石刀具选择
天然钻石刀具的品质与钻石品级有很大的关系，如果盲目选择了一些低品级的钻石刀具，品质、服务没有保障，虽然花了更贵的钱，质量却一般，可能出现刀具不耐磨、报废率高，加工效果差、费力费时。要选择靠谱的天然钻石刀具厂家，采用高硬度、高耐磨的高品级单晶钻石材质，使用进口设备精磨，制造高锋利的切削刃。
天然钻石刀具应用效果
(1)光学镜片加工领域：为保证加工出的各种凹、凸透镜片及菲涅尔镜片的模具能有非常理想的曲率半径，并且有非常高的复制性及稳定性，模仁车刀刀尖夹角最小做到15°，刀尖圆弧500nm，波纹度10nm，即使圆弧在很大的情况下，波纹度也能控制在100nm以下，在加工抛物线刀具时，波纹度也能达到100nm，曲率半径的误差可达200nm，在高倍显微镜下，刃口光滑无缺陷，前后刀面的光洁度2nm。
(2) 印刷机械行业：辊筒是印刷机械的核心部件，其表面光洁度、几何精度的高低会对印刷品的质量产生重要影响，尤其是在印制精美印刷品时，丝毫的误差都会降低印刷品的整体效果，使对开印刷产品两边发虚或失真，因此对于制造印刷机辊筒的模具要求也极高。在对辊筒光学模具进行加工时，机床选择大型辊筒光学模具超精密加工机床，辊筒的表面粗糙度低于10纳米，保证较高的加工效率和良品率。
