Ювелирная промышленность существует на протяжении веков, превращая такие материалы, как металлы, драгоценные камни и даже пластмассы, в уникальные художественные изделия. Инструменты, используемые для изготовления украшений, продолжали меняться и развиваться с течением времени, и в настоящее время их можно изготавливать с использованием самых разных методов. Например, 3D-печать позволяет не только быстро создавать прототипы с небольшими затратами, но и изготавливать готовые изделия из металла. Однако, похоже, именно технология ЧПУ (числовое программное управление) производит самый большой фурор в ювелирной промышленности, предлагая множество решений проблем, с которыми сегодня сталкиваются современные производители ювелирных изделий.
- Как ювелир делает кольцо?
- Как станки с ЧПУ помогают создавать мастер-модели для литья?
- Как станки с ЧПУ помогают создавать формы?
- Как станки с ЧПУ помогают изготавливать ювелирные изделия целевого применения?
- Как станки с ЧПУ помогают делать гравировку ювелирных изделий?
- Как станки с ЧПУ помогают в огранке мрамора?
- Как станки с ЧПУ помогают работать с металлами?
- Как станки с ЧПУ помогают работать с разными материалами?
- Как станки с ЧПУ помогают полировать ювелирные изделия?
- Итог: использование станков с ЧПУ для обработки ювелирных изделий
Как ювелир делает кольцо?
Распространённый метод производства ювелирных изделий, таких как кольца и подвески, - это литьё металла, которое состоит из ряда технологий, включая литьё по выплавляемым моделям. Восковая модель изготавливается из объекта, который затем оказывается внутри гипсового блока. Позже гипсовый блок помещается в печь, пока восковая модель не испарится. Далее гипсовая форма заполняется жидким металлом. Когда металл остынет и затвердеет, гипс растворяется в воде, и у Вас остается металлическая копия восковой модели, готовая для последующей обработки.
Опытные ювелиры могут с большой точностью и аккуратностью изготавливать мастер-модели из воска вручную, используя многочисленные инструменты для резьбы. Однако это может занять много времени, а человеческий фактор неизбежно приводит к тому, что ювелирные изделия немного отличаются друг от друга, если учесть, что для каждого нового изделия требуется собственная новая восковая модель. Чтобы этого избежать, восковые модели создаются с использованием другой формы. По сути, процесс массового производства требует создания формы для восковых мастер-моделей, а затем новых гипсовых форм для каждой детали, отлитой из металла.
Чтобы изготовить индивидуальные украшения, такие как обручальные кольца, традиционными методами, мастеру обычно требуется от 2 до 4 недель, а некоторые компании даже просят не менее 6-8 недель, чтобы полностью завершить обручальное кольцо. Здесь действительно проявляется обработка с ЧПУ, помогающая сэкономить время и сократить расходы на создание ювелирного изделия.
Как станки с ЧПУ помогают создавать мастер-модели для литья?
Поскольку металлическое литьё - один из самых популярных методов создания ювелирных изделий, производители стремятся улучшить процесс изготовления мастер-моделей, чтобы ускорить процесс. Вместо ручной нарезки деталей из воска производители используют станки с ЧПУ. Если восковая копия ювелирного изделия создаётся с помощью технологии ЧПУ, это может позволить создавать более сложные и точные геометрические формы по сравнению с ручной резьбой. Например, гравировка деталей может быть выполнена перед отливкой. Машины также работают быстрее, но для них потребуется создать САПР файл объекта.
Для обработки воскового блока можно использовать несколько типов станков с ЧПУ, такие как фрезерные, токарные и водоструйные. Чтобы удалить материал из сложных участков, станок с ЧПУ должен быть оборудован тонкой фрезой, и, если требуются разные типы поверхностей, процесс будет включать переключение инструментов на другие размеры и углы. В зависимости от количества осей станка требуется меньше менять инструмент и доступно больше возможностей, но если ювелир создаёт определённый тип объекта, он обычно выбирает наиболее подходящий станок, оптимизированный для них.
Обратной стороной механических фрезерных, сверлильных и токарных станков с ЧПУ для обработки литых восковых блоков является деформация материала. Поскольку воск - довольно мягкий материал, механические инструменты могут случайно нагреть его во время процесса и деформировать некоторые детали, особенно в тонких и сложных местах. Станки с ЧПУ, специально настроенные для создания мастер-моделей, обычно имеют специальные системы охлаждения, которые предотвращают искривление парафина под инструментом и обеспечивают гладкую поверхность. Другой тип станков с ЧПУ, который часто используется для вырезания мастер-моделей, - это водоструйная резка. Гидравлическая резка очень похожа на фрезерование, но вместо механических фрез она работает с потоком воды, смешанной с абразивными материалами. Гидравлические станки с ЧПУ не нагревают кусок воска так сильно и не требуют замены инструмента. Если водоструйный станок имеет многоосевой или токарный стол, он может давать хорошие результаты, как и фрезерные станки.
Как станки с ЧПУ помогают создавать формы?
Некоторые виды украшений можно создать без литья по выплавляемым моделям, если будущая деталь будет состоять из металлов или материалов с низкой температурой плавления. Поскольку для литья по выплавляемым моделям необходимо изготовить несколько форм, используя их для пластика, смол и некоторых других материалов, которые используются для изготовления изделий из воска.
Станки с ЧПУ могут изготавливать формы из многих материалов, включая сталь. CAD-дизайн ювелирного изделия можно легко изменить на негативный отпечаток объекта в блоке материала, который вырезает машина. Этот метод рентабелен для создания форм для плоских деталей или его можно усовершенствовать, чтобы сделать формы и для других объектов. В зависимости от материала формы для её изготовления можно использовать почти все станки с ЧПУ - из пенопласта, металла, акрила и многого другого. Дополнительным преимуществом здесь является то, что более прочные формы можно использовать несколько раз.
Как станки с ЧПУ помогают изготавливать ювелирные изделия целевого применения?
Современные обрабатывающие центры или даже специально сконструированные на заказ станки могут работать без каких-либо процессов литья. Оснащённые прочными фрезерными инструментами и источниками питания, они могут создавать украшения, такие как кольца, браслеты, подвески и серьги из блока материала. Некоторые из них способны работать с драгоценными металлами, такими как золото и серебро, но для этого машина должна вращать инструменты со скоростью не менее 30,000-60,000 об / мин, поскольку эти металлы мягкие. Помимо сокращения затрат и времени, необходимых для литья металла, обработка ювелирных изделий с ЧПУ из блока материала имеет дополнительные конструктивные преимущества. Некоторые фрезерные станки способны создавать «эффект головоломки» - когда несколько частей объекта выглядят так, как будто они заключены друг в друга и могут немного двигаться в своей полости. Такого эффекта невозможно добиться с помощью металлического литья и трудно скопировать с помощью ручных инструментов.
Различные инструменты также позволяют выполнить постобработку детали за раз - отполировать, сделать резьбу, гравировать и сгладить деталь, чтобы после обработки она была готова к работе. Для изготовления ювелирного изделия на станке с ЧПУ из дорогостоящего материала лучше иметь систему утилизации металлолома для сбора удалённых металлических стружек для повторного использования.
Как станки с ЧПУ помогают делать гравировку ювелирных изделий?
Гравировка слов или узоров играет большую роль в дизайне украшений. Металлы или другие материалы можно гравировать вручную или во время вырезания восковой модели, но станки с ЧПУ также помогают вывести этот процесс на новый уровень. Станки с ЧПУ могут обрабатывать различные гравировальные операции, которые позволяют добиться различных эффектов, таких как:
- Просто нанесите фразу, имя или что угодно на готовом ювелирном изделии или восковой модели. Тонкие фрезы с ЧПУ позволяют создавать чёткие, видимые и точные гравюры.
- Матовая поверхность или узоры - некоторые лазерные гравировальные станки могут выгравировать поверхность металла, чтобы придать ему матовый вид. Он отлично подходит для создания изображения или узора в качестве элемента дизайна. С другой стороны, матовая гравировка может состоять из крошечных точек и линий разной интенсивности для передачи теней, контуров и глубины изображения.
- Глубокая гравировка - этот вид гравировки помогает создать на объектах эффект «всплывающего» эффекта. Вместо удаления материала из полостей станок (например, лазерный ЧПУ) гравирует внешние части.
- Цветная гравировка/маркировка - эта гравировка также может быть выполнена лазером. Обычно, чтобы добавить цвет к гравировке, на детали требуется акриловая пудра или краски, но некоторые машины могут сделать цветную гравировку прямо на объекте за раз.
- приповерхностная гравировка - этот вид работы выполняется только на лазерных граверах с ЧПУ. Технология позволяет гравировать не на поверхности объекта, а внутри него. Программа разбивает изображение на точки, а затем лазер быстро проходит через прозрачный материал, создавая матовые отметки. Эти отметки вызывают микротрещины в кристалле, которые выглядят как пузырьки и, наконец, создают целостное изображение.
Как станки с ЧПУ помогают в огранке мрамора?
Прекрасный вариант для ювелира - установить красивый драгоценный камень или даже несколько сразу. Но любой, кто знаком с мрамором, согласится, что естественный вид бриллиантов, янтаря, рубинов и других драгоценных камней... некрасив. Или, по крайней мере, не является таким, каким Вы ожидаете - большинство из этих великолепных камней после добычи выглядят грязными. Чтобы придать им ослепительный вид, ювелирам необходимо их огранить и отполировать. И в некоторых случаях процесс довольно утомительный - например, «португальская огранка» - это форма с 117 гранями.
После осмотра камень следует обрезать по форме и огранить - и чем больше у него граней, тем дольше длится процесс. Крайне важно сделать грани аккуратными и точными, и для каждого типа облицовки потребуются разные углы резки. Опасность здесь заключается в том, чтобы полностью обрезать или деформировать камень, а поскольку некоторые драгоценные камни дороги и даже довольно редки, этот процесс требует большого опыта. Компании, которые продают уже готовые драгоценные камни и кристаллы производителям ювелирных изделий, обязаны поставлять изделия с идеальной лицевой поверхностью, поскольку в противном случае они могут не соответствовать дизайну.
На рынке есть несколько специальных станков с ЧПУ, созданных для огранки мрамора. Они выглядят как инструменты для ручной огранки, но все функции управления выполняет компьютер, поэтому результат точный. Машины для огранки обычно состоят из шлифовального круга, который быстро вращается и принимает воду, абразивные или специальные химические вещества для улучшения процесса, и держателя с прикреплённым драгоценным камнем. В зависимости от типа установки он может огранять и полировать один или несколько драгоценных камней одновременно. Обычно требуется человек, чтобы демонтировать и ввернуть драгоценный камень и огранить его со всех сторон, но вся остальная работа возлагается на станок с ЧПУ. Промышленные устройства для огранки также отслеживают прогресс в режиме реального времени и показывают готовые и обрабатываемые поверхности на экране компьютера для упрощения контроля.
Как станки с ЧПУ помогают работать с металлами?
Металл - популярный материал для создания украшений, и мастера знают, как сделать простой лист металла более привлекательным. Придать металлу фактуру может быть небольшим сборным шагом или главным декоративным решением. Общая идея - создать из плоского металлического листа что-то особенное и интересное, придав ему определённый узор - отверстия, рисунки, царапины, отпечатки.
Обычно металлы текстурируют с помощью ковки или штампа для тиснения, но способы безграничны, если идея нестандартная. Станки с ЧПУ могут текстурировать металлы по тем же технологиям, что и ювелиры вручную. Шаблоны могут отличаться в зависимости от чертежа САПР и технических характеристик машины. Кроме того, некоторые типы ЧПУ, такие как лазерные или плазменные станки, могут предоставить больше возможностей, чем ручные инструменты, за счёт изменения цвета металлов. Несмотря на то, что на рынке существует множество серийно выпускаемых штампов для тиснения для ювелиров, станок с ЧПУ может помочь в изготовлении нестандартных штампов для последующего вдавливания его в металл.
После того, как металл будет текстурирован, его следует разрезать. Если нужно много одинаковых деталей, обычно используют матрицу для блинов. По сравнению с резкой инструментами, матрица для блинов лучше подходит, если Вам нужно много небольших деталей простых форм с точными краями. Матрицы для блинов можно изготавливать различными способами, но изготовление с помощью плазменных резаков, как правило, дешевле.
Как станки с ЧПУ помогают работать с разными материалами?
На рынке доступно огромное количество инструментов с ЧПУ - почти каждый тип станка с ЧПУ может отличаться по мощности и возможностям оси, что позволяет работать со многими материалами, не повреждая их. В качестве преимущества станки с ЧПУ могут резать гибкие, эластичные материалы, кожу, а также очень прочные металлы, которые трудно вырезать вручную. Некоторые ювелиры без ума от этих машин и делают украшения из самых неожиданных материалов, таких как метеориты, углеродное волокно, сверхпроводники и даже старые смартфоны.
Как станки с ЧПУ помогают полировать ювелирные изделия?
После создания изделия, для достижения окончательного вида, требуется дополнительная обработка. Одним из этапов постобработки является полировка - именно она придаёт ювелирным изделиям неповторимый блеск. Ручная полировка украшений - рутина, поэтому мастера обычно используют токарные станки, чтобы повернуть деталь во время шлифовки и полировки. Этот метод отлично работает, если деталь необходимо полностью отполировать, но на станках с ЧПУ можно полировать объекты с помощью различных кистей и инструментов для получения различных эффектов. Они также могут сами вращать деталь, чтобы отполировать её только в некоторых областях, оставляя намеренно нетронутыми другие области. Специальные кисти также помогают пригладить детали и создать матовый эффект. Сочетание атласа с полировкой помогает создавать образы, узоры и изгибы на ювелирных изделиях и придавать блеск.
Итог: использование станков с ЧПУ для обработки ювелирных изделий
Преимущества использования станков с ЧПУ:
- Точность, которая имеет решающее значение при работе с дорогими материалами и драгоценными камнями.
- Более широкий спектр возможностей и материалов, расширяющих возможности дизайна и творчества.
- Более быстрое производство достигается за счёт внедрения соответствующей технологии ЧПУ на определённых этапах производственного процесса.
- Меньше человеческих ресурсов задействовано в работе, поэтому ювелиры могут тратить своё время на дизайн, а не на длительные и трудоёмкие задачи.
- Довольно простое управление станками с ЧПУ. Современные устройства имеют интеллектуальное программное обеспечение, которое просто «съест» чертёж САПР и построит программу для машины.
Недостатки станков с ЧПУ:
- Требуются дополнительные системы охлаждения, чтобы избежать деформации материала.
- Для резки некоторых металлов станок с ЧПУ должен быть мощным.
- Большинство решётчатых конструкций и пустотелых деталей создать невозможно.
- Для механической обработки с ЧПУ необходимо заменять различные биты и фрезы по мере их износа, что может быть дорогостоящей покупкой.
Итак, чтобы понять, является ли станок с ЧПУ хорошим выбором для определённого ювелирного производства, необходимо проанализировать, какие этапы задействованы в процессе, и на что уходит больше всего времени и денег. Это дало бы чёткое представление о том, какие операции можно автоматизировать с преимуществом, и какие станки с ЧПУ могут помочь оптимизировать весь производственный процесс.
