Введение к работе
Актуальность исследования
Ювелирные дизайнеры ищут новые формы и новые решения для выпуска современной, интересной и востребованной рынком продукции. Им все сложнее создавать новые оригинальные украшения с использованием бриллиантов, и 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 лишь 20% алмазов от общей массы добытого сырья относится 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 представлять боле значительную 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 эти 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 оценки 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.
Определить методы, приемы и способы проектирования изделий из алмазного сырья оригинальных природных форм.
Разработать дизайн изделия с учетом естественных граней кристалла, его внутренней структуры, возможностей нового метода и спроектировать технологический процесс волновой обработки поверхности алмаза.
Сформулировать критерии для отбора кристаллов, пригодных для обработки с помощью волновой технологии, учитывая основные классификационные признаки: размерность, форма и степень искажения формы, характер поверхности граней, дефектность (качество), цвет.
Разработать варианты дизайна ювелирных украшений, изготовленных с применением алмазов обработанных волновым методом.
Провести анализ рынка и определить тенденции стиля и направления моды существующей ювелирной продукции с использованием алмазов природной формы.
Научная новизна
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.
Сформулированы критерии отбора категорий алмазного сырья пригодного для волновой обработки с анализом их декоративной ценности, а так же дальнейшего применения в ювелирных украшениях.
Впервые разработано обоснование практического использования обработанных по волновой технологии кристаллов алмаза с повышенным содержанием дефектов для проектирования дизайна новых видов ювелирных изделий.
Разработан процесс и методы производства малоотходных и экологических изделий из природных алмазов.
Практическая значимость
Результаты работы внедрены в производственный процесс выпуска продукции из алмазного сырья НПП «Микроприбор» и позволили впервые сформулировать и реализовать автоматизированный процесс обработки сложнопрофильных поверхностей и изделий из природных алмазов с получением высокой чистоты обработанной поверхности.
Разработана специализированная программа и алгоритм компьютерного управления для выбора режимов технологического процесса обработки алмазов с формированием поверхностей второго порядка, реализуемый при работе станка с ЧПУ.
В результате применения разработанной методики проектирования и технологической последовательности процесса обработки по естественным граням получены изделия из природных кристаллов алмаза не имеющие мировых аналогов.
Проведенные первые исследования обосновывают актуальность использования изделий из алмазного сырья с повышенным содержанием дефектов в качестве элементов ювелирных украшений.
Расширена практическая область применения нетрадиционных категорий алмазного сырья в ювелирной промышленности и разработаны критерии для отбора кристаллов.
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,2009г.) Московский институт стали и сплавов;
-на международной научно-практической конференции «Инженерные системы -2011» (г. Москва, 5-8 апреля 2011г.) Российский университет дружбы народов;
доклад на 1-ом заседании в Клубе Инноваторов Москвы был признан лучшим и занял 1ое место в блоке проектов «Новые материалы и защитные покрытия»; (г. Москва, 10 марта 2011г.)
на научных симпозиумах «Неделя горняка», МГГУ, (г. Москва, 2008-2012г.);
на 15-ой Международной экологической конференции студентов и молодых ученых "Горное дело и окружающая среда. Инновационные и высокие технологии XXI века" МГГУ, (г. Москва 12-15 апреля, 2011г.);
-на научных семинарах кафедры «Технология художественной обработки материалов» МГГУ.
Публикации
По теме диссертации опубликованы десять печатных работ, в которых отражено основное содержание диссертации, в том числе 4 статьи в рецензируемых научных журналах по перечню ВАК РФ.
Объем и структура диссертации
Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, библиографии из 76 наименований. Общий объем составляет 148 машинописных страниц, включающих 79 рисунков, 10 таблиц, 3 страницы приложений. В текстовые приложения внесен акт внедрения.
