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보석 커팅은 어떻게 하나요?
보석 가공 및 보석 재료 절단에 사용되는 기술, 일반적인 연마재 및 도구
소개:
일반적인 연마재와 그 기능, 자주 사용하는 연마 도구의 디자인, 절삭의 원리 등 보석 가공의 필수적인 내용을 포괄적으로 다룹니다. 절단 기술, 장비, 톱날 선택, 복잡한 보석 절단 기술에 대해 자세히 설명합니다. 크기 계산부터 측정 도구까지, 보석 세공과 연마에 관련된 주얼리 업계 종사자라면 누구나 참고할 수 있는 유용한 가이드입니다.
대형 블레이드 절단기 및 회로도
목차
섹션 I 보석 가공에 사용되는 일반적인 연마재 및 도구
1. 보석 가공에 일반적으로 사용되는 연마재
1.1 연마제의 기본 속성
연마재는 연삭, 연마, 연마에 사용되는 재료입니다. 보석을 연마, 연마 또는 연마하는 데 사용되는 입상 또는 분말 재료를 연마재라고 합니다.
연마재는 메이크업 연마 도구를 만드는 주요 원료입니다. 연마재는 세분화된 모양과 절삭 기능을 갖춘 천연 또는 합성 재료로 다음과 같은 기본 특성을 가져야 합니다.
(1) 경도
단단한 물체가 표면에 침투하는 것을 저항하는 재료의 능력. 연마 과정에서 표 3-1과 같이 연마재의 경도가 높을수록 연마 입자가 보석을 더 쉽게 절단할 수 있습니다.
표 3-1 보석 가공에 일반적으로 사용되는 다양한 연마재의 경도
| 이름 | 미세 경도 | 모스 경도 |
|---|---|---|
| 천연 다이아몬드 | 합성 다이아몬드보다 약간 높음 | 10 |
| 합성 다이아몬드 | 86000 ~ 106000 | 10 |
| 브라운 커런덤 | 19600 ~ 21600 | 9.0 ~ 9.2 |
| 지르콘 코런덤 | 14700 | 9.0 ~ 9.2 |
| 녹색 실리콘 카바이드 | 31000 ~ 34000 | 9.2 ~ 9.3 |
| 탄화붕소 | 40000 ~ 45000 | 9.3 ~ 9.5 |
| 입방 탄화 붕소 | 73000 ~ 100000 | 10%에 가까운 |
| 크롬 커런덤 | 21600 ~ 22600 | 9.0 ~ 9.3 |
보석 가공에서 연마 경도의 분류는 다음과 같습니다.
부드러운 연마재: 모스 경도 1~5(분필).
중간 경도의 연마재: 모스 경도 6〜7(마노 분말, 산화철).
경질 연마재: 모스 경도 8~10 미만(탄화규소, 탄화붕소).
초경질 연마재: 모스 경도 10~10에 가까운 경도(다이아몬드, 입방 탄화 붕소).
(2) 인성
연마 입자가 단단하고 깨지지 않는 성능.
(3) 강도
재료가 손상에 저항하는 능력을 말합니다. 연마 입자가 기계적 힘을 견디는 능력으로, 압축 강도가 높을수록 연삭 성능이 향상됩니다.
(4) 열 파괴 성능
연마 입자가 열 응력을 받아 부서지는 현상입니다.
(5) 화학적 안정성
화학 반응에서 연마 입자의 절단 능력 감소 또는 손실.
(6) 균일성
동일한 사양의 연마 입자 크기의 균일성 정도를 나타냅니다. 그림 3-1은 불균일한 입자 형태가 연삭에 미치는 영향을 보여줍니다.
(7) 셀프 샤프닝
연마 입자는 깨진 후에도 여전히 새로운 날카로운 모서리와 끝이 있습니다.
1.2 연마제의 분류
1.3 보석 가공에 사용되는 일반적인 연마재
연마재의 모델은 입자 크기로 표현되며, 입자 크기가 클수록 거친 연마재로 가공된 보석의 표면이 거칠어지고 입자 크기가 작을수록 미세한 연마재로 가공된 보석의 표면이 매끈해집니다. 보석 가공에 사용되는 일반적인 연마재 모델은 표 3-2에 나와 있습니다.
표 3-2 보석 가공에 사용되는 일반적인 연마재 모델
| 입자 크기 분류 | 일본(JIS6002.63) | 중국(GB 1182-71) | ||
| 입자 크기 번호 | 입자 크기(μm) | 입자 크기 번호 | 입자 크기 (μm) | |
| 연마 입자 | 46# | 420-350 | 46# | 400-315 |
| 60# | 290-250 | 60# | 315-250 | |
| 70 # | 250-210 | 70 # | 250-200 | |
| 80# | 210-177 | 80# | 200-160 | |
| 90# | 177-149 | |||
| 100# | 149-125 | 100# | 160-125 | |
| 120# | 125-105 | 120# | 125-100 | |
| 150# | 105-88 | 150# | 100-80 | |
| 180# | 88-73 | 180# | 80-63 | |
| 220# | 73-63 | |||
| 240# | 63-53 | 240# | 63-50 | |
| 280# | 53-44 | 280# | 50-40 | |
| 입자 크기 분류 | 일본(JIS6002.63) | 중국(GB 1182-71) | ||
| 입자 크기 번호 | 입자 크기(μm) | 입자 크기 번호 | 입자 크기 (μm) | |
| 미립자 | 320# | 44-37 | W40 | 40-48 |
| 400# | 37-34 | |||
| 500# | 34-28 | |||
| 600# | 28-24 | W28 | 28-20 | |
| 700# | 24-20 | |||
| 800# | 20-16 | W20 | 20-14 | |
| 1000# | 16-13 | |||
| 1200# | 13-10 | W14 | 14-10 | |
| 1500# | 10-8 | W10 | 10-7 | |
| 2000# | 8-6 | W7 | 7-5 | |
| 2500# | 6-5 | |||
| 3000 # | 5-4 | W5 | 5-3.5 | |
| 4000 # | 4-3 | |||
| W3.5 | 3.5-2.5 | |||
| W2.5 | 2.5-1.5 | |||
| W1.5 | 1. 5-1 | |||
| W1 | 1-0.5 | |||
| W0.5 | ≤ 0.5 | |||
2. 보석 가공에서 일반적인 연마재의 역할
연마재는 보석 가공에서 중요한 재료입니다. 연마재는 연삭 작업을 수행할 수 있는 주요 재료입니다. 연마재의 선택과 품질은 보석 작업의 효율성과 가공 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 보석 가공에서 연마재의 역할은 다음과 같습니다.
2.1 연마재는 다양한 보석과 도구를 만드는 데 사용할 수 있습니다.
(1) 그라인딩 휠은 다른 강철 휠의 외부 링에 수직으로 배치됩니다. 그림 3-2와 같이 전기 도금 연마 방법을 사용하여 보석 연삭을 위해 다양한 유형 또는 모양의 연삭 휠과 디스크를 만들 수 있습니다.
(2) 그림 3-3과 같이 전기 도금 연마법을 사용하여 금속 디스크 기판의 외륜에 보석을 절단하기 위해 다양한 크기의 톱날을 만들 수 있습니다.
그림 3-2 연삭 휠
그림 3-3 톱날
(3) 그림 3-4와 같이 연마제를 천이나 가죽과 같은 특수 소재에 부착하여 사포를 만듭니다.
2.2 보석 직접 가공용 연마재
(1) 연마재는 진동 연마기에서 보석을 연마하고 연마할 수 있습니다. 연마재와 함께 가공할 원석을 진동 배럴에 적당량 넣고 기계를 시동하여 원석과 연마재 사이에 마찰을 일으키는 진동을 발생시켜 연마 및 연마 효과를 얻습니다(그림 3-5).
(2) 연마재는 연마 휠에 부착하여 보석을 연마하고 연마할 수 있습니다. 가공 할 원석이 연마재로 코팅 된 연마 휠과 접촉하여 마찰을 발생시켜 연삭 및 연마 효과를 얻습니다 (그림 3-6).
그림 3-5 진동 연마기
그림 3-6 연마 천 휠
3. 보석 가공에 사용되는 일반적인 연마 도구
연마재는 입자 크기가 다른 연마재를 바인더 및 몰드와 결합하여 다양한 모양과 크기를 만드는 도구입니다. 연마 및 연마에 사용되며 일정한 강도와 강성을 가지고 있습니다.
보석 가공에서 연마재는 결합 연마재와 코팅 연마재로 나뉩니다.
본딩 연마재에는 주로 톱날, 다이아몬드 연삭 휠, 다이아몬드 연삭 디스크, 다이아몬드 연삭 헤드, 사포 등이 포함됩니다.
코팅 연마재에는 주로 연마 디스크, 천 휠, 연마 파우더, 페이스트 등이 있습니다.
3.1 본딩 연마 도구
(1) 톱날
금속 기판 링의 외경에 연마재를 전기 도금하는 방식으로 만들어집니다.
보석 톱날의 일반적인 사양: 110mm, 150mm, 200mm, 300mm, 400mm, 500mm. 그림 3-7에 표시된 대로 블레이드 두께는 0.18~3mm입니다.
(2) 다이아몬드 그라인딩 휠
아크 휠
보석 표면에 연마된 모양이 호 모양인 경우 아크 휠이라고 합니다. 원호 모양의 금속 휠의 외경 표면을 다이아몬드 연마재로 코팅하여 만듭니다. 제품 모양에 따라 설계된 아크 휠은 그림 3-8에 나와 있습니다.
스트레이트 휠
보석 표면에 연마된 선형 모양을 직선 휠이라고 하며, 선형 금속 휠은 외경 표면을 다이아몬드 연마재로 코팅하여 만듭니다. 그림 3-9는 연삭 휠(또는 연마 휠)을 보여줍니다.
생산 시 연삭 휠 선택: 연삭 휠의 연마 입자가 거칠수록 보석 연삭 효율은 높아지지만 표면 마감이 거칠어집니다. 연마 입자의 미세도에 따라 거친 연삭 휠, 중간 거친 연삭 휠, 미세 연삭 휠이 있습니다. 굵은 연삭 휠 60-180 #, 중간 굵은 연삭 휠 220-320 #, 미세 연삭 휠 400-600 #.
휠의 직경 크기에 따라 50-150 #, 휠의 두께에 따라 5〜50 #가 있습니다.
(3) 다이아몬드 연삭 디스크
전기 도금 다이아몬드 연마재는 원형 금속 기판 표면에 다이아몬드 연마 디스크를 만듭니다. 연삭 디스크의 연마 입자가 거칠수록 보석의 연삭 효율이 높아지고 가공 표면이 거칠어집니다. 시중에 나와 있는 다이아몬드 연삭 디스크의 주요 유형은 다음과 같습니다.
일반 다이아몬드 연삭 디스크:
그림 3-10과 같이 두께 1.5-2mm, 굵은 모래 디스크 120-180 #, 중간 모래 디스크 220-320 #, 고운 모래 디스크 400~800 #, 초미세 모래 디스크 1000~2000 #로 구분됩니다.
혼합 그라인딩 디스크:
원석 가공 시 가공 효율을 높이고 역연삭 횟수를 줄이기 위해 그림 3-11과 같이 디스크의 외륜에 320 # 거친 연마재를 도금하고 내륜에 1000 # 미세 연마재를 도금하여 원앙 모래 디스크를 제작합니다.
다이아몬드 구형 디스크:
가공할 원석의 크기에 따라 금속 디스크 베이스에 홈을 만들고 그 위에 다이아몬드 연마재를 전기 도금합니다. 그림 3-12는 다양한 크기의 피트가 있는 다이아몬드 구형 디스크를 보여주고, 그림 3-13은 다이아몬드 구형 디스크 가공의 예를 보여줍니다.
(4) 다이아몬드 그라인딩 헤드
다이아몬드 연마재는 다양한 모양과 크기의 금속 기판에 전기 도금되어 보석 조각에 사용할 수 있습니다. 디자인 패턴 요구 사항에 따라 다양한 형태의 그라인딩 헤드가 만들어집니다(그림 3-14).
(5) 사포
보석 가공에서 사포의 주요 역할은 연마, 연마, 성형입니다.
- 사포의 종류에는 다이아몬드 사포, 인조 다이아몬드 사포, 유리 사포 등이 있습니다. 또한 사포는 내수성에 따라 건식 연마 사포와 방수 사포의 두 가지 범주로 나눌 수 있으며, 건식 연마와 방수 특성을 모두 갖추어야 합니다. 보석 가공에 일반적으로 사용되는 사포는 다이아몬드 사포와 커런덤 사포입니다.
- 일반적으로 사용되는 모델: 그림 3-15와 같이 150 #, 280 #, 320 #, 300 #, 500 #, 600 #, 800 #, 1000 #, 1200 #, 1500 #, 2000 # [숫자는 입자 크기를 나타내며 린 x 린(lin = 2.54cm) 면적에 포함된 입자의 수를 말합니다]를 사용합니다.
(6) 생산에 연마제 적용
연삭 도구 선택 원칙은 표 3-3에 나와 있습니다.
- 가공되는 보석의 크기에 따라 다릅니다.
- 보석의 모양과 길이에 따라 다릅니다.
표 3-3 생산에서 다양한 연삭 공구의 응용 분야
| 거친 | Medium | Fine | 추가 벌금 | 일반적인 크기 | ||
| 지름 | 두께(mm) | |||||
| 래디터리 휠 | 60~180 # | 220～320 # | 400~600 # | ¢ 50～¢ 150 | 5～50 | |
| 샌드 플레이트 | 60~180 # | 220～320 # | 400~800 # | 1000~2000 # | ¢150～¢500 | 두께 1.5～5 |
| 큰 거친 돌 | 작은 거친 돌 | |||||
| 10 ¢ 이상의 보석 연마 | 4~10 보석 연마 | 3 ~ 4 보석 연마 | 그라인드 ¢2〜 ¢3 보석 | |||
3.2 코팅 연마재
폴리싱은 보석 가공에서 가장 중요한 단계로, 보석의 광채는 폴리싱의 품질을 반영합니다. 완벽하게 연마된 보석은 눈부신 광채로 반짝일 수 있습니다. 원칙적으로 보석의 연마는 연마 디스크 재료의 선택과 큰 관련이 없지만 패싯 가장자리의 선명도와는 큰 관련이 있습니다.
(1) 하드 폴리싱 디스크
하드 폴리싱 디스크는 특정 경도를 가진 합금으로 만들어집니다. 그림 3-16과 같이 다이아몬드 또는 다양한 고경도 보석을 연마하는 데 자주 사용되는 주철 디스크, 그림 3-17과 같이 주철로 만든 외륜과 다양한 합금으로 만든 내륜이 있는 복합 연마 디스크, 그림 3-18과 같이 경도가 7보다 큰 보석을 연마하는 데 자주 사용되는 아연 합금 디스크 등 다양한 유형의 하드 디스크가 페이싱 보석을 연마하는 데 사용됩니다: 납-주석 합금 디스크 (녹색 분말 연마 디스크), 일반적으로 연마 크리스탈, 마노 등과 같이 경도가 7 미만인 보석을 연마하는 데 사용됩니다., 그림 3-19와 같이 루비 및 사파이어 연마에 자주 사용되는 구리 디스크, 그림 3-20과 같이 다이아몬드 연마 레진 본드 연마 디스크, 그림 3-21과 같이 다이아몬드 연마 레진 본드 연마 디스크.
그림 3-16 주철 트레이
그림 3-17 복합 연마 디스크
그림 3-18 아연 합금 디스크
그림 3-19 납-주석 합금 디스크
그림 3-20 보라색 동판
다이아몬드 연마 레진 본드 연마 디스크의 특징은 다음과 같습니다.
- 레진 바인더에 혼합된 다이아몬드 연마재는 보석을 연마할 때 연마 연마재를 사용할 필요가 없으며, 사용 중에 물로 냉각되어 연마 잔여물을 씻어내는 데도 도움이 됩니다.
- 일반 연마 디스크에 비해 보석을 연마할 때 연마 분말을 추가할 필요가 없으며, 이러한 유형의 연마 디스크는 자동 보석 가공의 효율성을 가속화할 수 있으며 일반적으로 자동 보석 연삭기에 사용됩니다.
- 단점은 2A 이상의 보석을 연마할 수 없다는 것입니다.
(2) 중간 경도 연마 디스크
중간 경도 재료로 만든 연마 디스크는 일반적으로 경도 6 미만의 보석을 연마하는 데 사용되며, 연마 효율은 높지만 보석의 면이 날카롭지 않습니다. 일반적인 중간 경도 연마 디스크에는 유기 유리 디스크(그림 3-22), 플라스틱 디스크(그림 3-23), 목재 디스크(그림 3-24)가 있습니다.
그림 3-22 아크릴 플레이트
그림 3-23 플라스틱 플레이트
그림 3-24 나무 판
(3) 부드러운 연마 패드
폴리싱 패드는 부드러운 소재로 제작되었습니다. 특히 면 처리된 보석에 날카로운 모서리가 필요하지 않은 곡선형 보석 연마에 적합합니다. 예를 들어 부드러운 패드를 사용하여 유리를 연마하는 등 단단한 재료를 기계 펌프와 결합하여 연마 효율을 크게 향상시킬 수 있습니다. 펠트 패드는 그림 3-25에, 가죽 패드는 그림 3-26에, 캔버스 패드는 그림 3-27에, 폴리에스테르 패드는 그림 3-28에 나와 있습니다.
그림 3-26 가죽 디스크
그림 3-27 캔버스 디스크
그림 3-28 폴리에스테르 디스크
3.3 코팅 연마재에 연마 분말 및 연마 페이스트의 적용
모든 초미립자 연마재는 연마 분말로 사용할 수 있습니다. 폴리싱 페이스트는 폴리싱 파우더를 바셀린과 같은 재료와 혼합하여 만듭니다. 보석 가공에는 거친 연마와 미세 연마가 포함됩니다. W5-W3.5` 연마재는 거친 연마에 사용되며, W2.5 미세 연마에는 다음이 사용됩니다. 그림 3-29는 폴리싱 파우더와 폴리싱 페이스트를 보여줍니다. 연마 분말에는 다양한 가공 재료에 따라 선택할 수 있는 많은 종류가 있습니다. 사용 범위와 성능은 표 3-4에 나와 있습니다.
표 3-4 보석 연마 분말의 일반적인 유형 및 용도
| 이름 | 화학 성분 | 적용 범위 |
|---|---|---|
| 천연 다이아몬드 파우더 | C | 가장 단단한 가공 다이아몬드 |
| 합성 다이아몬드 파우더 | C | 천연보다 약간 낮은 경도, 모든 원석의 폴리싱 처리 |
| 산화 크롬 녹색 분말 | Cr3O3 | 옥, 크리스탈, 청록색, 공작석, 다양한 보석, 에메랄드, 월장석, 가닛 |
| 알루미늄 산화물 루비 파우더 | Al2O3 | 저경도 보석 연마 |
| 산화 세륨 | Ce2O3 | 크리스탈, 감람석, 아쿠아마린, 전기석, 형석, 유리, 가넷, 마노 |
| 실리카 규조토 | SiO2 | 루비, 사파이어, 아쿠아마린, 산호, 호박색 |
| 산화철 적색 납 | Fe2 O3 | 저급 보석, 유리 |
4. 보석 가공을 위한 일반적인 연삭 공구 설계
단일 보석 모양의 가공은 수작업으로 이루어집니다. 대량 생산에는 성형 휠과 함께 반자동 성형 기계가 필요합니다. 그림 3-30과 같이 연삭 휠의 외경 곡선이 생산된 제품의 모양 곡선입니다. 다양한 형상의 예는 그림 3-31에서 3-33에 나와 있습니다. 비드 플레이트는 그림 3-34와 같이 비드의 크기(일반적으로 사용되는 비드 크기는 1~10mm)에 따라 설계됩니다.
그림 3-30 다양한 모양의 휠 크기 조정하기
그림 3-31 5성 휠 디자인
그림 3-32 플라워 휠의 디자인
그림 3-33 하트 모양 휠의 디자인
그림 3-34 비드 플레이트의 설계
카피라이팅 @ 소블링.쥬얼리 - Sobling. 맞춤형 주얼리 제조업체, OEM 및 ODM 주얼리 공장
섹션 II 보석 재료 절단
1. 다이아몬드 톱날 절삭의 원리
천연 보석 가공 기술: 암 분할 방법 및 균열 및 불순물 제거를 위한 절단 방법-원석 절단-성형-원석 접착-왕관 연마-역석 연마-관 연마-허리 연마-세척, 포장 및 보관.
인공 보석 가공 기술: 원료 절단-성형-연마(허리 및 테이블 연마)-석 접착-크라운 연마-반전석 연마-파빌리온 연마-세척, 포장 및 보관.
천연 및 인조 보석의 가공 기술에서 절단은 원석을 조달한 후 가장 먼저 이루어지는 공정입니다. 보석 가공 공정에서 절단(일반적으로 거친 모양 절단이라고 함)은 원석 재료의 다이아몬드 톱날을 디자인 또는 고객 요구 사항에 따라 특정 모양의 돌 블랭크로 절단하는 것을 말합니다. 이 절단의 핵심은 큰 재료를 작은 재료로 나누고 불순물이나 균열을 제거하는 것이며, 이를 기술적으로 절단이라고 합니다.
1.1 결합 연마재의 절삭 원리
(1) 다이아몬드 톱날의 구조(그림 4-1)
다이아몬드 톱날의 구조를 보면 다이아몬드 연마재를 금속 블레이드 기판의 바깥쪽 링에 결합하는 것을 알 수 있습니다. 그 원리는 얇은 다이아몬드 그라인딩 휠의 원리와 유사합니다. 톱날에 있는 다이아몬드의 경도와 내열성은 매우 높으며 각 다이아몬드 입자는 작은 이빨로 볼 수 있습니다. 톱날의 전체 다이아몬드 층은 수많은 톱니가 있는 다날 공구로 간주할 수 있습니다.
(2) 다이아몬드 톱날 절삭의 원리
다이아몬드 톱날이 작동 중일 때 모터가 톱날을 고속으로 회전시키면서 보석 재료와 접촉하는 톱날 주위의 표면 또는 끝면의 다이아몬드 입자는 이송력에 의해 보석 재료에 단단히 밀착되어 압축 및 변형을 일으킵니다. 연마재가 가하는 힘이 보석 재료의 분자 간 결합력을 초과하면 일부 보석 칩이 전체 재료에서 분리됩니다. 전체 공정은 "쟁기질" 작업으로 미세한 칩을 잘라내어 물의 참여로 씻어내어 전체 절단 공정을 완료합니다.
(3) 보석 커팅 칼날 사용 시 주의사항
보석 재료를 절단할 때 절삭유를 사용하는 이유는 무엇인가요?
연마하는 동안 연마 영역의 평균 온도는 400℃ 이내이며 연마재가 보석에 닿는 온도는 1000-2000℃입니다. 이로 인해 국부적인 영역에 상당한 열 스트레스가 발생합니다. 원석을 절단하는 동안 냉각이 제대로 이루어지지 않으면 스파크가 발생할 수 있으며, 깨지기 쉬운 원석 재료의 경우 균열이 나타날 수 있습니다. 절단 시 연마재가 절단 부위를 통과할 때 고온과 고압의 접촉으로 인해 보석 파편이 연마재에 달라붙어 절단 날이 막힐 수 있습니다. 접착력이 심하면 커팅 톱날이 빠르게 절단 능력을 상실하여 보석에 균열이 생길 수 있습니다. 접착력을 줄이려면 냉각수를 올바르게 선택하고 사용하는 것이 중요합니다.
새 톱날의 절단 효율이 오래된 톱날보다 빠른 이유는 무엇인가요?
톱날의 연마재 배열이 일정하지 않기 때문에 새 톱날은 연마재가 더 날카롭습니다. 일정 기간 절단하면 연마재 모서리가 무뎌집니다. 무딘 연마재는 절단에 도움이 되지 않아 절단 깊이가 매우 얕아지고 보석 재료 표면에 스크래치만 생길 수 있습니다.
1.2 느슨한 연마재로 절단하는 원리
연마 입자 절단의 절단 원리는 고정 연마 절단과 동일하지만, 연마 입자가 연마 입자 절단 톱날의 매트릭스에 눌리지 않는다는 차이점이 있습니다. 대신 회전하는 톱날이 재료 홈에서 절단 부위까지 톱니에 부착된 연마재를 운반합니다. 연마 입자로 보석을 절단할 때 연마재가 철제 톱날에 부착되어 보석 표면을 누르면 연마재의 "쟁기질" 작용으로 보석 표면에 작은 파편이 형성됩니다. 연마재가 계속 움직이면서 물의 참여로 이러한 파편이 보석에서 "발굴"되고 "밀려나"가면서 절단 과정이 완료됩니다.
이 절단 방법은 여전히 다이아몬드 가공에 사용됩니다. 이 방법의 장점은 톱날이 매우 얇아 절단면이 작아 원석을 절약할 수 있다는 것입니다. 그러나 절단 효율이 느리기 때문에 이 방법은 더 이상 천연 및 합성 원석을 절단하는 데 사용되지 않습니다.
2. 천연 보석 소재를 위한 커팅 기술
천연 또는 합성 보석 재료는 절단 및 연마 전 공통점이 있는데, 큰 재료를 고객이 원하는 크기 또는 주문 사양에 맞게 변형하기 위해 절단해야 한다는 점입니다. 천연 보석의 특성상 수율을 극대화하고 불순물을 제거하기 위해 절단해야 하며, 특정 절단 기술을 통해 거친 재료를 보석의 모양으로 가공해야 합니다.
2.1 보석 재료 절단 방법
원석 재료에 갈라진 틈이나 균열이 있는 경우 가공하기 전에 제거해야 합니다. 균열과 갈라짐이 제거되지 않았다고 가정해 보겠습니다. 이 경우 보석 제품 가공 시 거친 성형이나 윤곽 작업 중 응력에 의한 균열, 접착석의 가열 과정 중 균열, 연마 중 마찰과 열에 의한 균열, 가공 중 충돌에 의한 균열, 세척 중 균열 등의 상황이 발생할 수 있습니다.
(1) 분할 방법
갈라짐과 균열을 처리하는 방법은 그림 4-2와 같이 뾰족한 망치로 균열이나 갈라진 방향을 따라 치거나 쐐기 모양의 칼과 망치로 치는 것입니다.
(2) 절단 방법
그림 4-3과 같이 일반적으로 사용되는 다이아몬드 톱날을 사용하여 절단, 기포 불순물 및 초기 모양을 제거하는 방법입니다.
2.2 보석 커팅의 목적
(1) 보석을 가공하기 전에 그림 4-4와 같이 원래의 절단 방향을 따라 균열 없이 여러 개의 작은 조각으로 절단하여 디자인하고 가공해야 합니다.
(2) 쪼개짐, 균열, 기포 불순물을 제거하여 불순물과 기포 없이 필요한 깨끗한 재료만 남깁니다. 불순물 제거 절단의 원리는 그림 4-5에 나와 있습니다.
(3) 설계된 모양에 따라 불필요한 부분을 제거하고 적격 재료 크기를 잘라냅니다. 가장자리 스크랩 절단 제거 원리는 그림 4-6에 나와 있습니다.
(4) 그림 4-7과 같이 천연석의 내포물을 사용하여 독특한 공예품을 디자인하고 자릅니다.
3. 일반적으로 사용되는 보석 커팅 장비
3.1 싱글 블레이드 보석 커팅기
(1) 단일 톱날 절단기 및 개략도(그림 4-8)
1. 모터, 2. 대형 풀리, 3. 소형 풀리, 4. 스핀들, 5. 다이아몬드 톱날, 6. 물탱크, 7. 프레임
(2) 장비 구조 및 원리
장비의 동력은 프레임(7)에 설치된 250W, 2800r/min의 모터(1)에 의해 출력되고, 모터(1)의 큰 풀리(2)는 V-벨트를 통해 스핀들(4)의 작은 풀리(3)를 구동하며, 풀리의 속도 변화에 따라 스핀들 속도는 5600r/min에 도달합니다. 스핀들의 다른 쪽 끝에는 다이아몬드 톱날(5)이 설치되고 스핀들(4)은 스핀들 슬리브를 통해 물 탱크 패널(6)에 장착됩니다. 물 탱크 패널(6)에는 방수 커버와 석재 절단기 작업대도 장착되어 있습니다. 재료를 절단할 때 원재료는 작업대 위에 놓여지고 톱날 쪽으로 밀려갑니다.
(3) 장비 적용 범위
싱글쏘 블레이드 커팅기는 30mm 미만의 원석을 커팅하는 데 적합합니다.
3.2 멀티 톱날 보석 절단기
(1) 멀티쏘 블레이드 보석 절단기 및 원리 다이어그램(그림 4-9)
1. 모터, 2. 대형 풀리, 3. 소형 풀리, 4. 스핀들, 5. 멀티 블레이드 다이아몬드 톱날, 6. 물탱크, 7. 프레임
(2) 장비 구조 및 원리
멀티블레이드 절단기는 스핀들에서 단날 절단기와 다릅니다 ③ 장착된 톱날의 헤드 길이가 연장되며, 연장 크기는 절단 재료의 길이에 따라 설계됩니다. 각 톱날 사이에는 스페이서가 있으며 스페이서의 두께에 따라 절단 폭이 결정됩니다.
(3) 장비 적용 범위.
멀티 블레이드 절단기는 대량의 보석 제품을 자동으로 절단하는 데 적합합니다.
톱날 자동 공급 메커니즘을 설치하면 장비는 시트 재료의 자동 절단을 완료 할 수 있으며 스트립 절단 및 과립 절단 자동 공급 메커니즘을 설치하면 보석을 스트립과 과립으로 절단 할 수 있습니다.
3.3 대형 블레이드 원석 절단기
(1) 장비 구조 및 원리(그림 4-10)
1. 소형 풀리, 2. 대형 풀리 및 모터, 3. 스핀들, 4. 물탱크, 5. 프레임, 6. 핸드휠, 7. 평행 원통형 가이드 레일, 8. 작업대, 9. 나사, 10. 핸들, 11. 재료 클램핑 나사, 12. 재료 클램핑 플라이어
단일 톱날 절단기의 원리와 유사합니다. 차이점: 대형 톱날 절단기는 높은 전력 입력이 필요한 큰 원재료 조각을 절단합니다. 동력은 프레임(5)에 설치된 550W 모터가 1400r/min의 속도로 출력하고, 모터 샤프트에 대형 풀리(2)가 설치되어 소형 풀리(1)가 V-벨트를 통해 회전하도록 구동합니다. 작은 풀리(1)는 스핀들(3)의 한쪽 끝에 설치되고 다른 쪽 끝에는 톱날이 설치됩니다. 스핀들(3)은 베어링 시트를 통해 물 탱크(4)의 측면에 장착되고 물 탱크(4)는 프레임(5)에 용접됩니다. 물 탱크에는 두 개의 평행한 원통형 가이드 레일(7)도 설치되며, 작업대(8)는 나사(9)와 핸드휠(6)을 통해 작업대(8)를 앞뒤로 움직이는 평행 가이드 레일(7)에 장착됩니다. 또한 작업대(8)에는 재료 클램핑 나사(11)와 핸들(10)을 통해 원료를 고정하는 재료 클램핑 플라이어(12)가 장착되어 있습니다.
이 장치에는 수동 공급과 자동 공급의 두 가지 유형이 있습니다.
(2) 장비의 적용 범위.
이 장비는 50-200mm 보석 재료를 절단하는 데 적합합니다.
3.4 보석 절삭에서 절삭유의 역할
보석 커팅은 다이아몬드 커팅 날의 고속 회전으로 이루어지며, 커팅 과정에서 매우 높은 온도가 발생합니다. 제때 냉각하지 않으면 원석에 균열이 생길 수 있습니다. 냉각수의 기능은 다음과 같습니다.
- 연삭 시 발생하는 열을 제거합니다.
- 분쇄 중에 생성된 칩을 청소합니다.
- 쐐기 균열 작용: 원석에 연마 작용이 가해지면 표면에 균열이 생깁니다. 냉각수가 균열을 관통하여 높은 압력을 발생시켜 쐐기 균열 작용을 일으킵니다.
- 윤활 작용.
4. 보석 절단 톱날의 종류와 선택 4.
4.1 톱날의 종류
현재 시중에는 세 가지 주요 유형의 다이아몬드 초박형 커팅 블레이드가 판매되고 있습니다.
(1) 레진 본딩 다이아몬드 초박형 컷팅 디스크
레진을 바인더로 사용하여 다이아몬드 미세 분말을 서로 결합합니다. 이 다이아몬드 초박형 커팅 디스크 유형은 일반적으로 수명이 짧고 날카롭지 않으며 편차가 발생하기 쉽습니다.
(2) 전기 도금된 다이아몬드 초박형 컷팅 디스크(그림 4-11)
다이아몬드 미세 분말 층이 톱날의 금속 가장자리에 전기 도금되어 초박형 기판의 강도 부족 문제를 근본적으로 해결하고 레진 방식의 단점을 보완합니다. 현재 보석 가공에 일반적으로 사용되는 커팅 디스크입니다.
(3) 금속 결합 다이아몬드 초박형 커팅 디스크
금속 분말과 다이아몬드 미세 분말을 혼합하여 소결하여 형성하는데, 수명과 전체 강도에서 일부 획기적인 발전이 있었지만 두께는 0.3mm 이상만 만들 수 있고 0.3mm 이하로는 만들 수 없기 때문에 금속 결합 다이아몬드 초박형 절삭 디스크가 비싼 이유 중 하나이기도 합니다.
4.2 다이아몬드 커팅 톱날의 기술적 성능 및 선택
(1) 톱날 기술 성능에 대한 요구 사항
톱날 절삭날의 다이아몬드 분말 입자 크기는 균일하고 단단히 밀착되어야 하며, 절단 시 튀어 오르는 현상이 없도록 칼날 베이스의 평탄도가 충분히 좋아야 합니다.
(2) 톱날 선택 원칙
- 입자가 작은 천연 보석과 보석의 경우, 수명이 짧고 칼날 간격이 좁은 얇은 베이스와 소량의 다이아몬드 가루가 함유된 톱날을 선택하는 것이 좋습니다.
- 옥, 저급 원석 및 대형 재료의 경우 수명이 길고 칼날 간격이 넓은 두꺼운 베이스와 다량의 다이아몬드 가루가 함유된 톱날을 선택하는 것이 좋습니다.
보석 절단에 일반적으로 사용되는 톱날 모델은 다음과 같습니다: 110mm, 150mm, 200mm, 300mm, 400mm, 500mm. 두께 0.15-3mm. 일반적인 구멍 직경: ¢25mm, ¢20mm.
5. 보석 커팅 기법 및 기술
인조 보석 커팅 케이스
(1) 트라이앵글 타일 절단 공정 흐름
삼각형 타일 절단의 주요 공정은 그림 4-12와 같이 삼각형 입자를 슬라이스, 스트립 절단, 특정 모양으로 절단하는 것입니다. 삼각형 타일 재료에서 발생하는 석재 폐기물은 그림 4-13에 나와 있습니다.
(2) 실린더 블랭크 커팅 공정 흐름
실린더 블랭크 절단의 주요 공정은 그림 4-14와 같이 슬라이스 - 스트립 절단 - 원형 바 연삭 - 실린더 입자 절단의 순서로 진행됩니다. 완성된 절단된 실린더 블랭크는 그림 4-15에 나와 있습니다.
(3) 둥근 구슬 블랭크 커팅 공정 흐름
원형 비드 블랭크 커팅 기술의 주요 프로세스는 그림 4-16과 같이 큐브를 원형 비드 배치로 자르는 슬라이스-커팅 스트립-커팅 큐브입니다. 완성된 원형 비드 절단은 그림 4-17에 나와 있습니다.
6. 보석 커팅 치수 계산
6.1 보석 커팅 치수 계산 및 요구 사항
디자이너는 보석의 크기에 따라 완성된 보석 제품의 크기를 결정합니다. 실제 가공 과정에서 스톤 절단 공정, 스톤 성형 공정, 스톤 허리 라인 및 테이블 탑 폴리싱 공정, 스톤 연마 및 폴리싱 공정 등과 같은 각 단계에서도 가공 허용량을 예약해야 합니다. 표 4-1에는 합성 보석 제품의 절단 기술 데이터와 각 단계별 가공 허용량이 자세히 나와 있으며, 천연 보석의 경우에도 참고할 수 있습니다.
표 4-1 합성 큐빅 지르코니아 제품의 절단 기술 데이터
| 범례 |
|
|
|
||||
| 직경 D | 제품 크기 | 스톤 컷 크기 | 반제품 스톤 크기 | ||||
| 총 높이 A | 크라운 높이 B | 벨트 너비 C | 총 높이 A' | 너비 D' | 총 높이 A' | 거들 높이 이상 F | |
| 2 | 1.2〜1.3 | 0. 46 | 0.04 | 1. 5〜1. 6 | 2.3 | 1. 5〜1. 6 | 0.53 |
| 2.25 | 1. 35〜1. 46 | 0.52 | 0.045 | 1. 65〜1. 76 | 2.6 | 1. 65〜1. 76 | 0.60 |
| 2.5 | 1. 5〜1. 63 | 0.58 | 0.5 | 1. 8〜1. 93 | 2.8 | 1. 8〜1. 93 | 0.66 |
| 2.75 | 1. 65〜1. 79 | 0.63 | 0.055 | 1. 95〜2. 09 | 3.1 | 1. 95〜2. 09 | 0. 72 |
| 3 | 1. 8〜1. 95 | 0.69 | 0.06 | 2. 1〜2. 25 | 3.4 | 2. 1〜2. 25 | 0.8 |
| 3.5 | 2. 1〜2. 28 | 0.81 | 0.07 | 2. 4〜2. 58 | 3. 8〜4 | 2. 4〜2. 58 | 0.93 |
| 4 | 2. 4〜2. 6 | 0.92 | 0.08 | 2. 7〜2. 9 | 4. 3〜4. 5 | 2. 7〜2. 9 | 1.05 |
| 4.5 | 2. 7〜2. 93 | 1.04 | 0.09 | 3〜3. 32 | 4. 8〜5. | 3〜3. 32 | 1.15 |
| 5 | 3〜3. 35 | 1.15 | 0.1 | 3. 3〜3. 55 | 5. 3〜5. 5 | 3. 3〜3. 55 | 1.2 |
| 5.25 | 3. 15〜3. 41 | 1.2 | 0.105 | 3. 45〜3. 71 | 5. 55〜5. 75 | 3. 45〜3. 71 | 1.36 |
| 5.5 | 3. 3〜3. 58 | 1.27 | 0.11 | 3. 6〜3. 88 | 5.8 〜6 | 3. 6〜3. 88 | 1.45 |
| 6 | 3. 6〜3. 9 | 1.38 | 0.12 | 3. 9〜4. 2 | 6. 3〜6. 5 | 3. 9〜4. 2 | 1.55 |
| 7 | 4. 2〜4. 55 | 1.61 | 0.14 | 4. 5〜4. 85 | 7. 3〜7. 5 | 4. 5〜4. 85 | 1.0 |
| 8 | 4. 8〜5. 2 | 1.84 | 0.02 | 5. 1〜5. 5 | 8.3〜 8.5 | 5. 1〜5. 5 | 1.92 |
참고: 이 표는 합성 큐빅 지르코니아 소재를 기준으로 계산한 것이며, 다른 소재는 참고할 수 있습니다.
6.2 보석 절단 수율
기업 생산에서 보석 제품의 비용은 주로 수율과 연마 비용에 따라 달라집니다. 천연 보석은 원재료 1킬로그램당 채굴된 원석의 수를 기준으로 계산됩니다. 천연 원석을 절단하려면 균열과 불순물을 제거해야 하며, 수율은 5%에서 30%까지 다양합니다. 수동 절단 수율은 주로 석재 절단기의 기술 수준에 따라 달라지며, 기계화 절단 수율은 주로 장비의 성능에 따라 달라집니다. 와이어 절단 장비의 수율이 가장 높고 그 다음이 멀티 블레이드 절단 장비이며, 수동 보석 절단 수율은 1kg의 원석에서 동일한 사양의 원석을 몇 개나 절단할 수 있는지를 기준으로 계산합니다(표 4-2).
표 4-2 큐빅 지르코니아 절삭 공구의 복합 채굴률
단위: 곡물/kg
| 원형 사양 | 수량 | 불규칙한 사양(mm x mm ) | 수량 |
|---|---|---|---|
| ¢1 | 23000 | 2x4 | 3000 |
| ¢1.5 | 13000 | 3x5 | 1500 |
| ¢ 2 | 7000 | 4x6 | 1200 |
| ¢ 2.5 | 5000 | 5x7 | 800 |
| ¢ 3 | 3200 | 6x8 | 550 |
| ¢ 3.5 | 2400 | 7x9 | 400 |
| ¢ 4 | 1700 | 8 x 10 | 290 |
| ¢ 4.5 | 1500 | 9 x 11 | 210 |
| ¢ 5 | 1300 | 10 x 12 | 160 |
| ¢ 5.5 | 870 | 12 x 14 | 100 |
7. 보석 가공을 위한 일반적인 측정 도구
7.1 버니어 캘리퍼의 구조와 용도
(1) 버니어 캘리퍼의 구조(그림 4-18)
버니어 캘리퍼는 메인 눈금, 슬라이딩 눈금, 깊이 게이지, 잠금 나사, 외부 측정 죠 및 내부 측정 죠로 구성됩니다.
(2) 보석 가공에 버니어 캘리퍼 사용
그림 4-19와 같이 보석의 내경과 외경을 측정합니다. 그림 4-20과 같이 깊이, 높이 및 기타 다양한 측정 목적을 측정합니다.
(3) 버니어 캘리퍼스 판독 및 측정 오류
주 눈금과 버니어 눈금 모두 눈금이 있습니다. 0.1mm까지 정확한 버니어 캘리퍼스를 예로 들면, 주 눈금의 가장 작은 단위는 1mm이고 버니어 눈금에는 총 길이가 9mm인 10개의 작은 동일한 단위가 있으며 각 단위는 0.9mm로 주 눈금의 가장 작은 단위와 0.1mm 차이가 납니다. 측정 죠를 닫으면 주 눈금과 버니어의 영 눈금선이 정렬되며, 첫 번째 눈금선은 0.1mm, 두 번째 눈금선은 0.2mm, 10번째 눈금선은 1mm 차이가 나므로 버니어의 10번째 눈금선은 주 눈금의 9mm 눈금선과 정확히 정렬됩니다.
(4) 캘리퍼스 사용 시 주의사항
- 캘리퍼스는 정밀 측정 도구이므로 높은 곳에서 충돌하거나 떨어지지 않도록 조심스럽게 다루어야 합니다. 측정 죠의 손상을 방지하기 위해 거친 물체를 측정하는 데는 적합하지 않으며, 사용하지 않을 때는 녹이 슬지 않도록 건조한 곳에 보관해야 합니다.
- 측정할 때는 먼저 고정 나사를 풀고 캘리퍼를 움직일 때 과도한 힘을 가하지 마세요. 측정할 물체를 고정할 때 두 개의 측정 죠가 너무 꽉 조여서는 안 되며, 물체가 죠 안에서 움직이지 않아야 합니다.
- 측정값을 읽을 때 시선은 눈금과 수직이 되어야 합니다. 고정된 판독값이 필요한 경우, 캘리퍼가 미끄러지지 않도록 고정 나사를 사용하여 눈금 본체에 고정할 수 있습니다.
- 실제 측정 시에는 동일한 길이를 여러 번 측정하고 평균값을 구하여 무작위 오류를 제거해야 합니다.
7.2 각도 측정 도구
보석의 디자인 각도는 보석 가공 시 각도 측정 도구를 사용하여 측정합니다. 일반적으로 사용되는 측정 도구에는 자기 포인터 각도기와 각도 측정 도구가 있습니다(그림 4-21).
(1) 자석 포인터 각도기 사용 방법
팔각형 손잡이에 비접착식 철봉을 삽입한 다음 팔각형 손잡이를 보석 기계의 리프팅 플랫폼에 놓습니다. 그림 4-22와 같이 각도기가 보석에 맞게 설계된 연마 각도를 표시할 때까지 리프팅 플랫폼의 높이를 조정합니다.
(2) 각도기 사용 방법
표준 각도기는 그림 4-23에 나와 있습니다. 각도기의 중심을 철봉의 중심선에 맞춘 다음 팔각형 손잡이를 보석 기계의 리프팅 플랫폼에 놓고 철봉의 중심 축이 보석에 맞게 설계된 각도와 일치할 때까지 리프팅 플랫폼의 높이를 조정합니다.
8. 엔터프라이즈 보석 커팅 생산의 예
(1) 보석 재료의 단일 블레이드 절단 예 (그림 4-24)
싱글 블레이드 보석 커팅 튜토리얼 비디오
(2) 보석의 멀티 블레이드 커팅 예시
멀티 블레이드 보석 커팅 튜토리얼 비디오
2개의 응답
Gemas와의 작업에 대한 기사가 매우 마음에 들었습니다, 매우 유익했습니다.
아르헨티나 코르도바에서 인사드립니다.
대단히 감사합니다.
올라 코르도바, Fico는 이 기사가 도움이 되었다는 것을 알게 되어 기뻤습니다. 앞으로도 계속 읽어주세요.