Разработка дизайна и проектирование новых видов ювелирных изделий из кристаллов алмаза природной формы

Актуальность исследования. Ювелирные дизайнеры ищут новые формы и новые решения для выпуска современной, интересной и востребованной рынком продукции. Все сложнее создавать новые оригинальные украшения с использованием бриллиантов, приходится все больше учитывать необычность форм исполнения конечного изделия при создании шедевров ювелирного мастерства. Для создания свежих форм изделий из алмазов нужны новые технологические методы обработки и нетрадиционный подход к исходному материалу.

Этим требованиям может отвечать проектирование новых форм изделий из природных алмазов с применением волнового метода обработки и максимальным сохранением естественной формы кристалла. На сегодняшний день такой нетрадиционный подход является актуальным решением этой проблемы. Он может быть реализован за счет использования совокупности естественных форм кристалла с учетом его природной кристаллографии и ярких оптических эффектов, создаваемых в процессе его обработки волновым методом, как на поверхности, так и в объеме кристалла.

Известно, что всего 20% алмазов от общей массы добытого сырья относятся к кристаллам ювелирного качества и успешно используются для огранки в бриллианты. Остальные 80% относятся к неликвидному сырью и в основном применяются в различных отраслях промышленности. Волновая технология позволяет эффективно использовать значительную часть из этого сырья, несмотря на то, что эти кристаллы содержат повышенное количество дефектов. Уникальные природные разновидности форм алмазов могут иметь большую ценность при использовании нового подхода к обработке нетрадиционного алмазного сырья. Природные кристаллы алмаза, обладающие многообразием и неповторимостью своих природных форм, удовлетворяют творческим изысканиям ювелиров.

Введение

новых дизайнерских решений, художественных приемов и технологических способов в процесс обработки кристаллов алмаза будет способствовать расширению и дополнению существующей продукции, предназначенной для ювелирной отрасли.

В процессе традиционной огранки алмаза в бриллиант безвозвратно теряется от 40 до 70% этого уникального и драгоценного материала. Применение волновой технологии обработки алмаза по его природным граням позволяет снизить потери до минимума.

Создание новых ювелирных изделий на основе многообразия природных форм алмазного сырья ставит задачу разработки приемов и способов проектирования этих изделий. Новый дизайн подчеркивает индивидуальность и интеллектуальное восприятие, вносит новые критерии в оценку эстетической красоты естественного кристалла.

Таким образом, решение этой задачи позволит создать новые направления в дизайне украшений из алмаза и существенно дополнить ассортимент существующего рынка украшений с применением этого материала.

Подобный подход к проблемному сырью с повышенным содержанием внутренних напряжений и дефектов при создании нового дизайна ювелирных изделий позволяет в утвердительной форме говорить о новом направлении в ювелирном деле. На сегодняшний день оно имеет право называться прогрессивным и весьма актуальным.

Цель работы: практическое использование современных технологий для создания новых концепций в дизайне ювелирных изделий с применением кристаллов алмаза оригинальных природных форм.

Согласно поставленной цели работы были сформулированы задачи исследования:

1) Установить взаимосвязь дизайна и технологического процесса получения новых форм поверхности алмаза, описываемых уравнениями второго порядка.

2) Определить методы, приемы и способы проектирования изделий из алмазного сырья оригинальных природных форм.

3) Разработать дизайн изделия с учетом естественных граней кристалла, его внутренней структуры, возможностей нового метода и спроектировать технологический процесс волновой обработки поверхности алмаза.

4) Сформулировать критерии для отбора кристаллов, пригодных для обработки с помощью волновой технологии, учитывая основные классификационные признаки: размерность, форму и степень искажения формы, характер поверхности граней, дефектность (качество), цвет.

5) Разработать варианты дизайна ювелирных украшений, изготовленных с применением алмазов обработанных волновым методом.

6) Провести анализ рынка и определить тенденции стиля и направления моды существующей ювелирной продукции с использованием алмазов природной формы.

Научная новизна.

1. Установлены закономерности автоматизированной волновой обработки поверхностного слоя алмаза с получением поверхностных форм, описываемых уравнениями второго порядка, что позволяет формировать объемные элементы дизайна в процессе обработки кристаллов природной формы.

2. Сформулированы критерии отбора категорий алмазного сырья, пригодного для волновой обработки с анализом их декоративной ценности, а также дальнейшего применения в ювелирных украшениях.

3. Впервые разработано обоснование практического использования обработанных по волновой технологии кристаллов алмаза с повышенным содержанием дефектов для проектирования дизайна новых видов ювелирных изделий.

4. Разработаны процесс и методы производства малоотходных и экологических изделий из природных алмазов.

Практическая значимость.

1) Результаты работы внедрены в производственный процесс выпуска продукции из алмазного сырья НПП «Микроприбор» и позволили впервые реализовать автоматизированный процесс обработки сложнопрофильных поверхностей и изделий из природных алмазов с получением высокой чистоты обработанной поверхности.

2) Разработаны специализированная программа и реализуемый при работе станка с ЧПУ алгоритм компьютерного управления для выбора режимов технологического процесса обработки алмазов с формированием поверхностей второго порядка.

3) В результате применения разработанной методики проектирования и технологической последовательности процесса обработки по естественным граням получены изделия из природных кристаллов алмаза, не имеющие мировых аналогов.

4) Проведенные первые исследования обосновывают актуальность использования изделий из алмазного сырья с повышенным содержанием дефектов в качестве элементов ювелирных украшений.

5) Расширена практическая область применения нетрадиционных категорий алмазного сырья в ювелирной промышленности и разработаны критерии для отбора кристаллов.

6) Результаты исследований используются в реальном учебном процессе при чтении лекций и проведении лабораторных занятий со студентами старших курсов по дисциплине «Технология гранильного производства» кафедры «ТХОМ» в Московском государственном горном университете.

Апробация работы.

По результатам диссертации сделаны доклады:

— на конференции «Перспективы и риски использования наноматериалов в технических и природных системах» (г. Москва, 2009 г.), Московский институт стали и сплавов;

— на международной научно-практической конференции «Инженерные системы-2011» (г. Москва, 5−8 апреля 2011 г.), Российский университет дружбы народов;

— на 1-м заседании в Клубе Инноваторов Москвы, доклад был признан лучшим и занял 1-е место в блоке проектов «Новые материалы и защитные покрытия» (г. Москва, 10 марта 2011 г.);

— на научных симпозиумах «Неделя горняка», МГГУ, (г. Москва, 20 082 012гг.);

— на 15-ой Международной экологической конференции студентов и молодых ученых Торное дело и окружающая среда. Инновационные и высокие технологии XXI века", МГГУ, (г. Москва 12−15 апреля, 2011 г.);

— на научных семинарах кафедры «Технология художественной обработки материалов» МГГУ.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано десять работ, в которых отражено основное содержание диссертации, в том числе 4 статьи в рецензируемых научных журналах по перечню ВАК РФ.

Благодарность. Автор работы выражает глубокую благодарность заместителю руководителя, заведующему лабораторией экспериментальных технологий научно-производственного предприятия «МИКРОПРИБОР» Карасёву Владимиру Юрьевичу за помощь в проведении экспериментов.

Михаилу Олеговичу Щербакову за оказание консультативной помощи в вопросах экспертной и геммологической оценки алмазного сырья. Алтухову Андрею Александровичу, Тепловой Татьяне Борисовне за оказание помощи в вопросах написания диссертации. Чертову Леониду Михайловичу, Соколовой Марине Леонидовне за плодотворные дискуссии. А так же студентам кафедры ТХОМ: Илье Мельнику, Ирине Антоновой и Ольге Бундиной за помощь в решении вопросов художественного и компьютерного проектирования дизайна ювелирных украшений с применением алмазов.

Особую благодарность: Мельникову Евгению Павловичу, Ножкиной Алле Викторовне за научное руководство.

Выводы. Таким образом, рассмотренный пример показывает основные этапы компьютерного моделирования, значительно облегчающего процесс создания ювелирных изделий нового типа с применением алмазов природной формы, обработанных с помощью волновой технологии. Компьютерное моделирование при обработке алмазов природной формы необходимо производить с целью выбора оптимальной формы изделия. При обработке алмазов наиболее подходящими являются программные системы для создания и редактирования трёхмерной графики, такие как 3d max, Rhinoceros. Программная среда для создания объёмных рельефов Matrix так же может быть использована для создания ювелирных изделий и прототипирования восковой модели с высокой точностью.

Заключение

.

В данной работе был подробно рассмотрен новый подход к дизайну изделий нового типа из алмазного сырья. Сохранение оригинальной природной формы кристалла и формирование в процессе обработки на поверхности объемных элементов является особенностью данного подхода. Дальнейшее развитие и применение новых технологических методов обработки алмаза и подобный подход к сложному и напряжённому сырью, позволяет говорить о новом направлении в ювелирном деле. Это направление открывает широкие возможности в создании новых, оригинальных изделий и позволяет успешно использовать те типы алмазного сырья, которые пока не нашли должного применения в творческом процессе ювелирного дизайна.