Гранильное дело

Гранильное дело

ГРАНИЛЬНОЕ ДЕЛО, гранильное искусство, шлифовка камней для ювелирных украшений в форме искусственных кристаллов (придание им граней-фасеток, огранка). Задачей гранильного дела является выделение из натурального штуфа лучшей части камня, более полное обнаружение его оптических и колористических особенностей: блеска, разнообразной окраски, светопреломления и светорассеяния. Т. к. в большинстве случаев объектом гранильного дела являются очень твердые минералы, то обработка их требует применения особых методов и особых вспомогательных абразивных материалов, твердые и остроребристые частицы которых обладают способностью внедряться в поверхность обрабатываемого ими тела. К естественным абразивным материалам относятся: алмазный порошок, корунд, наждак (смесь ко­рунда с железорудными и силикатными минералами), трепел, пемза и т. п.; к искусственным - карборунд (углеродистый кремний, алундум), крокус, оловянная зола. Особенного труда и искусства требует огранка алмаза, благодаря его твердости.

Операция огранки алмаза распадается на несколько отдельных стадий. Первая фаза состоит в подготовке камня, в выделении из него лучшей части. Обычно это достигается искусным обкалыванием камня легкими ударами молоточка по зубилу. Задача сводится здесь к использованию физических и кристаллографических особенностей алмаза: скалывая частицы камня параллельно плоскостям спайности, мастер сохраняет естественный октаэдр алмаза как исходную форму огранки. Затем вершины двух противоположных пирамид октаэдра спиливаются посредством быстровращающегося бронзового диска с натравленным в его ободок алмазным порошком. Т. о. к восьми граням октаэдра прибавляются еще две: верхняя более широкая - площадка (тафель) и нижняя, значительно меньшей величины, называемая кюлассой. Затем следует грубая шлифовка посредством железного круга, покрытого алмазным порошком. В этот период работы камень покрывается определенным числом фасеток, нанесенных довольно грубо. В следующей стадии шлифовка становится все более тщательной, переходя мало-помалу в окончательную отделку, или полировку, камня. С этой целью легкоплавким припоем алмаз впаивается в чашечку особого держателя (dop), прижимающего его к абразивному кругу под строго определенным углом и с определенной нагрузкой. Полирующим материалом служит тонкая алмазная пыль, растертая с оливковым маслом. Обычно на одном круге работают одновременно четыре держателя.

Скорость вращения круга м. б. доведена до 2500 об/мин. Время от времени мастер снимает держатели и опускает их в холодную воду во избежание расплавления металлического припоя. С помощью лупы гранильщик непрерывно следит за равномерным и точно рассчитанным стиранием фасетки. По окончании одной грани держатель с камнем поворачивается на требуемый угол, и работа продолжается тем же порядком.

Огранка других драгоценных и полудрагоценных камней значительно проще. Подготовка (подбивка) камня достигается опиливанием или даже ощипыванием камня особыми щипцами. Шлифовка и последующая полировка ведутся часто на ручном станке с горизонтальным кругом. На стержень, составляющий ось круга, надевают одним концом деревянный брусок (квадрант), в другой конец которого, ближе к окружности круга, вставляется деревянная палочка (держатель, китшток). Камень приклеивается к оконечности китштока; последний устанавливается в определенном положении и закрепляется под желаемым углом с помощью винта на дуге квадранта. Правой рукой мастер вращает рукоять, приводящую в движение станок; левой - манипулирует квадрантом, прижимая камень к поверхности круга. Шлифовальный круг натравливается тем или иным абразивным материалом в соответствии с твердостью гранимого камня: карборундом, наждаком и т. п. Полировка производится очень тонкими абразивными материалами (трепелом, крокусом, итальянским порошком), действием которых грани камня освобождаются от множества мельчайших царапин, оставшихся от шлифовки, и приобретают ровный и сильный блеск.

Формы огранки разнообразны: однако это разнообразие вполне закономерно и подчинено определенной системе. От древнейших времен сохранилась обработка камня кабошоном. Различают: 1) простой кабошон, представляющий собой отрезок (сегмент) шара или овоида; 2) двойной (чечевичный) кабошон с симметрично выпуклыми верхней и нижней частями; 3) высокий кабошон - разновидность двойного с сильно развитой верхней частью; 4) полый или выпукло-вогнутый кабошон с углублением в нижней части. Кабошонная обработка выгодна: 1) для непрозрачных камней с сильным поверхностным блеском (авантюрин, кошачий глаз); 2) с переливами цветов (опал, адуляр, лабрадор, астеро-сапфир); 3) для полупрозрачных (халцедон, сердолик, хризопраз); 4) для прозрачных, но слишком густо окрашенных (некоторые разновидности граната); в последнем случае с выгодой применяется форма полого кабошона.

Изобретение настоящей фасетной огранки приписывается Людвигу ван Беркену, жившему во 2-й половине 15 века в Брюгге. Первым объектом такой огранки был алмаз, натуральная форма которого легла в основу всего дальнейшего развития гранильного искусства. Вначале дело сводилось к простому спиливанию вершин обеих пирамид октаэдра с последующим зашлифовыванием естественных его граней. Это называлось табличатой огранкой. Позднее получила распространение огранка розой, сохраняющаяся в наше время лишь для небольших камней. Розе дается плоское основание; верхняя часть ее сложена треугольными фасетками, сбегающими к общей вершине; число фасеток - от 12 (антверпенская роза) до 24 и даже иногда до 42 (венечная роза). Начиная с конца 17 в., получает развитие бриллиантовая огранка. В наше время она применяется к обработке многих драгоценных камней; наибольший эффект получается при такой именно огранке алмаза, с оптическими и кристаллографическими свойствами которого она д. б. строго согласована. Надлежащим образом подготовленный октаэдр алмаза подвергается следующим операциям: вершина верхней пирамиды спиливается на 5/18 оси октаэдра; вершина нижней - на 1/18; в результате верхняя усеченная пирамида, называемая коронкой, оказывается ровно в два раза ниже павильона, или базы, нижней усеченной пирамиды. Затем на камень, не считая верхней площадки и нижней кюлассы (полученных спиливанием) наносятся обычно 56 граней-фасеток, располагаемых в строго предписанном порядке; все грани имеют определенное название: 1) площадка, 8 звездных граней, 4 верхних главных, 4 верхних угловых, 16 верхних неполных или половинных, 16 нижних неполных, 4 нижних угловых, 4 павильонных или нижних главных, 1 кюласса. Срединная черта, отделяющая коронку от павильона, называется рундистой. Отступление от этой системы заключается в изменении числа фасеток; увеличение или уменьшение их выражается обычно числами, кратными восьми; соответственно с этим имеются следующие варианты бриллиантовой огранки: лестничная форма - 40 граней (не считая площадки и кюлассы); двойной, или лиссабонский, бриллиант имеет 72 грани, а «двадцатый век» - 80 или 88 граней. Существует еще португальская грань, с двумя рядами ромбических и тремя рядами треугольных фасеток на верхней и нижней части камня, и звездная грань, когда шестиугольная верхняя площадка окружена треугольными фасетками, образующими с нею шестилучевую звезду. Бриллиантовая форма придается, кроме алмаза, многим драгоценным и цветным камням, обладающим сильным блеском (рубин, циркон, турмалин, топаз и др.). Камни, в которых ценится только красота окраски (изумруд, сапфир и т. п.), шлифуются в простые табличатые формы с широкой площадкой.

Качество огранки зависело гл. обр. от личной талантливости, сноровки, чутья того или иного мастера. В этом отношении нельзя не отметить замечательного мастерства уральских кустарей, давших многие образцы безукоризненной огранки «на глазок». Последнее десятилетие отмечено в европейских и заокеанских странах значительным прогрессом техники гранильного дела. Большие успехи достигнуты в области механизации и уточнения ограночных операций.

Шлифовально-полировальная машина Стерн-Колеран

Из сравнительно недавних изобретений следует упомянуть шлифовально-полировальные машины Стерн-Колеран в Нью-Йорке (фиг. 1), с автоматическим регулятором стирания фасеток (фиг. 2).

Granilnoe delo 2

Еще более тонким аппаратом является шлифовальный станок Эмиля Лепер в Антверпене с очень сложным электрическим прибором, контролирующим ровность шага шлифовки.

Шлифовальный станок Эмиля Лепер

Особенность этой машины (см. фиг. 3—6) состоит в том, что камень подводится к шлифовальному кругу не сверху, как обычно, а снизу.

Шлифовальный станок Эмиля Лепер

Держатель 1 имеет коническую базу 2, входящую в соответственную выемку в цилиндре 3; последний охватывает соленоид 4, тело которого поддерживают два рычажка 6; свободные концы их снабжены роликами 7, опирающимися на подвижной круг 8; точками опоры для рычажков служат ролики 7'; подвижной круг 8 поддерживается рычагом 9 с точкой вращения 11, укрепленной на раме 10.

Шлифовальный станок Эмиля Лепер

Регулировка производится винтом 12, оканчивающимся шариком 13; последний охватывает пружина с развилкой 14, прикрепленная к рычагу 9 винтом 15. Пружина 16 оттягивает цилиндр 3, связанный со штифтом 17, когда прерывается ток в соленоиде 4. При прохождении же тока через соленоид 4 стержень 5 втягивается. Рычаг 6 действует на круг 8 так, что весь механизм держателя с камнем приподнимается к кругу.

Шлифовальный станок Эмиля Лепер

При выключении тока механизм опускается. Вращение шлифовального круга отмечается на индикаторе 19. Стрелка его 18 снабжена контактом 20, а циферблат стержнем 21, совпадающим с нулевым делением. Циферблат и стрелка образуют приспособление, прерывающее ток при взаимном соприкосновении. Циферблат устроен подвижным. Электромагнит 22 включен параллельно электромагниту 4. Витки электромагнита 22 короче, чем у электромагнита 4, что исключает возможность искрения контакта 20—21. Когда ток проходит через электромагнит, последний притягивает пластинку 24, замыкающую контакты 23 и 23'. При выключении пластинка поднимается пружиной 25. Контроль положения держателя по отношению к шлифующей плоскости производится при помощи ручного рычага 26, пружины 27 и тяги 28. Это необходимо во избежание резкого нажима на камень при пуске тока. В начале работ циферблат поворачивается относительно стрелки на величину, соответствующую толщине снимаемого слоя. Придерживая держатель ручным рычагом 26, пускают ток. Затем постепенно отдают рычаг, и камень становится в рабочее положение. Движение циферблата отмечает ход шлифовки: при соприкосновении стрелки с нулем держатель с камнем отрывается от шлифующего круга.

Наряду с механическими усовершенствованиями, следует отметить усилившееся стремление выработать вполне научные и строго индивидуализированные методы отыскания оптимума ограночной формы в связи с физическими свойствами данного камня.

Наибольшего развития гранильное дело достигает в настоящее время в Бельгии (Антверпен - 11000 гранильщиков алмаза). В Голландии (Амстердам - 10000 гранильщиков), Франции (Париж - 1700), США (Нью-Йорк - 500), Германии (Оберштейн, Идар). Сапфир и циркон гранятся на Цейлоне, гранат - в Турнове и Яблонце (Чехословакия). У нас гранильное дело было сосредоточено на Петергофской и Екатеринбургской (ныне Свердловской) фабриках. Огранка наиболее драгоценного русского камня – изумруда - в настоящее время производится на Свердловской фабрике, принадлежащей государственному тресту «Минеральное сырье».

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 5 - 1929 г.