Чем обрабатывается алмаз. Как огранщики обрабатывают алмазы

В каталоге международного портала представлены камнеобрабатывающие компании России. Несокрушимый минерал алмаз широко используется в промышленности и ювелирной отрасли. Из него изготавливают свёрла и резцы, драгоценные украшения, сувениры. Камень используют также при создании компьютеров, в ядерном производстве.

Важная отрасль рынка драгоценных камней — экспорт минералов на международные рынки. После того как проводится обработка алмазов в бриллианты они поступают на торговые площадки Тель-Авива, Антверпена, Нью-Йорка, Дубая, Гонконга. Камни на экспорт расфасовывают в пакетики, сортируя по цвету, массе, диаметру, другим параметрам.

Цена готовой продукции зависит от формы огранки алмаза, веса, наличия дефектов, качества. В процессе обработки породы начиная от добычи или создания минерала до реализации на рынке с ним работает масса специалистов — обдирщики, разметчики, распиловщики, шлифовщики и т. д. Труд мастеров неизбежно отражается на стоимости конечного продукта.

Обработка камней

Природный алмаз — бриллиант без огранки, необработанный кристалл, который превращается в великолепный камень в руках мастера. Особенную ценность минерал приобретает после обработки. Сначала его взвешивают на весах. Затем исследуют на предмет дефектов и определяют способ огранки алмаза. После анализа качества заготовки специалист составляет план-разметку обработки, чтобы устранить погрешности и при этом сохранить вес камня.

Способ огранки бриллианта зависит от особенности сырья. Если заготовка имеет форму октаэдра (восьмигранника) камень распиливают на 2 части пилой с алмазной кромкой. Полученные изделия обрабатывают на станке до классической круглой формы. После всех манипуляций из рук мастера должен выйти геометрически правильный многогранник.

Классическая огранка бриллианта подразумевает создание камня круглой формы. Дополнительно мастера создают минералы с фантазийной геометрией — квадрат, овал, треугольник, сердце и т. д. Огранка алмазов в бриллианты осуществляется квалифицированными мастерами. Их задача придать камню красивую форму, сведя при этом потери к минимуму. При обработке минерал в среднем теряет от 55 до 70% своей массы.

Если камень имеет не восьмигранную, а более сложную форму его обработку доверяют самым опытным мастерам, которые способны обрабатывать заготовки с огромным количеством граней — до 240. Качество огранки бриллиантов влияет на стоимость алмаза, поэтому процедуру доверяют квалифицированным специалистам. На цену камня влияет также чистота кристалла (отсутствие или наличие дефектов и посторонних включений), цвет, вес (измеряется в каратах).

Обработка алмазов в бриллианты с точки зрения технологии производства не является сложной, тем не менее это чрезвычайно тяжелый человеческий труд. Основные операции остаются практически неизменными на протяжении нескольких сотен лет и производятся вручную. Однако все они постоянно совершенствуются в направлении повышения производительности обработки алмазов и качества изготовленных бриллиантов, а также в направлении создания новых форм и типов огранки.

При обработке алмазов необходимо опираться на специальные знания, иметь терпение, усидчивость и ни в коем случае не торопиться с принятием решения относительно того или иного будущего бриллианта. Решение, как следует огранить алмаз, принимается на основании его природной формы, при этом следует учитывать внутреннюю кристаллическую структуру камня, включения и изъяны, поэтому в производстве бриллиантов постоянно приходится делать выбор между максимально большим размером и максимально высоким качеством бриллианта. Строгих правил на этот счет не существует. Тем не менее, вопреки всем сложностям из-под рук огранщика должен выйти бриллиант идеальной огранки.

Под технологией обработки алмазов в бриллианты подразумеваются последовательное выполнение определенных операций с кристаллами алмазов. К числу таких операций относятся: предпроизводственное исследование кристаллов алмазов , их разметка , распиливание (раскалывание), подшлифовка (грубая обдирка), обдирка (обточка), огранка , полировка , промывка и оценка .

По мере развития научно-технического прогресса и совершенствования ограночного оборудования содержание самих операций может измениться, но суть и название их наверняка останутся прежними. Пока главным технологическим принципом остается то, что алмаз обрабатывается только алмазом, хотя в практику их обработки уже давно внедрены лазерные установки, более эффективно выполняющие некоторые операции.

Предпроизводственный анализ выполняется с целью определения технологической направленности обработки алмазов. Здесь идет сортировка по форме будущих бриллиантов, определяются кристаллы на распиливание (однократное или многократное), раскалывание или на подшлифовку; определяются особенности каждого кристалла, выявляются напряженные и дефектные кристаллы, характер и расположение природных дефектов и т.п. По сути, на стадии предпроизводственного анализа делается прогноз веса готового бриллианта, основных геометрических параметров, оценочных характеристик и стоимости будущего бриллианта.

Сегодня на ограночных фабриках нового поколения используют современные технологии при анализе, оптимизации и планировании огранки алмазов. Оценить возможность алмаза и спланировать его обработку технологу (огранщику) помогают компьютерные системы по моделированию огранки бриллианта. Система производит мгновенный анализ сырого алмаза и показывает, каким образом из него можно получить оптимальный бриллиант. Далее после выбора способа (формы) огранки можно задать параметры по нанесению лазерной разметки. Размер бриллианта — чрезвычайно важный фактор ценности и стоимости готового камня, поэтому потеря веса на каждой стадии огранки и полировки тщательно отслеживается технологом (огранщиком) контролирующим процесс обработки.

При разметке на кристалл наносятся линии, образующие плоскость распиливания или раскалывания, а в случае подшлифовки — нанесение плоскости площадки бриллианта. Главная цель разметки — получить бриллиант или сочетание бриллиантов с максимальной стоимостью.

В процессе распиливания или раскалывания кристалл алмаза разделяется на части, которые по замыслу технолога или разметчика обусловливают оптимальное использование алмазного сырья. При этом нередко удаляются природные дефекты алмаза, что повышает стоимость будущих бриллиантов. Сам технологический процесс достаточно трудоемкий и состоит из нескольких последовательно выполняемых операций, требующих внимания и исключительной аккуратности. От того, как будут выполнены эти операции, во многом зависят дальнейшая работа с полученными полуфабрикатами и конечный выход бриллиантов.

Процесс подшлифовки (грубая обдирка) — это снятие лишней массы кристалла. Данная операция используется при обработке кристаллов неправильной формы и обломков кристаллов, когда их нельзя или нецелесообразно распиливать или раскалывать. В результате подшлифовки получают заготовку (полуфабрикат), годную для использования в операциях предварительного нанесения граней и обдирки. Обычно эта операция начинается сразу после предпроизводственного анализа, но может выполняться и после распиливания или раскалывания сложных по форме кристаллов.

Обдирка алмазов считается одной из самых ответственных операций во всем технологическом цикле изготовления бриллиантов, от которой во многом зависит коэффициент использования алмазного сырья. Во время обдирки (обточки) изготавливается базовая форма будущего бриллианта. Обдирка может проводиться в один этап или в несколько, когда она подразделяется на черновую и чистовую.

Качество огранки — это один из наиболее существенных параметров при оценке бриллианта. Огранка алмаза, т.е. нанесение граней — фацетов под определенным углом относительно друг друга, позволяет алмазу максимально преломлять световые лучи. Фацет получают путем трения о шлифовальное колесо (алмазный диск), а в качестве шлифовального агента применяется льняное масло. Сначала снимается большой гладкий фацет на вершине камня — площадка. Затем наносятся основные грани снизу и эта конусообразная часть называется павильон. Далее точатся фасеты на верху — это корона. Затем наносятся дополнительные грани на павильоне, далее снова на короне. Каждый фацет требует соблюдения точных размеров, формы и угла. Камень также обводится граненым пояском — рундистом, а внизу, в самой нижней части павильона, появляется калетта (шип), параллельная площадке. Собственно огранка — это нанесение на обточенную заготовку площадки, граней и клиньев в определенной последовательности с соблюдением основных параметров на огранку.

Огранка алмаза — нанесение основных граней низа

Операции огранки и полировки совмещены и проводятся на одном и том же ограночном диске, части которого шаржированы различным по размерам алмазным порошком (пастой). Собственно огранка — это нанесение на обточенную заготовку площадки, граней и клиньев в определенной последовательности с соблюдением основных параметров на огранку. Полировка обеспечивает высокую чистоту поверхности бриллианта и, следовательно, высокое значение коэффициента отражения света от его поверхности. Операции огранки и полировки — наиболее трудоемкие и ответственные в общем технологическом процессе изготовления бриллиантов.

Огранка и полировка бриллианта

Промывка бриллиантов — это завершающий этап в производственном цикле их изготовления. Цель промывки — удалить производственную грязь и масла с поверхности бриллианта. Промывка состоит из нескольких последовательно выполняемых операций. При этом используется моющий раствор на основе концентрированной серной кислоты с добавлением определенного количества азотно-кислого калия, дистиллированная вода и чистый спирт. Сначала бриллианты кипятят в моющем растворе, который удаляет оставшиеся масла и грязь, а затем их многократно промывают в дистиллированной воде и сушат спиртом. Только тогда бриллианты получаются чистыми и приобретают свой товарный вид.

Дальнейшая оценка бриллиантов состоит в определении их массы в каратах, проведении сортировки по размерно-весовым группам и форме огранки, в определении группы цвета и группы дефектности и качества финишной обработки в соответствии с российской отраслевой классификацией или одной из международных классификаций. Оценка проводится экспертами.

Без обработки минерал особой ценностью не обладает, и просят за него не более сотни долларов. Зато бриллиант, изготовленный из алмаза, стоит в 4-10 раз выше.

На стоимость также влияет вид огранки, которая бывает:

круглой;
фантазийной.

Продолговатый до обработки алмаз приобретает формы, которые называются:

маркиз;
капля/груша;
овал;
сердце.

Камни, чей натуральный вид имел почти идеальные очертания, получает одну из следующих форм:

изумруд;
ашер;
радиант;
принцесса.

Обработка алмазов в круглые бриллианты является трудоемким процессом, требующим строжайшего соблюдения пропорций. Это обуславливает высокую стоимость круглого изделия.

Как алмазы становятся бриллиантами

Обрабатываемые самоцветы изначально должны иметь хорошие размеры. Будущий бриллиант, то есть алмаз без огранки, весит на 40-60% больше, чем после окончания работ по его созданию.

Люди давно научились работать с драгоценными камнями, но упрямый кристалл поддался им лишь в XV веке. Обработка алмазов во все времена была кропотливым делом, требующим прохождения нескольких этапов, во время которых были испробованы многочисленные способы работ.

Алмаз неограненный:

шлифовался трением одного камня о другой;
молотом превращался в крошку, используемую для покрытия металлических дисков;
распиливался;
приобретал грани и плоскости в определенном количестве.

Методы обработки алмазов

Вопрос о том, как делают бриллианты, имеет два ответа: вручную и при помощи лазера.

Как из алмаза делают бриллиант вручную:

Раскалывание. По линиям, которые были сделаны специалистом при осмотре, на помещенном в держатель камне таким же минералом делаются небольшие надрезы. После происходит раскол ударом.
Распиливание. На этом этапе камень крепят при помощи известняка или гипса к медной головке, которую зажимают в специальном режущем инструменте. Для распила используется тоненький диск, смазанный маслом, смешанным с алмазным порошком. Скорость процесса составляет примерно 1 мм/час.
Придание округлости. Минерал становится круглым, что делает его похожим на бриллиант. Обработка проводится при помощи другого камня.
Кристалл фиксируется в захвате машины для шлифования, квадранте, так, чтобы получился точный угол по отношению к шлифовальному диску для нанесения фацет. Диски, обычно стальные, смазываются специальной пастой или маслом, смешанным с алмазным порошком.

Технологии постоянно совершенствуются, на смену старым приходят новые. Поэтому некоторые алмазы становятся ограненными благодаря лазеру.

При выборе этого способа каждый этап формирования будущего бриллианта происходит с использованием лазерных установок. Кристалл, причисленный к разряду ювелирных, оценивается специалистом, определяющим метод обработки. Нанесение линий распила происходит при помощи лазера. Затем наступаете черед разрезания и огранки, естественно, лазером.

Лазерная обработка позволяет придавать камням нужные формы без учета их направления при закреплении. Отрицательным моментом становится значительные потери алмазной массы, чего не происходит при обработке вручную.

Несмотря на попытку облегчить работу с драгоценными камнями, создать из них шедевр сможет лишь талантливый мастер и только собственноручно. Обычно с одним камнем работает сразу несколько человек. Каждый из них занимается определенным этапом, а над приданием формы алмазу трудятся вдвоем.

О подделках

Попытки создать искусственный алмаз начались в 1797 году, но увенчались они успехом лишь в 1956. За десятилетия технологии настолько усовершенствовались, что отличить искусственный камень от оригинального бывает непросто. Некоторые имитации бриллиантов выполнены настолько великолепно, что отыскать отличия между ними и подлинником могут лишь те, кто знает, как выглядит настоящий бриллиант.

Наиболее распространенная «подделка» называется . Вторым камнем, имитирующим кристалл природного происхождения, является муассанит, отличить который может лишь тот, кто знает, как проверить его подлинность. Третий вариант - asha. Сияние ему придает слой углеродных атомов, то есть то, из чего состоит настоящий камень, что делает определение «на глаз» трудновыполнимой задачей.

Выращивание искусственных алмазов с использованием высоких температур и давления, изобретенное в 1950 годах, позволяет получить практически натуральные кристаллы. Это объясняется тем, что природные камни появляются в схожих условиях, но в течение более длительного периода.

Камешки, не успевшие пройти полный цикл роста при попадании на земную поверхность, требуют дополнительного воздействия температур и давления в лабораторных условиях. Это позволяет им стать полноценными алмазами, чуточку «доработанными» человеком. После дополнительных процедур они становятся полностью готовыми к превращению в бриллиант.

Проверка подлинности

Порой возникает вопрос о том, как проверить алмаз на подлинность. Ведь его высокая стоимость является отличным поводом создания подделок и разнообразных имитаций, выдаваемых за настоящий кристалл. Сделать это можно с помощью специалиста или самостоятельно, в домашних условиях.

Как определить подлинность алмаза:

По рудинисту - узкой границе, делящей ограненный кристалл на верхнюю и нижнюю части. Она должна быть матовой. Прозрачность говорит об искусственном происхождении.
Твердость. Настоящий алмаз оставляет на стеклянных поверхностях следы. Другие минералы, такие как сапфиры и рубины, он также царапает. Исключением в данном методе является лишь муассанит, имеющий аналогичную бриллианту твердость.
Блеск и преломление света. Настоящий бриллиант блестит, но не настолько сильно, как муассанит. От фианта и циркона натуральный кристалл отличается показателем преломления света: положив камни на печатный текст, например, страницу книги, увидеть буквы сквозь подлинник не получится.
Дефекты и включения. Они есть в настоящих камнях и отсутствуют в подделках, но это ни в коем случае не трещины на поверхности, царапины или сколы.
Рассеивание света и ультрафиолет. Луч света, направленный сквозь подделку, останется таким же интенсивным. Настоящий бриллиант светится в ультрафиолете.
Рисунок маркером. Линия, нарисованная фломастером или маркером по поверхности драгоценного камня, будет четкой и ровной, тогда как на подделке − расплывчатой.
Воздействие кислот. Опущенный в кислотный раствор настоящий бриллиант перенесет испытание с достоинством, выйдя из него невредимым.
Нестираемость. Настоящий камень сложно стереть, потому придется осмотреть грани камешка, вызвавшего сомнения. Если они сглажены и кажутся стертыми - это подделка.

Алмаз справедливо заслуживает звания уникального и незаменимого в промышленности камня. В разные времена он использовался с разнообразными целями, но, лишь получив ювелирный интерес, стал по-настоящему дорогим. Его стоимость зависит от способа обработки, формы и переменчивости моды, но спрос всегда остается высоким и вряд ли когда-то изменится.

Специальность огранщик алмазов очень ответственная и кропотливая. Работа с этим материалом требует высокого мастерства, ведь камень является одним из самых твердых в природе. В производстве бриллиантов используются новейшие технологии, инструменты и даже компьютерные программы, которые значительно уменьшают отходы исходного сырья. Бизнес, связанный с изготовлением драгоценных камней, можно назвать одним из наиболее прибыльных.

Чем обрабатывают и шлифуют алмазы

Поговорим о том, чем обрабатывают алмазы при изготовлении бриллиантов. Для этого подходит он сам, а точнее кусочки, которые откололись. При создании бриллиантов необходимы идеально ровные поверхности.

Предприятия оборудованы всем, что необходимо для обработки и шлифовки камня. Для распила алмаза нужны металлические диски, на которые нанесена алмазная пыль со смазкой. Но, есть и более усовершенствованный способ – лазер. А с помощью специального резца можно отколоть кусочек кристалла.

Компьютерная программа определяет, сколько может получиться ограненных драгоценных камней из исходного сырья.

Автоматическое оборудование, позволяет с высочайшей точностью делать пропорциональные грани алмаза. Есть и ручные варианты станков (к примеру, «Гран-1», ОАБ-4). Обычно в них входят рабочая поверхность и держатель для камня, который его фиксирует в нужном положении, с требуемым углом. Алмазные круги для огранки — это также одна из частей с которым соприкасается камень. Диск ограночный АИЦ 3П-202 подойдёт для вышеперечисленных станков. Он полирует и шлифует поверхности камня.

Есть такой вариант станка, как консольный малогабаритный (СМОК-3) для огранки камней. Его чаще всего используют для обучения мастера-специалиста. К нему подходят консольные ограночные диски.

Сложность этой профессии в том, что требуется очень высокое мастерство сотрудников. Специальность можно получить, лишь пройдя долгий путь стажера. После обучения нельзя сразу рассчитывать на самостоятельную деятельность.

Изучение внутренней структуры

Обработка алмазов начинается с изучения мастером внутренней структуры. Не всегда попадаются идеальные камни. В них могут быть посторонние включения и трещины. Если начать работать с ним, то это приведет к расколу. Нельзя допустить выбраковывание таких ценных материалов.

Все дефекты можно увидеть опытным взглядом при помощи увеличительного стекла. Производство по огранке алмазов не требует большой скорости работ. Обнаружение недостатков — процесс кропотливый и длится не один день. Все зависит от размеров камня и его ценности.

Чтобы разглядеть все максимально точно, нужно чтобы стороны были прозрачными. Если случается так, что у части камня матовая поверхность, то ее шлифуют для оценки внутренней структуры. Иногда может потребоваться расколоть камень, ведь не каждое ювелирное украшение требует крупных бриллиантов.

Раскол или распил

Первые шаги в обработке алмазов — раскол сырья, который заключается в том, чтобы убрать имеющиеся дефекты и постараться минимизировать отходы. Иногда из одного большого экземпляра можно получить несколько поменьше, что зачастую гораздо удобнее и качественнее.

Для раскола (распила) используют алмазную пилу (диск с алмазным напылением). Данное устройство имеет скорость вращения в 10 тысяч оборотов в минуту. Медленно, но верно, алмаз делят на части. Процесс длится от одного до нескольких часов (к примеру, на камень в один карат уходит до 8 часов).

Более современным и надежным способом распила камня стал лазер. У него масса преимуществ:

точность работ очень высокая;
все проходит под контролем мастера;
процесс занимает гораздо меньше времени – от 5 до 30 минут (смотря какой размер у камня);
экономия сырья за счет уменьшения отходов.

Последний пункт появился благодаря тому, что лазер очень тонкий – его толщина 2 микрона. Именно поэтому отходы минимальны.

Грани шлифуются

После прохождения распила, алмазы готовят к этапу огранки, где его фиксируют клеем. Однако этому предшествует обдирка (обточка) камня. При этом ему уже придается нужная форма, напоминающая бриллиант.

Шлифуют алмазы аналогичным камнем. Для этого используют специальный металлический круг, который вращается в горизонтальной плоскости (2-3 тысячи оборотов в минуту). Его поверхность состоит из алмазного порошка и масла. Каждый камень закрепляют в цангу, где его положение меняют, чтобы сделать нужное количество граней при соприкосновении с кругом.

В профессии огранщика сложность в том, то нужно вручную контролировать расположение граней. Это делается с помощью лупы. В данном процессе может теряться 50-60% материала, но при этом придается симметричная форма камня.

Шлифованную поверхность делают при помощи того же круга, на котором есть дополнительная полоса с алмазной пылью. Такая полировка улучшает качество огранки, убирая следы шлифовки фасетов. Каждый этап работы ведет к изысканной игре света, присущей настоящему бриллианту.

Я думаю, не стоит рассказывать о том, насколько тверд алмаз. Все и так знают, что алмаз - наиболее твердое вещество из всех, встречающихся в природе. Но все, в то же время, знают, что алмазы режут, шлифуют, гранят, полируют. Чем? Что может справиться с этим сверхтвердым веществом? Только сам алмаз.

О том, что если потереть один необработанный алмаз о другой, их грани шлифуются, и блеск обоих возрастает, заметили еще в древней Индии. В Европе гранить алмазы начали значительно позже, в XIV-XV веках. В средине XV века ювелир бургундского герцога Людвиг ван Беркем впервые огранил алмаз, который впоследствии получил название «Санси».

В XVII веке алмазы научились распиливать. Первые пилы представляли собой железную проволоку, поверхность которой была шаржирована (насыщена) алмазным порошком. Распиливание крупных алмазов длилось подолгу, например, алмаз «Регент», весивший 410 карат, пилили около двух лет, расходуя огромное количество алмазного порошка.

Нынче алмазы режут на специальных станках с помощью быстро вращающихся бронзовых дисков толщиной 0,05-0,07 мм. На диски подают суспензию алмазного порошка. Современные установки предусматривают применение для интенсификации резки алмазов ультразвуковой, электроэрозионной, лазерной и других видов обработки.

Самым сложным и ответственным процессом при изготовлении из алмазов бриллиантов является огранка. Ее производят с помощью быстро вращающегося диска из медного сплава, в который впрессованы мелкие алмазы, или чугунного диска, в поверхность которого втирают алмазный порошок, разведенный в репейном или оливковом масле.

При этом форму камня и расположение граней в нем делают с таким расчетом, чтобы падающий свет не проходил сквозь камень, а, претерпев полное отражение от внутренних поверхностей граней, возвращался бы обратно, обеспечивая «игру» света.

Огранка бриллиантов - необычайно сложный и трудоемкий процесс. Крупные камни гранят месяцами, а уникальные - по нескольку лет. Масса алмаза от этой операции сокращается вдвое или втрое, пропорционально растет и его стоимость.

Поэтому, перед тем, как приступить к огранке крупных алмазов, тщательно обсчитывают форму будущего бриллианта, которая обеспечит наилучшую «игру» и позволит максимально сохранить массу исходного камня. Сейчас для этой цели используют компьютеры, которые максимально облегчают задачу.

Казалось бы, алмаз - безупречный камень. Но и у него есть недостатки. Он химически активен по отношению к железу и никелю. При повышенной температуре он образует с ними растворы внедрения и разрушается. То есть резать алмазом сталь на высокой скорости невозможно.

Алмаз бессилен даже против мягкого железа. Нагреваясь в процессе резания, железо начинает в больших количествах растворять в себе углерод. Тем самым оно «съедает» самый твердый в мире материал.

Впрочем, любой недостаток можно превратить в достоинство. Эту простую химическую реакцию можно использовать для обработки алмазов. Такое свойство неприступного алмаза позволяет легко разрезать его раскаленной стальной проволокой.

Если к алмазу приложить железный резец, нагретый до 1000°C, он начнет растворять в себе углерод, погружаясь вглубь алмаза со скоростью до 0,3 мм в час. Меняя форму головки резца, из алмазов можно изготавливать сложнейшие детали, например, втулки, шестеренки и прочие сложной формы изделия, которые невозможно изготовить по-другому.

В принципе, на алмазе можно было бы написать и эту статью, был бы алмаз подходящих размеров и раскаленный гвоздик!