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激光切割技術(shù)在鉆石加工業(yè)中占盡優(yōu)勢


鉆石是最為珍貴也最受人們喜愛(ài)的東西。每一顆天然鉆石的形成都早于恐龍生活的年代,最年輕的鉆石也形成于約9億年前,最古老的鉆石則有32億年的歷史。作為權力、力量和美麗的象征,鉆石這種世界上最堅硬的物質(zhì),其原石首先從印度被發(fā)掘?,F代鉆石開(kāi)采始于19世紀的南非?,F今,約有80%的鉆石原石產(chǎn)自博茨瓦納、南非、俄羅斯、安哥拉、納米比亞、澳大利亞和剛果。

在作為工業(yè)鉆石或寶石級鉆石使用之前,最初的原石依據其天然屬性如形狀、大小、顏色、可切割性和質(zhì)量等進(jìn)行分類(lèi)。它們會(huì )進(jìn)行一系列加工,包括設計和標記,劈分或鋸切,粗磨和拋光。設計部分以前是由技術(shù)工人人工檢查鉆石原石的雜質(zhì)和其它瑕疵,然后依據重量和凈度將原石最好的部分取出,并用筆在原石上標記出來(lái)以引導接下來(lái)的加工工序。另外一個(gè)人工工序是用鉆石的銳邊來(lái)劈開(kāi)標記的原石。隨著(zhù)一些高級工具的發(fā)明,劈或鋸切原石的工作由鉆石粉末涂層的刀片來(lái)完成。粗磨是將兩顆鉆石彼此摩擦,使其初步形成預先設計的形狀。最后一步是在鉆石上形成不同的琢面和拋光。

鉆石加工技術(shù)的轉變

盡管早在17世紀早期就出現了改變鉆石加工技術(shù)設計和設備的萌芽,但古老的加工技術(shù)直至21世紀初仍在使用。直到激光技術(shù)新時(shí)代的來(lái)臨,才在全世界范圍內改變和重塑了鉆石業(yè)的未來(lái)。愛(ài)因斯坦在1917年建立了激光技術(shù)的理論基礎,1906年Theodore H. Maiman演示了世界上第一臺功能激光器,從而讓激光逐步廣泛應用于各種產(chǎn)業(yè)。

目前約有30個(gè)國家擁有鉆石加工產(chǎn)業(yè),但主要集中于印度、比利時(shí)安特衛普、南非約翰內斯堡、紐約和以色列特拉維夫。中國和泰國也逐步發(fā)展成了活躍的中心。印度所加工的鉆石占世界鉆石總價(jià)值的55%,約85-90%的寶石型鉆石都是在蘇拉特加工(位于印度西海岸)。

現今,蘇拉特以擁有眾多尖端高技術(shù)機器的大小型工廠(chǎng)而出名,其先進(jìn)的技術(shù)與世界上其它切割中心水平相當,甚至要高于其它中心。印度鉆石制造商總是熱切地將最新技術(shù)引入自己的工廠(chǎng),密切注意升級自己的制造工藝,并對工人進(jìn)行培訓,使他們勝過(guò)其它對手。適應新變化是印度鉆石切割和拋光行業(yè)成功和發(fā)展的驅動(dòng)力?,F今約有10000家鉆石加工和交易企業(yè)分布于印度古吉拉特邦,光蘇拉特就有5000多家。

盡管印度特別是蘇拉特聲稱(chēng)是拋光鉆石的最大生產(chǎn)地,但用于拋光鉆石的先進(jìn)機械設備主要從其它國家進(jìn)口。對于印度制造商和大部分沒(méi)有受過(guò)教育的技工來(lái)說(shuō),這些設備實(shí)在是太昂貴,操作起來(lái)也太復雜??紤]到進(jìn)口的鉆石切割設備的優(yōu)缺點(diǎn),Sahajanand Technologies 公司在蘇拉特創(chuàng )建了自己的研發(fā)團隊,來(lái)制造成本低廉和操作簡(jiǎn)便的鉆石切割設備。原來(lái)需要142,000美元的設備,現在可以以38,000美元買(mǎi)到。隨著(zhù)激光技術(shù)的引入,先進(jìn)的激光切割設備取代了傳統設備。原先用于鉆石加工的人工設計、標記和傳統設備都被基于軟件的激光設備取代。Sahajanand Technologies公司最新一代激光Magnus Ace鉆石設計設備已被證明更為精確和高效,一旦將原石放入設備里,就可以生成3D圖像,隨后開(kāi)始第一步設計(圖1)。首先,對原石進(jìn)行測量和人工智能輔助設計,然后引導用戶(hù)如何最佳地利用該鉆石。隨后,設備會(huì )產(chǎn)生一張關(guān)于擬拋光鉆石的重量、形狀和凈度的清晰圖片。專(zhuān)業(yè)軟件會(huì )提供給技工選項,依據雜質(zhì)的去除情況來(lái)選擇鉆石的形狀,并將其市場(chǎng)價(jià)值顯示在屏幕上。接下來(lái)是選擇鋸開(kāi)的面數和百分比,實(shí)現最優(yōu)安全性,將重量損耗降到最小。技工點(diǎn)擊按鈕開(kāi)始激光鋸切工序。完成上述工序后,下一步是依據設計切割原石。Sahajanand Technologies公司的激光切割設備是完成這一任務(wù)的首選設備,因為它能和之前的設計設備兼容。這些激光切割設備完成鋸切、成形、成塊和四合一工序, 并切割預先設計的原石( 圖2 ) 。與傳統鉆石設計切割方法相比, 最終獲得的成品鉆石通常要更為可觀(guān)。

裝備有激光器的鉆石設計切割設備的突出特點(diǎn)有:
1. 可重復,高精確度;
2. 極為節省時(shí)間,而且可以五臺機器一起工作來(lái)提高生產(chǎn)量;
3. 由于用戶(hù)界面友好,操作簡(jiǎn)單,所以降低了對技工的要求;
4. 將人為失誤降到幾乎為零;
5. 將切割過(guò)程中的整體材料損耗從傳統方法的8%降到1%,甚至更少;
6. 設備極為堅固耐用,維護成本低廉。
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