(57)【要約】【課題】複雑な形状をした宝石の貴金属や金属、あるいは樹脂の装飾枠を製造する工程において、精密かつ容易で安価に枠を製造する方法を提供する。【解決手段】複雑形状をした宝石を精密に３次元スキャナーで読み取り、そのデータを３次元図面作成ソフトウェアに取り込み、３次元図面作成ソフトウェアで、宝石と接する面は宝石データよりも幾分大きい寸法で凹凸形状を精密に再現したものを作成し、宝石と接しない外観となりうる外側の面は滑らかな曲面や平面で作成した後、ワックス切削機や樹脂積層型３次元印刷機、または樹脂積層型光造形装置等で宝石の枠となる形状の元となる型を作成し、その型を使用してロストワックス鋳造法を用いて、複雑形状をした宝石の貴金属や金属、あるいは樹脂の枠を作成する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
複雑形状をした宝石や貝殻加工造形品の貴金属や金属、あるいは樹脂の枠の製造において、宝石の形状を精密に３次元スキャナーで読み取り、そのデータを３次元図面作成ソフトウェアに取り込み、３次元図面作成ソフトウェアで、宝石と接する面は宝石データよりも０．０１mmから０．８mmの大きい寸法で凹凸形状を精密に再現したものを作成し、宝石と接しない外観となりうる外側の面は滑らかな曲面や平面で作成した後、ワックス切削機や樹脂積層型３次元印刷機、または樹脂積層型光造形装置等で宝石の枠となる形状の元となる型を作成し、その型を使用してロストワックス鋳造法を用いて、複雑形状をした宝石や貝殻加工造形品の貴金属や金属、あるいは樹脂の枠の製造方法。
【請求項２】
宝石の寸法を読み取る方式が、カメラ撮影式である３次元スキャナーを使用した請求項１に記載の複雑形状をした宝石の貴金属や金属、あるいは樹脂の枠を作成する製造方法。
【請求項３】
宝石の寸法を読み取る方式が、レーザー光線式である３次元スキャナーを使用した請求項１に記載の複雑形状をした宝石の貴金属や金属、あるいは樹脂の枠を作成する製造方法。
【請求項４】
３次元図面設計ソフトウェアで製作した形状から、貴金属や金属、あるいは樹脂を直接削り出すか造形し、それをもって完成品とする請求項１に記載の複雑形状をした宝石の貴金属や金属、あるいは樹脂の枠を作成する製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は各種、様々な形状の宝石や貝殻加工造形品の貴金属製や金属、あるいは樹脂の枠を製造する際、３次元スキャナーを用いて宝石の形状を３６０度全方向から細かく読み取り、読み取った宝石のデータを３次元図面設計ソフトウェアに取り込んだ後、宝石を固定するために最良な形状を３次元図面設計ソフトウェアで設計し、さらに微細な調整をし、設計された形状を光造形装置でワックスや樹脂で製作し、製作されたワックスや樹脂で鋳型を製作した後、鋳型に貴金属材料や金属を流し込んで宝石を固定するのに最良な寸法、形状の枠を製作することに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種、様々な形状の宝石を固定する貴金属や金属枠を製造する場合、これまでは圧延した板や線を宝石に手作業で巻きつけたり、ワックスと呼ばれる固形物を手作業で宝石が入るように削ったり、宝石を直接型取りして元型を製作したり、宝石を材料表面にトレースしたりして宝石の貴金属や金属枠を製造している。
【０００３】
しかしながら、上述したような手作業の製造方法で作られた貴金属や金属枠は、宝石の微細な表面線から離れていたり、変形してしまったりしていて多数の問題点があげられている。
【０００４】
さらに、上述の製造方法は完全な手作業工程を経るため、完成品に至るまで多くの時間を費やすことから、多大なコストがかかるという問題があった。
【０００５】
現在の宝石市場では、購入者が宝石を用いた製品の独自性を好むことから、各種、様々な形状の宝石を選択する傾向にあり、上述したような問題点を解決することが急務とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特許公開２００９−１８３５５３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は前述した問題点を解決するものであり、多種多様な宝石に寸分の違いもなく合わせられる貴金属や金属の枠を製造できるものであり、製作速度も速いことから製造コストも抑えられる優れた宝石用貴金属枠の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するため、各種、様々な宝石の外観を３次元スキャナーで３６０度の方向から詳細に分析し、凹凸や寸法をデジタルデータに変換して、３次元図面作成ソフトウェアに取り込み、宝石の表面の凹凸に対して、いくらか大き目の寸法で３次元図面作成ソフトウェアで枠を作成し、ワックス切削や樹脂積層型３次元印刷機、または樹脂積層型光造形で元となる型を作成した後、ロストワックス鋳造工程を経て貴金属や金属の枠を完成させる。
【０００９】
この発明では、製作不可能な宝石の枠はない。
【００１０】
この発明では、複雑な形状をした宝石でもぴったり嵌まる枠が作成できる。
【００１１】
この発明では、短時間で枠が作成できるため、従来の手作業工程品と比較して大幅に製作コストを下げることができる。
【００１２】
この発明では、どのような形状の宝石の枠も作成できるので、ペンダントやイヤリング、リングなどとして製作することができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、どのような形状の宝石の枠も自由自在に簡単に作成することができるので、多様な消費者の要求に容易に応えることができると同時に、消費者の満足度を高めることができ、なおかつ、低コストで作成できるため安価な商品を提供することができるようになった。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
この発明は、多種多様な形状の宝石を、３次元スキャナーで寸法や凹凸部分を精密に計測し、そのデータを３次元図面設計ソフトウェアに取り込み、宝石よりも幾分大きい枠のデータを製作し、ワックス切削機や樹脂積層型３次元印刷機、または樹脂積層型光造形装置で元となる型を作成した後、ロストワックス鋳造法で貴金属や金属の身飾品や置物としての装飾枠を製作するものである。
【００１５】
まず貴金属や金属で枠を作成したい各種、様々な宝石の寸法や凹凸を、３次元スキャナーで５０ミクロン程度の誤差に収まるよう計測をする。
【００１６】
次に３次元スキャナーによって計測された宝石のデータを、３次元図面設計ソフトウェアに取り込み、一つの個体として認識させる。
【００１７】
そして、３次元図面作成ソフトウェアに取り込んだ宝石データの全周囲に最終的に貴金属や金属の枠となりうる造形物のデータを３次元図面設計ソフトウェア上で製作していく。
【００１８】
貴金属や金属の枠を３次元図面作成ソフトウェアで製作するには、最終完成品となりうる貴金属や金属が溶解から凝固するまでに発生する収縮を各種素材ごとに個別に考慮しなければならない。
【００１９】
それには、宝石データの表面からの距離が全ての点において、0.01mmから0.8mm程度の範囲内で均一になるよう大きく作成する必要がある。
【００２０】
また、各種、様々な宝石を３次元スキャナーで測定したデータから作成した枠の３次元図面の宝石データ表面と接している面は、宝石の凹凸を忠実に再現しているため、宝石の形状によっては多くの凹凸が存在し、このまま完成品にしてしまうと装飾品としての見栄えが劣ることがある。
【００２１】
したがって、宝石データ表面と接しない面、即ち外観として見ることのできる外側の面
は、見栄えや使用感と言った観点から滑らかである必要があるわけである。
【００２２】
宝石データ表面と接しない面、即ち外観として見ることのできる外側の面は、３次元図面作成ソフトウェア上で、滑らかな曲線面や球体、平面とすることによって、見栄えの良い枠が完成するものである。
【００２３】
３次元図面作成ソフトウェアで作成した各種、様々な宝石の枠には、軽量化をするために穴などを開ける細工を施しても良いし、ダイヤなどを取り付ける小さな宝石枠を必要数取り付けることもできる。
【００２４】
３次元図面作成ソフトウェアで作成された各種、様々な宝石の枠は、ワックス切削機や樹脂積層型３次元印刷機、または樹脂積層型光造形装置等でまったく同じ形状で作成し原型とする。
【００２５】
ワックス切削機や樹脂積層型３次元印刷機、または樹脂積層型光造形装置で作成した各種、様々な宝石をもとに作られた枠の原型は、ロストワックス鋳造法によって貴金属や金属の枠へなるものである。
【００２６】
ロストワックス鋳造法によって製作された各種、様々な形状をした宝石用の貴金属や金属の枠は、研磨やメッキ工程を経て最終完成品となる。
【００２７】
また、前述した樹脂積層型３次元印刷機から作られた原型を、そのまま利用し、樹脂メッキ等を施し装飾品や置物として使用することもできる。
【００２８】
また、ペンダントやネックレスとして使用したい場合には、部品や留め具を追加することによってそれは可能であるし、指輪にしたい場合には指輪に取り付けるだけで、好みの装飾品として使用することができるものである。
【００２９】
［実施例１］
この発明では、多種多様な宝石から枠を作成したいものを選定することができるので、ペリドットと呼ばれる宝石の塊状の縦１０ｍｍ、横５mm、厚み４mm程度の大きさのものを選定した。
【００３０】
選定した塊状の宝石ペリドットを３次元スキャナーの計測部分に設置し、５０ミクロン程度の誤差で計測ができるよう３次元スキャナーを設定してから測定を開始した。
【００３１】
３次元スキャナーでは全方向からの測定を一度にすることができないので、何度か塊状の宝石ペリドットを設置し直し数回の測定を行った。
【００３２】
測定を終えた３次元スキャナーの塊状の宝石ペリドットのデータを、一つのデータとして結合し、３次元図面作成ソフトウェアに取り込んだ。
【００３３】
３次元図面作成ソフトウェアに取り込んだ塊状の宝石ペリドットのデータは、細部、凹凸に至るまで再現できているので、この宝石データをもとに、枠の形状を３次元図面作成ソフトウェアで装飾品となりうるよう製作した。
【００３４】
装飾品に使用される金属は、溶解工程を経て凝固していくと収縮するので、枠の宝石に接する面は宝石のデータから０．８ｍｍ大きく設計した。
【００３５】
また、宝石に接する面と同じように、外側の外観となりうる面を設計してしまうと、宝石の表面の凹凸や場合によっては傷までもが反映されてしまうことがあるので、宝石と接しない外側の面は、滑らかな面あるいは平面となるように３次元図面設計ソフトウェアで製作した。
【００３６】
また、上記で製作した枠には軽量化ができるよう数個の穴をあけ、見栄えが良くなるよう１ｍｍのダイヤモンドが取り付けられるような細工も施した。
【００３７】
３次元図面製作ソフトウェアで製作した塊状の宝石ペリドットに使用する枠のデータは、樹脂積層型光造形装置で元となる型を作るため、装置が読み取ることのできるコンピューター用拡張子にし、装置で元となる型を作成した。
【００３８】
樹脂積層型光造形装置によって製作された樹脂でできた元となる型は、３次元図面製作ソフトウェアと全く同じもので、試しに塊状の宝石ペリドットを嵌め込んだところ、多少の余裕のあるちょうど良い大きさであった。
【００３９】
樹脂積層型光造形装置で製作された樹脂でできた元となる型をもとに、ロストワックス鋳造法で貴金属の枠を製作するため、樹脂でできた元となる型を水で溶いた石膏に埋没させ、石膏型を作成した。
【００４０】
石膏型は高温で焼成されるため、樹脂は溶け出して元となる型の部分は空洞になっている。
【００４１】
石膏の空間部分に約１０００度で溶解した１８金を流し込んで、地金が凝固するのを待ち、中身を石膏から取り出した。
【００４２】
石膏から取り出した１８金でできた枠形状に、多少の研磨を施して塊状の宝石ペリドットを嵌め込んでみたところ、地金の収縮もあって、宝石との間にほとんど隙間がなくなり、しっかりと固定された。
【００４３】
上記の枠に小さなダイヤを固定し、ペンダントとして使用できるよう留め具を付加し、塊状の宝石ペリドットを入れて透明の接着剤で固定したところ、素晴らしい見栄えのする、これまでにない装飾品が出来上がった。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
この発明の、多種多様な形状の宝石に貴金属や金属の枠を作成する製造方法では、どのような形状の宝石であっても、貴金属や金属の枠が精密に安価に簡単に取り付けられるので、これまで複雑な形状であるがために枠の製作が不可能であった宝石に、身飾り品として利用できる要素が加えられるだけでなく、手造り品でしか対応できなかったために高額となっていた枠が低価格で提供できるようになったので、宝石の利用価値が大きく広がり、宝飾品、装飾品市場を活性化することができるものである。