ограновування алмазів

кристали, що Зустрічаються в природі, рідко мають форму правильних многогранників. Зазвичай їх грані розвинені нерівномірно, мають тріщини, штрихи, нарости, нерідкі сторонні включення. Тому в природних кристалах зазвичай немає гри світла і до винаходу способу ограновування і шліфовки алмазів вони не мали тієї ціни, яку придбали згодом. За старих часів найбільш цінувалися прозорі октаедрічеськіє кристали алмазу з дзеркально-гладкими гранями. Такими алмазами за переказами була прикрашена мантія Людовика Святого.
Ще в стародавній Індії було відмічено, що при терті одного алмазу про іншу грань їх шліфуються і блиск зростає. Через деякий час в Індії, а пізніше в Італії, Франції і Бельгії стало застосовуватися ограновування алмазів «майданчиком» або «октаедром». Для такого простого ограновування бралися природні восьмигранні кристали або виколювалися блоки відповідної форми з алмазних кристалів іншої форми. Ограновування полягало в сточуванні протилежних вершинок октаедра до освіти замість однієї з них новій широкій плоскій грані, званим «майданчиком», а на місці другої - невеликої притупляючої грані, відомої під назвою «калетти» (мал. 2).

Малюнок 2.
Надалі люди старалися обробляти алмаз так, щоб можлива більша кількість променів світла, падаючих на його грані, зазнавало поверхневе і внутрішнє віддзеркалення. Для цього каменя потрібно було надавати форму многогранника з певним взаємним орієнтуванням граней.
Вважається, що першим серед європейців навчився шліфувати алмази Людвіг Беркем. Він відмітив, що при терті одного алмазу про іншу вони поліруються. У 1454 році він огранував свій перший алмаз, який згодом отримав назву «Санси». Після смерті Беркема секрет шліфовки алмазів був втрачений, але незабаром був знайдений знову.
Справжня краса, блиск і феєрична «гра» променів світла у алмазів розкривається і досягається в результаті спеціальної механічної обробки природних прозорих кристалів, які після цього називаються діамантами. Крупні діаманти називаються солітерами. Обробка полягає в розколюванні або розпилюванні, подальшому обточуванні і ограновуванні кристалів з усіх боків для додання їм особливої форми .
Розколювання алмазів дозволяє при незначних втратах сировини і невеликих витратах праці розділяти кристали на частини для ефективнішого їх використання, зокрема звільнятися від ділянок кристала з дефектами і сторонніми включеннями. Ця операція вимагає великої майстерності, оскільки навіть при одному необережному ударі алмаз може бути перетворений на осколки, непридатні для виготовлення діамантів.
Розпилювання необхідне для розділення природних кристалів на частини при переробці їх в діаманти. Воно застосовувалося вже в XVII столітті. В ті часи для розпилювання алмазів використовувався залізний дріт, шаржований алмазним порошком. Процес розпилювання крупних кристалів тривав по многу місяців і при цьому витрачалася велика кількість алмазної крихти. Розпилювання алмазу «Регент», що важив 410 карат, тривало близько двох років. Пізніше, мабуть в середині XIX століття, з'явилися алмазні пили, що істотно не відрізняються від сучасних. Як говорить Шафрановській І. І. У своїй книзі «Алмази», вони є тонкими (0. 1-0.
5 мм) металевий диск, що швидко обертається, на який подається суспензія з дрібного алмазного порошку. У XX столітті з'явилися установки для резки алмазів ультразвуком, для електроерозійної, лазерної і електронної резки кристалів.
Обточування алмазів - одна з найприродніших операцій в технологічному циклі виготовлення діамантів. Від неї значною мірою залежить ступінь використання сировини і якість готових каменів. Мета обточування полягає в тому, щоб надати заготівці форму майбутнього діаманта, підготувати його до ограновування і вивести все або хоч би частина дефектів.
До початку XX століття алмази обточувалися уручну. От як описує цей процес Епіфанов В. І. у своїй книзі «Технологія обробки алмазів в діаманти»: «...Два алмазу закріплювалися в спеціальних облямовуваннях, і обточування проводилося тертям їх один об одного. Впродовж багатьох тижнів і місяців чоловік з великим зусиллям обточував заготівку для майбутнього діаманта. Проте у такий спосіб навіть при високій майстерності і працьовитості працівника забезпечити правильну геометричну форму заготівки було надзвичайне складно».
На початку XX століття був винайдений верстат для обточування алмазів , внаслідок чого різко покращала якість обробки і зросла продуктивність праці. Робочі органи перших верстатів приводилися в обертання за допомогою ножних педалей, а надалі від електродвигуна. У другій половині XX століття істотні зміни зазнає і зовнішній вигляд верстатів.
Ограновування є завершальним процесом обробки алмазів з метою додання їм естетичної форми, досягнення характерного для цього мінералу блиску і «гри світла», а також для усунення тріщин, виколовши і інших поверхневих або блізповерхностних дефектів. Шліфування полягає в доданні поверхні заготівки закономірно розташованих граней певної форми, полірування забезпечує отримання дзеркально-гладкої поверхні на отриманих при шліфовці гранях. Ограновування по праву вважається найскладнішим і відповідальнішим процесом при виготовленні діамантів. Для успішного здійснення його крім знань і досвіду потрібний ще художній смак.
Ограновування проводиться за допомогою швидкого чавунного диска, що обертається, в поверхню якого втирається алмазний порошок, розведений в реп'яховому або оливковому маслі. При цьому форма отримуваного многогранника в цілому і взаємне розташування граней робиться з таким розрахунком, щоб велика частина світу, що подається, проникала всередину, але не проходила наскрізь, а поверталася б назад.
Алмаз не тільки дуже сильно заломлює і відображає світлові промені, але і володіє ще однією вельми важливою оптичною властивістю, що обумовлює виняткову красу цього каменя. Так, якщо для червоного світла показник заломлення складає 2. 402, то для фіолетових променів він досягає 2. 465. Різниця показників світлопереломлювання фіолетових і червоних променів (дисперсія) у алмазу в 5 разів більше, ніж у гірського кришталя, і в 2 рази перевищує відповідну характеристику кращих стільників стекол. Завдяки високій дисперсії у алмазів сильно виражена властивість розкладання білого кольору на складові його барви веселки.
З цієї причини один і той же камінь здається забарвленим в різні кольори залежно від положення джерела світла і спостерігача.
Високе світлопереломлювання і дисперсія створюють неповторну «гру» діамантів, що виражається у феєричному поєднанні блиску верхніх граней з яскравими світловими спалахами і безперервними переливами всіх барв веселки усередині каменя при повільному його обертанні.
Ограновування діамантів - складний і вельми трудомісткий процес. Обробка крупних каменів триває місяцями, а унікальних - займає декілька років. Отримувані у результаті діаманти складають близько 1/2, а іноді лише 1/3 первинної маси сирого алмазу. Кінцева вартість каменя при цьому подвоюється або потроюється. Перед ограновуванням крупних алмазів виконуються спеціальні розрахунки, що мають на меті встановить таку форму майбутнього діаманта, яка забезпечить якнайкращу «гру» і дозволить максимально зберегти масу початкового кристала. Внаслідок цього діаманти не завжди ізометрічни і можуть володіти витягнутими і навіть каплевидними формою.
Діаманти розрізняються загальною формою каменя і характером ограновування, що виражаються в мінливості числа, контурів і розташування граней.
Формою в плані серед діамантів прийнято виділяти наступні головні типи: круглі, фантазійні («маркіз», «груша» і «овал»), прямокутні («багет») і прямокутні із зрізаними кутами («смарагд»). Форма круглих і фантазійних діамантів задається при обдиранні (обточуванню), а решта форм досягається в процесі ограновування.
По характеру ограновування діамантів розрізняються три основні види: власне діамантова, ступінчаста і ограновування трояндою. У каменів з діамантовим ограновуванням грані різних ярусів розташовуються в шаховому порядку один щодо одного. Контури граней відповідають ромбу або трикутнику. Майданчик ан верхньому кінці каменя має форму правильного багатокутника. Такий вид ограновування застосовується в основному на діамантах круглої і фантазійної форм. Ступінчасте ограновування відрізняється від діамантової тим, що грані сусідніх ярусів розташовуються одна над іншою, а контури їх відповідають трапеціям або рівнобедреним трикутникам.
Майданчик на верхній поверхні каменя має форму багатокутника з гострими або зрізаними кутами. Цей вид ограновування типовий для діамантів прямокутної форми.
Дрібні, а іноді і крупні алмази нерідко грануються у формі «троянди» або «розетки». При цьому типі ограновування камінь має плоска підстава, а верхня частина його опукла і складається з 6, 8, 12, 24 або 32 граней, що сходяться в одній вершине (мал. 3).
Малюнок 3.

Формою такі діаманти декілька нагадують бутон троянди, чим і пояснюється назва цього типу ограновування. Камені з числом граней 12 і менш називаються «Трояндами д’анвер», а з великим числом граней - «коронованими трояндами». Іноді застосовують ограновування подвійною трояндою, при якій верхня і нижня частини каменя ограновані трояндою. У «розеток» гра світла значно слабкіша, ніж у каменів, що отримали діамантове ограновування, і тому при однаковому розмірі, кольорі і чистоті діаманти, що шліфуються «трояндою» складають зазвичай близько 20% вартості алмазів, що отримали діамантове ограновування.
Ограновування «трояндою» з'явилося в середині XVII століття, а в кінці того ж століття почало застосовуватися діамантове ограновування. Остання безперервно удосконалювалася аж до розробки в першій половині XX століття «ідеального» ограновування, а в другій половині нових ограновувань «Хайлайт-кат» і «імпаріант».
Діамантове ограновування гранично використовує оптичні властивості алмазу, забезпечує граничну гру світла і блиску, завдяки чому найкращим чином розкривається природна краса мінералу.
Для дефектних і кольорових алмазів в цілях повнішого використання сировини допускаються відступу від геометричних параметрів ідеального ограновування і застосування так званого практичного діамантового ограновування декількох видів. Гра таких діамантів знижується або за рахунок втрат світла, або за рахунок падіння дисперсійного ефекту.
Гра діамантів багато в чому залежить не тільки від геометрії, але і від числа і розмірів граней (фацетов). На крупні діаманти наноситься більше граней, чим на дрібні. Звичайні розміри граней - від 0.5 до 3 мм залежно від розмірів каменя. Діаманти масою до 0.03 карата зазвичай мають просте ограновування - 17 фацетов. Для хороших алмазів масою 0.03-0.05 карата застосовується швейцарське ограновування на 33 фацета.
Повне ограновування на 57 фацетов застосовується для діамантів масою більше 0.05 карата.
У 60-х роках нашого століття бельгійський гранувальник М. Вестрайх створив нову форму ограновування діамантів на 73 фацета, що отримала назву «Хайлайт-кат». Це ограновування значно покращує «гру» каменя при невеликому збільшенні витрати сировини і рекомендується для діамантів масою більше 1 карата.
Для крупних діамантів застосовується королівське ограновування на 86 фацетов і величному ограновуванні на 102 фацета.
Любов до своєї справи і глибока віра гранувальників алмазів в наявність ще не розкритої краси каменя спонукають їх до нових пошуків. Як ми можемо дізнатися з книги Ефремова І. А. «Розповіді про незвичайний», інженер Максимо-Ельбі наново розрахував оптику діамантів і розробив новий спосіб ограновування «непарного» діаманта «імпаріанта». Назва походить від особливостей ограновування нового типу. Якщо звичайне ограновування будується на симетріях восьмигранника, то при новому способі ограновування майданчик діаманта має вид 9-, 11-, 13- або 15-гранника. Найбільш ефектні 11-гранники.
Непарне ограновування має дві переваги перед звичайною діамантовою. По-перше, кожен світловий промінь, падаючий всередину каменя відбивається і виходить назад через дві похилі грані, а по-друге, світлові промені, що виходять з кристала, утворюють ширший і прийнятніший для ока спектр, завдяки чому такий діамант здається значно красивішим, ніж із звичайним ограновуванням.
По блиску «імпаріант» на 25-30% перевершує діаманти з парним числом граней. Підвищений блиск і «гра» візуально покращують колір каменя, і тому жовтий «імпаріант» справляє враження білішого, ніж такий же камінь, оброблений звичайним способом. Проте якщо симетричний діамант можна гранувати ручним способом, то «імпаріант» не можна отримати без спеціального устаткування.
До особливого типу відносяться ступінчасті ограновування діамантів. Параметри ідеальної геометрії для них не розраховані, але встановлені спеціальні умови по забезпеченню максимальної «гри» світла і колірного ефекту каменів. Серед діамантів ступінчастого ограновування розрізняються декілька різновидів: багет, трапецеїдальний багет, «смарагд» і ін. Для всіх діамантів цього типу характерна форма по рундісту - прямокутник з гострими або зрізаними кутами. Висота ярусів зменшується по напряму від рундіста до калетте і від рундіста до майданчика. Ширина майданчика складає 60-70% ширина діаманта.
На початку 60-х років з'явилися повідомлення про створення принципово нової форми ограновування алмазів, що отримало назву «принцеса». Розробка її зайняла 13 років, був виготовлений спеціальний інструмент і змінені способи обробки алмазів на всіх основних операціях - розпилюванні, обточуванні і ограновуванні.
Діаманти «принцеса» мають форму пластинки з канавками, що правильно чергуються, на нижній поверхні. Кожна пластинка має форму квадрата, прямокутника, багатокутника і т.д. Верх пластинки шліфується у вигляді таблітчатой майданчика з невеликою кількістю граней, а них її порізаний серією У-образних канавок, «стінки» яких нахилені під кутом 41°к площини, що розтинається. Завдяки цьому досягається повне внутрішньо віддзеркалення світла.
Найвищу оцінку отримав діамант «Принцеса», що має форму серця. Зверху у нього вид досконало відполірованих двох півкіл, дотичних в одній крапці, і дотичних до них, таких, що сходяться під кутом 90° (мал. 4).

Все про ограновування алмазів →