Wypolerowany diament. Jak szlifuje się diamenty

→

Podczas obróbki diamentów frezy dążą do jedynego celu - uratowania surowca diamentowego i, jeśli to możliwe, usunięcia części naturalnych wtrąceń z kamienia. Proces cięcia jest bardzo skomplikowany technologicznie, składa się z kilku operacji. Ostatnim etapem jest szlifowanie i polerowanie, które zostanie omówione dalej.

Po przepiłowaniu i nadaniu przedmiotowi pożądanego kształtu rozpoczynają szlifowanie. Powierzchnię najtwardszego minerału można uszlachetnić jedynie za pomocą innego podobnego diamentu. Wynika to z faktu, że kamień ma różną twardość na różnych partiach powierzchni. Frezowie „bawią się” tymi różnicami – używają proszku diamentowego, w którym obok cząstek mniej twardych znajdują się także i te twardsze. Można ich używać do polerowania kryształu.

Proces szlifowania w zakładzie tnącym wygląda następująco: szlifierka, czyli mały stalowy krążek o średnicy 30 centymetrów, powlekana jest wiórami diamentowymi. Następnie za pomocą szczypiec diamenty są mocno zaciskane i doprowadzane do tarczy diamentowej, która obraca się z ogromną prędkością - 2000-3000 obrotów na minutę.

Frez ocenia proces szlifowania naocznie, nie polegając w dużej mierze na odczytach przyrządu. Jak pokazuje praktyka, takie podejście jest najskuteczniejsze pod względem jakości. Koszty surowca diamentowego są bardzo wysokie - przy cięciu okrągłym straty sięgają 50-60%. Jednak odpady również trafiają do użytku – wióry diamentowe wykorzystuje się następnie do polerowania.

Po szlifowaniu następuje etap polerowania, któremu poddawane są diamenty na tej samej stalowej tarczy. Jedyną różnicą jest wielkość ziaren ścierniwa diamentowego – do polerowania wykorzystuje się bardzo drobny proszek diamentowy, który mocuje się do bloku stalowego za pomocą oleju lnianego. Z reguły tarcza szlifierska zawiera kilka pasków proszku diamentowego o różnej wielkości (tzw. pasta diamentowa).

Z jego pomocą powierzchnia faset diamentu staje się lustrzanie równy i gładki, co ma ogromne znaczenie dla właściwości kamienia załamujących światło. Dobrze oszlifowany diament charakteryzuje się dużym współczynnikiem odbicia światła, dlatego tak ważne jest uzyskanie idealnych proporcji.

Proces cięcia kończy się procesem mycia, podczas którego powierzchnia diamentów zostaje oczyszczona z brudu produkcyjnego i oleju, który spadł na kamienie w kontakcie z pastą diamentową. Brud i olej usuwa się za pomocą wodnego roztworu kwasu siarkowego, alkoholu i azotanu potasu. Diamenty gotuje się w tym roztworze, następnie przemywa wodą destylowaną i przeciera alkoholem. Po tych zabiegach diamenty uzyskują swój upragniony blask i kierowane są do oceny, gdzie doświadczeni eksperci określają ich wagę, kolor, niedoskonałości, jakość szlifu i sortują je na grupy wielkościowe i wagowe zgodnie z klasyfikacją rosyjską lub międzynarodową.

Przeróbka surowca diamentowego na diamenty polerowane nie jest trudna z punktu widzenia technologii produkcji, niemniej jednak jest to niezwykle trudna praca ludzka. Podstawowe operacje pozostają praktycznie niezmienione od kilkuset lat i wykonywane są ręcznie. Wszystkie jednak są stale udoskonalane w kierunku zwiększania produktywności obróbki diamentów i jakości wytwarzanych diamentów, a także w kierunku tworzenia nowych kształtów i rodzajów szlifów.

Przetwarzając diamenty, musisz polegać na specjalnej wiedzy, uzbroić się w cierpliwość, wytrwałość i pod żadnym pozorem nie spieszyć się z podjęciem decyzji dotyczącej konkretnego przyszłego diamentu. Decyzję o szlifie diamentu podejmuje się na podstawie jego naturalnego kształtu, biorąc pod uwagę wewnętrzną strukturę krystaliczną kamienia, wtrącenia i wady, dzięki czemu produkcja diamentów Ciągle trzeba dokonywać wyboru pomiędzy największym możliwym rozmiarem a najwyższą możliwą jakością diamentu. Nie ma ścisłych zasad w tej kwestii. Niemniej jednak, pomimo wszystkich trudności, z rąk szlifierki musi wyłonić się idealnie oszlifowany diament.

Technologia przetwarzania diamentów na diamenty oszlifowane oznacza sekwencyjne wykonywanie pewnych operacji na kryształach diamentu. Do takich operacji należą: badania przedprodukcyjne kryształów diamentu, ich cechowanie, piłowanie(rozdzielać), szlifowanie(szorstki peeling) rozbiórka(obrócenie), cięcie, polerowanie, zaczerwienienie I stopień.

W miarę postępu naukowo-technicznego i udoskonalania sprzętu tnącego, treść samych operacji może się zmieniać, ale ich istota i nazwa najprawdopodobniej pozostaną takie same. Na razie główną zasadą technologiczną pozostaje, że diamenty obrabia się wyłącznie diamentami, choć do praktyki ich obróbki od dawna wprowadzane są maszyny laserowe, które wydajniej wykonują niektóre operacje.

Analiza przedprodukcyjna przeprowadzono w celu ustalenia kierunku technologicznego obróbki diamentów. Tutaj dokonuje się sortowania według kształtu przyszłych diamentów, wyznacza się kryształy do ​​piłowania (pojedynczego lub wielokrotnego), dzielenia lub polerowania; określa się cechy każdego kryształu, identyfikuje kryształy naprężone i wadliwe, charakter i lokalizację wad naturalnych itp. Zasadniczo na etapie analizy przedprodukcyjnej prognozuje się wagę gotowego diamentu, główne parametry geometryczne, cechy oceny i koszt przyszłego diamentu.

Dziś fabryki cięcia nowej generacji wykorzystują nowoczesne technologie w analizie, optymalizacji i planowaniu cięcia diamentów. Komputerowe systemy symulujące cięcie diamentu pomagają technologowi (szlifowi) ocenić możliwości uzyskania diamentu i zaplanować jego obróbkę. System zapewnia natychmiastową analizę surowca diamentowego i pokazuje, w jaki sposób można go przekształcić w optymalny diament. Następnie po wybraniu sposobu wycinania (kształtu) można ustawić parametry nanoszenia oznaczeń laserowych. Wielkość diamentu jest niezwykle istotnym czynnikiem wpływającym na wartość i koszt gotowego kamienia, dlatego ubytek masy na każdym etapie cięcia i polerowania jest dokładnie monitorowany przez technologa (szlifującego), który kontroluje proces obróbki.

Na cechowanie na kryształ nanoszone są linie tworzące płaszczyznę piłowania lub rozłupywania, a w przypadku polerowania nanoszona jest płaszczyzna platformy diamentowej. Głównym celem znakowania jest uzyskanie diamentu lub kombinacji diamentów o maksymalnej wartości.

W trakcie piłowanie lub rozłupywania, kryształ diamentu dzieli się na części, które według planu technologa lub markera decydują o optymalnym wykorzystaniu surowca diamentowego. Często usuwa to naturalne defekty diamentu, co zwiększa wartość przyszłych diamentów. Sam proces technologiczny jest dość pracochłonny i składa się z kilku kolejnych operacji, które wymagają uwagi i wyjątkowej dokładności. Dalsza praca z powstałymi półproduktami i ostateczny uzysk diamentów w dużej mierze zależą od sposobu przeprowadzenia tych operacji.

Proces szlifowanie (szorstki peeling) polega na usunięciu nadmiaru masy kryształu. Operację tę stosuje się przy przetwarzaniu kryształów i fragmentów kryształów o nieregularnych kształtach, których przecięcie lub rozłupanie jest niemożliwe lub niepraktyczne. W wyniku szlifowania otrzymuje się półfabrykat nadający się do stosowania w operacjach wstępnego szlifowania krawędzi i obróbki zgrubnej. Zazwyczaj operację tę rozpoczyna się natychmiast po analizie przedprodukcyjnej, ale można ją również wykonać po przepiłowaniu lub rozłupaniu kryształów o skomplikowanych kształtach.

Zdzierać Obróbka diamentów uważana jest za jedną z najbardziej krytycznych operacji w całym cyklu technologicznym produkcji diamentów, od której w dużej mierze zależy stopień wykorzystania surowca diamentowego. Podczas szorstkowania (szlifowania) powstaje podstawowy kształt przyszłego diamentu. Obieranie można przeprowadzić jednoetapowo lub kilkuetapowo, gdy dzieli się je na obróbkę zgrubną i wykańczającą.

Jakość cięcia - To jeden z najważniejszych parametrów przy ocenie diamentu. Szlif diamentowy, tj. Dzięki zastosowaniu fasetek pod pewnym kątem względem siebie, diament maksymalnie załamuje promienie świetlne. Skos uzyskuje się poprzez tarcie o tarczę szlifierską (tarczę diamentową), a jako środek mielący stosuje się olej lniany. Najpierw usuwa się dużą gładką fasetę ze szczytu kamienia - platformę. Następnie główne krawędzie są nakładane od dołu i ta część w kształcie stożka nazywana jest pawilonem. Następnie ostrzone są fasety na górze - to jest korona. Następnie nakładane są dodatkowe krawędzie na pawilon, a następnie ponownie na koronę. Każda faseta wymaga przestrzegania dokładnych wymiarów, kształtu i kąta. Kamień otacza także fasetowany pas – pas, a poniżej, na samym dole pawilonu, równolegle do podestu pojawia się culet (kolce). Samo cięcie polega na przyłożeniu platformy, krawędzi i klinów do toczonego przedmiotu w określonej kolejności, z zachowaniem podstawowych parametrów cięcia.

Cięcie diamentowe - nakładanie głównych krawędzi dna

Operacje cięcia I polerowanie są łączone i wykonywane na tej samej tarczy tnącej, której części są rzeźbione proszkiem diamentowym (pastą) o różnych rozmiarach. Samo cięcie polega na nałożeniu platformy, krawędzi i klinów na toczony przedmiot w określonej kolejności, z zachowaniem podstawowych parametrów cięcia. Polerowanie zapewnia wysoką przejrzystość powierzchni diamentu, a co za tym idzie, wysoki współczynnik odbicia światła od jego powierzchni. Operacje cięcia i polerowania są najbardziej pracochłonne i krytyczne w całym procesie technologicznym produkcji diamentów.

Cięcie i polerowanie diamentami

Zaczerwienienie diamenty to ostatni etap cyklu produkcyjnego ich wytworzenia. Płukanie ma na celu usunięcie brudu produkcyjnego i olejów z powierzchni diamentu. Płukanie składa się z kilku kolejnych operacji. W tym przypadku stosuje się roztwór myjący na bazie stężonego kwasu siarkowego z dodatkiem określonej ilości azotanu potasu, wody destylowanej i czystego alkoholu. Diamenty najpierw gotuje się w roztworze czyszczącym, który usuwa pozostałości olejów i brudu, a następnie wielokrotnie płucze się je w wodzie destylowanej i suszy alkoholem. Tylko wtedy diamenty okazują się czyste i zyskują swój rynkowy wygląd.

Dalej wycena diamentów polega na określeniu ich masy w karatach, sortowaniu według grup wielkościowych i wagowych oraz kształtu cięcia, ustaleniu grupy kolorystycznej i grupy wad oraz jakości wykończenia zgodnie z rosyjską klasyfikacją branżową lub jedną z klasyfikacji międzynarodowych. Oceny dokonują eksperci.

Obróbka diamentów jubilerskich

Obróbka diamentów rozpoczęła się w Indiach w czasach starożytnych. Ze źródeł literackich można dowiedzieć się, że diamenty obrabiano wówczas na szybko obracających się miedzianych krążkach, które powlekano mieszaniną proszku diamentowego i oleju.

Z ówczesnych zapisów można wnioskować, że obróbka diamentów w Indiach osiągnęła wysoki poziom, lecz indyjscy jubilerzy nigdy nie byli w stanie znaleźć formy, która nadałaby diamentowi blask i piękno diamentu.

Rzemieślnicy po prostu trochę wypolerowali kamień i wygładzili nierówności. Nadały diamentowi blask, wykonano sztuczne krawędzie, aby ukryć naturalne defekty. Cięcie wykonano w formie płaskich kamieni.

Ważną rolę w procesie obróbki diamentów odegrała sztuka rozłupywania kamienia w celu zmniejszenia masy kryształu i usunięcia wadliwych części. Metoda ta znana jest od czasów starożytnych.

Aby nadać diamentowi jubilerskiemu jak największy połysk, indyjscy szlifierze poddali go fasetowaniu. Małe kamienie poddawane obróbce straciły niewielką część swojej masy. Jednak większe diamenty traciły do ​​50% lub więcej swojej masy.

Kamienie znalezione w Indiach zostały tam po raz pierwszy oszlifowane i wycenione dość drogo.

Inskrypcje na niektórych kamieniach wskazują, że grawerowanie klejnotów było coraz lepsze. Diament Szacha został wyryty w Persji, a na niektórych jego powierzchniach widnieją daty i nazwiska jego właścicieli.

Nazwy i daty własności są również zapisane na diamencie Akbar Shah. Pierwsza wzmianka o tym kamieniu pochodzi z roku 1618.

Proces przemiany diamentu w brylant jest uważany za bardzo pracochłonny. Wysoki profesjonalizm pracowników zajmujących się obróbką odgrywa ważną rolę w jakości produktów diamentowych.

Nowoczesne metody technologiczne obróbki diamentów składają się z kilku etapów: łupania kamienia, cięcia lub piłowania, wstępnej obróbki zgrubnej, cięcia i polerowania kryształów.

Diamenty przyjeżdżające do obróbki podlegają obowiązkowej kontroli w celu ustalenia sposobu obróbki i rodzaju szlifu. Dokładna orientacja kryształów ma ogromne znaczenie przy rozłupywaniu, piłowaniu i cięciu kamienia. W procesie tym wykorzystywane jest promieniowanie rentgenowskie.

Główną operacją podczas pracy z diamentami jest piłowanie. Diament, który ma pęknięcie, ciemną plamę lub inną wadę, musi zostać specjalnie oszlifowany. Próbują wyizolować obszar z defektem na mniejszy kryształ, a z pozostałej części otrzymuje się wysokiej jakości diament.

Czasami, w zależności od kształtu diamentu, piłowanie odbywa się bezpośrednio w uszkodzonym miejscu.

Diamenty nadające się do piłowania wkleja się w ramy miedziane lub mosiężne, następnie suszy w temperaturze 150-500o i mocuje na stole piłowym.

Do piłowania służą tarcze wykonane z brązu fosforowego. Powierzchnię brązu fosforowego rzeźbi się proszkiem diamentowym poprzez wciśnięcie proszku diamentowego w powierzchnię dysku.

W pracy wykorzystano krążki o średnicy 60–90 mm i grubości 0,05–0,09 mm. Podczas piłowania dysk obraca się z częstotliwością 3-15 tysięcy obrotów na minutę.

Wszystkie duże diamenty (od największego do 0,025 karata) są szlifowane. Straty podczas cięcia zależą głównie od jakości i wielkości kryształów. W przypadku diamentów o różnej masie straty (w%) wynoszą: od 0,025 do 0,5 karata - 3,75; od około 51 do 1 karata - 2,0–2,5; od 1,1 do 10 karatów -1,6; powyżej 10 karatów -1,5.

Diamenty zaczynają ciąć w kierunku niższej twardości kryształu. W kierunku większej twardości kamienia nie można w żaden sposób obrabiać.

Diamenty są toczone lub zgrubne bezpośrednio po piłowaniu, na tokarkach zgrubnych. Za pomocą specjalnego kleju diamenty mocuje się w ramach i obrabia przy niskich prędkościach. Wraz ze wzrostem prędkości diament może pęknąć.

Obróbka zgrubna diamentem polega na wyostrzeniu krawędzi, narożników i powierzchni kryształów. Podczas pracy straty mogą wynosić od 15% do 25%. Odpady wykorzystywane są do produkcji proszku diamentowego.

Diamenty są cięte po obróbce zgrubnej. Istnieją dwa rodzaje szlifów w kamieniu: brylantowe i schodkowe. Górna pozioma powierzchnia figury nazywa się platformą, mała dolna nazywa się kyulassy. Pozostałe twarze nazywane są bocznymi.

Wierzchołek diamentów tworzą ściany boczne, które tworzą koronę, czyli górę. Boczne dolne krawędzie tworzą pawilon (dół). Powierzchnie boczne są zwykle ułożone w rzędach lub stopniach. Do jednego takiego rzędu należą wszystkie ściany, które są nachylone do osi kamienia pod tym samym kątem i są wokół niego symetrycznie rozmieszczone.

Pasek łączący koronę z dolną częścią diamentu nazywany jest zwykle podstawą lub pasem. W pawilonie może znajdować się od pięciu do sześciu stopni, a w koronie do trzech.

Aby nadać kamieniowi właściwy kształt, należy go przyciąć tak, aby większość wpadających do niego promieni nie przechodziła, lecz odbijała się od jego ścian i wracała.

Aby uzyskać najlepsze odbicie wewnątrz kamienia, konieczne jest, aby światło wewnątrz kryształu padało na lico pod kątem większym niż 240°.Gra kolorów i blask zależą wyłącznie od jakości cięcia i polerowania. Koszt prawidłowo przyciętego kamienia odpowiednio wzrasta.

Większość promieni świetlnych wpadających do diamentu odbija się od wewnętrznej powierzchni jego faset. Odbijając promienie światła, krawędzie górnej części kamienia zaczynają mienić się diamentowym połyskiem. Po odbiciu od wewnątrz krawędzie dolnej części kamienia, rzucając metaliczny połysk, wydają się srebrzone.

Połysk krawędzi dolnej i górnej części kamienia, opalizacja promieni świetlnych decyduje o grze diamentu.

Szlif różany jest czasami używany w przypadku kryształów o masie od 0,01 do 0,02 karata. Cięcie w kształcie róży różni się od innych metod cięcia tym, że ma płaską podstawę. Wierzch zwykle składa się z wielu krawędzi przypominających pączek róży.

Często cięcie róż jest nieco uproszczone. Liczba faset jest zmniejszona do 12, 8, a nawet 3. Koszt produktów z takim szlifem jest znacznie niższy niż koszt biżuterii o szlifie diamentowym.

Inny rodzaj szlifu kamiennego nazywany jest „księżniczką”. Tak wycięty diament wygląda jak płaska tabletka o grubości aż 1,5 mm. Talerz otrzymuje różnorodne kontury: prostokątny, kwadratowy, wielokątny, rombowy lub w kształcie serca.

W biżuterii niektóre diamentowe tabliczki łączone są w różne wzory: kwiaty, patyki lub gwiazdy.

Zasadniczo diamenty szlifuje się w kształcie okrągłego brylantu, dzięki temu kształtowi lepiej widoczna jest gra promieni świetlnych i blask kamienia. Podczas cięcia szczególne znaczenie ma kąt nachylenia lic. Dolne krawędzie główne powinny znajdować się pod kątem 38-43o, kąt nachylenia górnych krawędzi może wahać się do 30-40o.

Optymalny kąt nachylenia dla niektórych kryształów może wynosić 40,50, co pozwala uzyskać najlepszą jasność i grę diamentów.

Polerowanie i cięcie kamieni odbywa się na specjalnych maszynach z żeliwną tarczą pokrytą proszkiem diamentowym. Tarcza tnąca obraca się z częstotliwością 2500–2800 obr./min. Do cięcia wykorzystywane są także tarcze diamentowo-metalowe o specjalnym uziarnieniu.

Na koniec procesu szlifowania stosuje się tarcze żeliwne, które pokrywa się proszkiem diamentowym o najmniejszej wielkości ziaren: do 3-10 mikronów.

Ale najwyższą czystość powierzchni można uzyskać, jeśli w swojej pracy użyjesz wyłącznie żeliwnych tarcz, wówczas czystość powierzchni wzrośnie 2–3 razy w porównaniu z tarczami diamentowo-metalowymi.

W przypadku dużych diamentów standardowe formy szlifu nie mają zastosowania, a mistrz jubilerski musi wykorzystać wszystkie swoje siły i umiejętności, aby podczas obróbki takiego kamienia zachować rozmiar nadawany kamieniowi przez naturę.

Aby uniknąć dużych strat podczas obróbki kamienia, małe usunięte kawałki diamentów są cięte na różyczki lub małe diamenty.

Niniejszy tekst jest fragmentem wprowadzającym.

Przez długi czas w biżuterii używano wyłącznie surowych diamentów, ponieważ minerał ten jest bardzo twardy i w ogóle nie można go obrabiać ani ciąć. W tej chwili popularność takich diamentów spadła. Można to wytłumaczyć faktem, że nieprzetworzony minerał ma dość niepozorny wygląd i przypomina matowe szkło.

Bardzo rzadko spotykane w przyrodzie są diamenty w kształcie oktaedru, które mają błyszczące krawędzie. Ale większość tych minerałów to krystaliczne fragmenty o nieregularnym kształcie.

Ale po przejściu kamienia przez wszystkie etapy cięcia zyskuje niezrównane piękno i blask. Obrobiony diament nazywany jest diamentem wypolerowanym.

Charakterystyka surowca diamentowego, właściwości, ekstrakcja i zastosowanie

Ten cenny minerał jest zarówno twardy, jak i kruchy. Charakteryzuje się również wysoką przewodnością cieplną, doskonałym rozproszeniem i załamaniem światła, a także doskonałą łupliwością.

Gama kolorów naturalnego kryształu słynie ze swojej różnorodności. Najczęściej spotykane są kamienie bezbarwne i żółtawe, ale minerały w odcieniach niebieskiego, czarnego, czerwonego i różowego są znacznie mniej powszechne. Diamenty różnią się także stopniem przezroczystości.

Kamień uzyskuje swój kolor dzięki zawartym w nim zanieczyszczeniom i wtrąceniom, a także dzięki swojej strukturze i naturalnemu narażeniu na promieniowanie. Kolor minerału jest często nierówny. Istnieją kryształy, w których kolorowana jest tylko jedna warstwa, a także kamienie o kilku odcieniach.

Obecnie znanych jest wiele odmian tej biżuterii, z których każda ma swoją własną charakterystykę. Rodzaje minerałów mogą różnić się pochodzeniem, gęstością, odcieniem i innymi właściwościami chemicznymi i fizycznymi. Ze względu na masę diamenty dzielą się na małe, średnie i duże. Kamienie te dzielą się również na techniczne i jubilerskie.

Według dostępnych danych rocznie wydobywa się około 100 milionów karatów, co równa się około 20 tonom. Około 40 milionów z nich wydobywa się w krajach afrykańskich, a 30 milionów produkuje się w Rosji i Australii.

Naturalny surowiec diamentowy kosztuje około 100 dolarów za karat, a cena diamentu waha się od 400 do 1000 dolarów za karat i zależy od przejrzystości, odcienia, obecności wtrąceń, wielkości kryształów i jakości jego szlifu.

Surowe kryształy są bardzo rzadko wykorzystywane do wyrobu biżuterii, chociaż niektórzy jubilerzy tworzą z nich swoje kolekcje, sławiąc naturalne piękno. Ale biżuteria diamentowa jest bardzo ceniona na całym świecie i ma bardzo wysoki koszt, znacznie wyższy niż cena produktu wykonanego z nieobrobionego kamienia.

Można to wytłumaczyć złożonością procesu obróbki, jego kosztem i utratą masy kamienia, która zależy od sposobu obróbki diamentu. Techniczne odmiany kamienia wykorzystywane są najczęściej w wiertłach i frezach, a także do produkcji past polerskich.

Historia obróbki diamentów

Ludzkość zaczęła przetwarzać kamienie szlachetne kilka tysięcy lat temu, ale diamenty uległy temu dopiero na początku XV wieku. Wcześniej rzemieślnicy jubilerscy polerowali ten minerał jedynie poprzez pocieranie jednego kamienia o drugi.

Inną metodę polerowania diamentów wynaleziono w Indiach. Za pomocą młotka i kowadła kryształ rozbijano na okruchy, które następnie przykrywano metalowym krążkiem. Powstały dysk służył do polerowania dużych diamentów, które po tym zabiegu nazwano „szpiczastymi”. Teraz ten rodzaj kamieni szlachetnych nie jest używany przez jubilerów. Biżuterię z nim można znaleźć tylko w muzeach.

Po połowie XIV wieku Europa nauczyła się tworzyć „diament z platformą” poprzez odpiłowanie wierzchołka minerału. W XV wieku zaczęto spiłować dolną część kryształu, uzyskując płaszczyznę zwaną kaletą. Bardzo dobrze odbija promienie słoneczne i podkreśla piękno biżuterii.

Lodewyk van Berkem jako pierwszy stworzył nowe fasety diamentu. Udało mu się wykonać kamień w kształcie fasetowanej kropli.

Obecnie ta obróbka diamentów nazywa się pandelok i służy do cięcia bardzo małych kryształów.

W XVI wieku jubilerzy zdobyli umiejętność wycinania róż. Diament miał symetryczne krawędzie i przetarty obszar dolny. Cięcie to miało kilka rodzajów, które różniły się liczbą i kształtem krawędzi.

W drugiej połowie XVII wieku Vicenzo Peruzzi wynalazł jeszcze bardziej złożoną metodę cięcia. Dzięki niemu udało się uzyskać diament o 57 fasetach. Kamień obrobiony w ten sposób miał wyjątkową zdolność odbijania światła.

Padające na niego światło stworzyło efekt błysku, z którego słyną nowoczesne diamenty. Ta cecha nazywa się błyskotliwością. Jubilerzy nauczyli się następnie tworzyć biżuterię o większej liczbie faset.

Proces przemiany diamentu w brylant

Obróbka diamentów to bardzo żmudne i złożone zadanie, składające się z kilku etapów, ponieważ kamień ten jest bardzo twardy. Jak więc przetwarza się diamenty, aby stworzyć najpiękniejsze diamenty?

Przede wszystkim specjalista bada diament i decyduje, w jaki sposób zostanie on poddany obróbce. Następnie na minerał nakłada się linię cięcia za pomocą lasera. Następnie kamień jest szlifowany i fasetowany. Nie ma dwóch takich samych diamentów naturalnych, dlatego każdy kamień wymaga własnej techniki.

Etapy przetwarzania:

Technologie nie stoją w miejscu i obecnie pojawiają się coraz nowocześniejsze metody obróbki diamentów, takie jak techniki laserowe.

Podczas jego stosowania znakowanie, cięcie i kształtowanie minerału odbywa się za pomocą maszyny laserowej. Taka obróbka diamentów na brylanty pozwala zignorować kierunek kryształu, jednak jej wadą jest to, że kamień traci więcej swojej masy niż przy obróbce ręcznej.

I chociaż nowoczesne metody znacznie ułatwiają pracę jubilera, nadal nie da się stworzyć prawdziwego arcydzieła bez doświadczonego i utalentowanego rzemieślnika. Najczęściej nad procesem powstawania przetworzonego diamentu pracuje kilka osób, z których każda jest zaangażowana w swój własny etap. A cięcie zwykle wykonuje co najmniej dwóch jubilerów.

Nieprzetworzony minerał można porównać do nieprzesadzonego kwiatu, który nie pokazał jeszcze światu swojego piękna. Obróbka diamentów pozwala stworzyć z niego prawdziwe arcydzieła, których blask przyciąga i fascynuje.

METODY PRZETWARZANIA KRUSZTYCH MATERIAŁÓW.

Metody obróbki diamentów opierają się na właściwościach fizycznych i chemicznych właściwych diamentom. Prace badawcze mające na celu udoskonalenie różnych metod obróbki diamentów wiążą się z poszukiwaniem sposobów zwiększenia rentowności i obniżenia kosztów wytworzenia każdego karata wysokiej jakości wyrobów gotowych w masowej produkcji diamentów.

Proces cięcia diamentem polega na usunięciu części materiału.

Może to nastąpić na skutek efektów mechanicznych, termicznych, chemicznych lub połączonych.

Proces technologiczny przerobu surowca diamentowego na diamenty polerowane składa się z trzech etapów:

Cięcie diamentów na kawałki w celu racjonalnego wykorzystania surowca diamentowego i zwiększenia procentu wydajności produktów „użytecznych”;

Szlifowanie (szlifowanie) diamentów w kształcie zbliżonym do przyszłego diamentu, niezbędne do późniejszego cięcia z usunięciem minimalnego naddatku;

Cięcie odbywa się w dwóch etapach:

1. Szlifowanie z usunięciem większej części kryształu w celu utworzenia powierzchni o określonym kształcie na powierzchni przedmiotu obrabianego;

2. Polerowanie w celu nadania szlifowanym powierzchniom lustrzanego połysku i usunięcia śladów po szlifowaniu.

Prace badawcze mające na celu znalezienie sposobów zwiększenia rentowności wytwarzania wyrobów diamentowych prowadzone są na wszystkich przejściach technologicznych obróbki diamentów różnymi metodami oddziaływania.

Na uderzenie mechaniczne Kryształy diamentu ulegają zniszczeniu wzdłuż płaszczyzn rozszczepienia na skutek znacznej anizotropii właściwości fizycznych i mechanicznych diamentu. Uszkodzenie może nastąpić w wyniku ściskania, zginania lub rozciągania, w zależności od zastosowanego gradientu naprężeń.

Narażenie chemiczne w normalnej temperaturze (293K) jest to niemożliwe, ponieważ w temperaturach do 800-900K diament jest chemicznie obojętny i nie jest podatny na działanie nawet takich kwasów jak fluorowodorowy, siarkowy, azotowy itp. w wysokich stężeniach. W temperaturach powyżej 900 K diament nabiera pewnej aktywności chemicznej, ponieważ... zaczyna przechodzić w inny stan alotropowy.

Efekt temperaturowy. Po podgrzaniu powyżej 900 K diament zaczyna zmieniać swoje właściwości. Wraz ze wzrostem temperatury zmniejsza się twardość diamentu, wzrasta także jego reaktywność chemiczna. Ta właściwość diamentu jest szeroko stosowana podczas jego polerowania.

Po wystawieniu na działanie lokalnej temperatury można przeprowadzić obróbkę wymiarową. Lokalna temperatura jest wytwarzana przez wiązkę lasera lub wiązkę elektronów. Pod jego wpływem diament w dotkniętym obszarze zamienia się w węgiel, który łącząc się z tlenem z powietrza jest usuwany ze strefy obróbki.

Łączny uderzenie. Proces mechanicznej obróbki diamentów narzędziem ściernym jest zasadniczo łączony, gdyż wiąże się z oddziaływaniami mechanicznymi, termicznymi i chemicznymi na obrabianą powierzchnię, ponieważ Obecnie stosowanym metodom obróbki diamentów towarzyszy zwykle wzrost temperatury w strefie skrawania: przy piłowaniu 600K-700K, przy cięciu 700K-900K i więcej. Czynnik temperaturowy obróbki zwiększa aktywność chemiczną diamentu, sprzyja jego grafityzacji i prowadzi do wzrostu zdolności adhezyjnej węgla amorficznego.

Aby usprawnić proces obróbki diamentu, istnieje możliwość doboru składu chemicznego materiału narzędzia do obróbki, np. tarczy tnącej lub wprowadzenia do strefy skrawania pierwiastków aktywnych chemicznie z węglem.

Po zastosowaniu wibracje ultradźwiękowe W strefie obróbki diamentów następuje intensyfikacja procesu usuwania masy diamentowej. Wydajność procesu wzrasta średnio o 10-15%.

Zastosowanie w produkcji lapidarnej Obróbka wyładowań elektrycznych, nie był szeroko stosowany ze względu na poważne problemy techniczne w zapewnieniu właściwości przewodzących elektrycznie powierzchni oraz złożoność stosowanego sprzętu.

Z analizy istniejących metod obróbki diamentów na diamenty polerowane wynika, że ​​obecnie jedyną uniwersalną i najbardziej obiecującą metodą obróbki diamentów jest mechaniczna obróbka ścierna diamentów.

Pozostałe metody nie mają obecnie większego znaczenia praktycznego ze względu na niską produktywność i skomplikowane wyposażenie technologiczne, z wyjątkiem laserowej obróbki wymiarowej diamentu w operacjach wstępnych. Technologia laserowa nie jest jednak w stanie rozwiązać problemu zwiększenia wydajności operacji końcowej obróbki diamentów, zwłaszcza najbardziej pracochłonnej operacji cięcia. Wynika to z faktu, że metody obróbki belek nie zapewniają wymaganych parametrów jakości warstwy wierzchniej i dokładności kształtu diamentu. Dlatego zwiększenie wydajności mechanicznej obróbki ściernej diamentów jest pilnym problemem naukowo-technicznym współczesnej produkcji przetwórstwa diamentów na diamenty polerowane.

Przez cały okres istnienia produkcji rozkrojowej w Rosji nastąpiło ciągłe doskonalenie istniejących i tworzenie nowych technologii i urządzeń, mających przede wszystkim na celu rozwiązanie problemu automatyzacji operacji cięcia i wyeliminowanie ręcznej pracy krajarki na etapach wykańczających przetwarzanie.

Wadą dotychczasowej technologii cięcia ręcznego na końcowych etapach obróbki diamentu jest mocowanie frezu do jednego diamentu. Na maszynach ze sterowaniem ręcznym i wizualną kontrolą dokładności i jakości powierzchni produktów, tryby przetwarzania są określane przez zmysły operatora-tnącego, metodą prób i błędów. Proces przetwarzania nie jest obiektywnie i całkowicie kontrolowany i kontrolowany, ponieważ ostatecznie zależy od kwalifikacji noża.

Aby zwiększyć efektywność obróbki surowca diamentowego, SKTB „Kristall” (Smoleńsk) tworzy zautomatyzowane kompleksy tnące ARK-1, ARK-2 oraz bardziej zmodernizowany kompleks ARK-3, który ma wyższą czułość czujników synchronizacji mikroposuwu przy najbardziej optymalnej prędkości zasięgu i dokładniejszej orientacji kryształu wzdłuż linii cięcia.

Aby zwiększyć wydajność operacji usuwania izolacji, większość fabryk jest wyposażona w maszyny do usuwania izolacji ShP-6 i AIT 34-006, maszyny półautomatyczne SOM-1, ich analogi LZ-270, a także maszyny SOM-2, SOM-3V .

Dalsze prace nad usprawnieniem procesu obierania wiążą się z opracowaniem programów sterujących ustalających parametry obierania i kolejnych operacji z elastycznym schematem technologicznym obróbki kryształów, a także stworzeniem zautomatyzowanego urządzenia obierającego CNC, które kompleksowo rozwiązuje problemy zwiększania efektywność przetwarzania surowców w oparciu o technologię komputerową.

Proces szlifowania (szlifowania i polerowania) diamentów jest najbardziej odpowiedzialny, pracochłonny i liczny pod względem liczebności personelu w istniejącym procesie technologicznym obróbki diamentów, ponadto rozwój medycyny i elektroniki stawia coraz większe wymagania przed wielkość, jakość powierzchni i uzyskanie klas czystości optycznej monokryształów diamentu niż przy cięciu diamentów na diamenty.

Obecnie końcowe etapy procesu cięcia diamentów obejmują ręczną pracę wysoko wykwalifikowanych szlifierzy. Maszyny do ręcznego szlifowania i polerowania diamentów służą do wprawiania w ruch obrotowy tarczy szlifierskiej, na którą wzdłuż taśm szlifierskich i polerskich nanoszony jest zwęglony proszek diamentowy o różnej wielkości ziaren. Podawanie na dysk odbywa się ręcznie za pomocą urządzenia sterowanego przez operatora, który wybiera „miękki” kierunek mielenia i steruje wielkością kryształu, kierując się zmysłami; Dlatego decydująca rola w jakości powstałego diamentu zależy od kwalifikacji szlifierza i jego subiektywnego samopoczucia podczas procesu pracy. Podczas obróbki ręcznej pojawiają się błędy w postaci nieregularnych kształtów geometrycznych, rozbieżności wymiarowych i krawędzi, które nie zbiegają się w jednym punkcie. Dlatego w operacjach cięcia na etapach wykańczających zaangażowani są wysoko wykwalifikowani noże.

W rosyjskim przemyśle obróbczym próbowano zastosować maszyny typu „Malutka” do automatyzacji wykańczających etapów szlifowania diamentów, w których naddatek usuwano z każdej powierzchni czołowej przy określonej prędkości obrotowej tarczy tnącej przez ustalony czas. Następnie trzpień automatycznie dokonał podziału na kolejną ścianę i w ten sam sposób obrobił kolejną ścianę. Jednakże wyroby wytwarzane na tych maszynach nie spełniały wymagań technicznych dotyczących dokładności geometrycznej i zbieżności krawędzi w jednym punkcie, gdyż Stosując stały (zadany) czas usuwania naddatku, nie można uwzględnić wszystkich czynników, w tym także wpływu zmian ostrości ziaren skrawających tarczy tnącej na skutek ich zużycia wymiarowego.

Ponadto zarówno przy ręcznym cięciu diamentów, jak i przy użyciu maszyn Malyutka, szlifowanie kryształów odbywa się tylko w kierunku „miękkim”, co daje znacznie gorszą jakość obrabianej powierzchni, co jest niedopuszczalne w przypadku wyrobów mikroelektronicznych. Przetwarzanie takich produktów wymaga, aby cięcie diamentów odbywało się wyłącznie w kierunku „twardym” (w tym przypadku prawdopodobieństwo wystąpienia wad jest całkowicie wyeliminowane). Jednakże istniejąca technologia i sprzęt do tego procesu nie spełniają tych wymagań.

Obecnie w procesie cięcia wykorzystuje się różnego rodzaju manipulatory serii UP ze sterowaniem programowym, które pozwalają na zwiększenie wydajności pracy i odciążenie wykwalifikowanych krawców od monotonnej pracy „usuwania masy”.

Na jednej maszynie przy użyciu określonych manipulatorów CNC można jednocześnie obrabiać do czterech diamentów. W tym przypadku wszystkie diamenty są jednocześnie polerowane tylko w kierunku „miękkim”. Moment zakończenia procesu cięcia każdego diamentu w celu jego usunięcia z tarczy tnącej, obrotu dzielącego w celu obróbki kolejnej powierzchni, podejścia do strefy obróbki i poszukiwania „miękkiego” kierunku jest kontrolowany przez frez. Każdy półprodukt obrabiany na takiej maszynie poddawany jest następnie wykańczającemu etapowi cięcia, który odbywa się ręcznie.

Ostatnie postępy w obróbce precyzyjnej umożliwiły obróbkę kruchych materiałów w taki sposób, że dominującym mechanizmem usuwania materiału staje się płynięcie plastyczne, a nie kruche pękanie. Proces ten nazywany jest szlifowaniem plastycznym. Kiedy kruche materiały są szlifowane w trybie odkształcenia plastycznego, uzyskana powierzchnia ma w przybliżeniu takie same właściwości, jak po polerowaniu lub docieraniu. Jednak w przeciwieństwie do nich mikroszlifowanie jest procesem kontrolowanym, odpowiednim do obróbki precyzyjnych produktów i części o skomplikowanych kształtach.

Ta całkowicie nowa technologia, której istota polega na samoregulującym się sterowaniu komputerowym podczas wdrażania modelu mezomechaniki fizycznej do dyskretnego, plastycznego i kontrolowanego pod względem wielkości mikroskrawania kryształów i minerałów o stałej strukturze (diamenty) w oparciu o informacje o odkształceniach sprężystych w system przetwarzania, jest zaimplementowany w module maszyny CNC model AN -12f4, stworzonym w JSC „ANKON”.