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激光切割技术在钻石加工业的应用
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钻石是最为珍贵也最受人们喜爱的东西。每一颗天然钻石的形成都早于恐龙生活的年代,最年轻的钻石也形成于约9亿年前,最古老的钻石则有32亿年的历史。作为权力、力量和美丽的象征,钻石这种世界上最坚硬的物质,其原石首先从印度被发掘。现代钻石开采始于19世纪的南非。现今,约有80%的钻石原石产自博茨瓦纳、南非、俄罗斯、安哥拉、纳米比亚、澳大利亚和刚果。

在作为工业钻石或宝石级钻石使用之前,最初的原石依据其天然属性如形状、大小、颜色、可切割性和质量等进行分类。它们会进行一系列加工,包括设计和标记,劈分或锯切,粗磨和抛光。设计部分以前是由技术工人人工检查钻石原石的杂质和其它瑕疵,然后依据重量和净度将原石最好的部分取出,并用笔在原石上标记出来以引导接下来的加工工序。另外一个人工工序是用钻石的锐边来劈开标记的原石。随着一些高级工具的发明,劈或锯切原石的工作由钻石粉末涂层的刀片来完成。粗磨是将两颗钻石彼此摩擦,使其初步形成预先设计的形状。最后一步是在钻石上形成不同的琢面和抛光。

钻石加工技术的转变

尽管早在17世纪早期就出现了改变钻石加工技术设计和设备的萌芽,但古老的加工技术直至21世纪初仍在使用。直到激光技术新时代的来临,才在全世界范围内改变和重塑了钻石业的未来。爱因斯坦在1917年建立了激光技术的理论基础,1906年Theodore H. Maiman演示了世界上第一台功能激光器,从而让激光逐步广泛应用于各种产业。

目前约有30个国家拥有钻石加工产业,但主要集中于印度、比利时安特卫普、南非约翰内斯堡、纽约和以色列特拉维夫。中国和泰国也逐步发展成了活跃的中心。印度所加工的钻石占世界钻石总价值的55%,约85-90%的宝石型钻石都是在苏拉特加工(位于印度西海岸)。

现今,苏拉特以拥有众多尖端高技术机器的大小型工厂而出名,其先进的技术与世界上其它切割中心水平相当,甚至要高于其它中心。印度钻石制造商总是热切地将最新技术引入自己的工厂,密切注意升级自己的制造工艺,并对工人进行培训,使他们胜过其它对手。适应新变化是印度钻石切割和抛光行业成功和发展的驱动力。现今约有10000家钻石加工和交易企业分布于印度古吉拉特邦,光苏拉特就有5000多家。

尽管印度特别是苏拉特声称是抛光钻石的最大生产地,但用于抛光钻石的先进机械设备主要从其它国家进口。对于印度制造商和大部分没有受过教育的技工来说,这些设备实在是太昂贵,操作起来也太复杂。考虑到进口的钻石切割设备的优缺点,Sahajanand Technologies 公司在苏拉特创建了自己的研发团队,来制造成本低廉和操作简便的钻石切割设备。原来需要142,000美元的设备,现在可以以38,000美元买到。随着激光技术的引入,先进的激光切割设备取代了传统设备。原先用于钻石加工的人工设计、标记和传统设备都被基于软件的激光设备取代。Sahajanand Technologies公司最新一代激光Magnus Ace钻石设计设备已被证明更为精确和高效,一旦将原石放入设备里,就可以生成3D图像,随后开始第一步设计(图1)。

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图1:Sahajanand Technologies公司的Magnus 数码激光钻石设计设备

如何用激光切割钻石

首先,对原石进行测量和人工智能辅助设计,然后引导用户如何最佳地利用该钻石。随后,设备会产生一张关于拟抛光钻石的重量、形状和净度的清晰图片。专业软件会提供给技工选项,依据杂质的去除情况来选择钻石的形状,并将其市场价值显示在屏幕上。接下来是选择锯开的面数和百分比,实现最优安全性,将重量损耗降到最小。技工点击按钮开始激光锯切工序。完成上述工序后,下一步是依据设计切割原石。Sahajanand Technologies公司的激光切割设备是完成这一任务的首选设备,因为它能和之前的设计设备兼容。这些激光切割设备完成锯切、成形、成块和四合一工序, 并切割预先设计的原石( 图2 ) 。与传统钻石设计切割方法相比, 最终获得的成品钻石通常要更为可观。

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图2:Sahajanand Technologies公司超级9号激光钻石切割设备,对预先设计的原石进行切割

装备有激光器的钻石设计切割设备的突出特点有:

1. 可重复,高精确度;
2. 极为节省时间,而且可以五台机器一起工作来提高生产量;
3. 由于用户界面友好,操作简单,所以降低了对技工的要求;
4. 将人为失误降到几乎为零;
5. 将切割过程中的整体材料损耗从传统方法的8%降到1%,甚至更少;
6. 设备极为坚固耐用,维护成本低廉。

小结

Sahajanand Technologies 公司在国内外市场上已为1000多家企业提供激光设备。当然原因可能是印度钻石业高度集聚。每年都有更多的激光设备被引入到钻石业,这毫无疑问将对钻石业的整体发展和增长产生积极影响。利用这些先进技术,钻石收藏者们将能拥有各种更炫目的钻石。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (2015-12-4)
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