ЮВЕЛИРНАЯ ВСТАВКА "ПАРУС"

Полезная модель относится к изделиям ювелирной промышленности, а именно к вставкам, предназначенным для ювелирных изделий, изготавливаемым, преимущественно, из непрозрачных или полупрозрачных материалов, таких как непрозрачный или полупрозрачный алмаз.
Известен бриллиант, являющийся ограненным природным алмазом, включающий «корону» (верхнюю часть), «рундист» (среднюю часть) и «павильон» (нижнюю часть). Форма бриллианта определяется конфигурацией рундиста, и может быть круглой или «фантазийной»: например «Груша», «Овал», «Маркиз», «Изумруд» и др. (см. ГОСТ Р 52913).
Известны бриллиант «Сахакат», (см. патент на изобретение РФ №2131206), бриллиант «Тойук» (см. патент на изобретение РФ №2131689), бриллиант «Мичил» (см. Патент на изобретение РФ №2131690), драгоценный камень круглой бриллиантовой огранки (см. Патент на изобретение РФ №2190944), бриллиант «Амарант» (см. Патент на изобретение РФ №2190945), бриллиант «Тефтон» (см. Патент на полезную модель РФ №31926), бриллиант «Тимур» (см. Патент на изобретение РФ №2309649). Эти бриллианты состоят из павильона, короны с площадкой и рундиста, и отличаются, в основном, количеством граней и геометрическими параметрами элементов (граней) павильона и короны с площадкой. Перечисленные бриллианты изготавливаются из высококачественного дорогостоящего алмазного сырья. Различной формой огранки алмазов и геометрическими параметрами достигается увеличение коэффициента использования алмаза при его огранке и ювелирно-привлекательный вид изделия. Однако известные формы огранки содержат корону с площадкой, которая обеспечивает ограненному алмазу необходимый блеск. При этом, как площадка, так и грани короны, имеют достаточно большие размеры, что существенно увеличивает трудоемкость изготовления бриллианта и, при этом, не допускается использование алмазного сырья более низкого качества.
Известна ювелирная вставка, огранка которой получила название «роза». (Г.Смит, «Драгоценные камни», «Мир», М. 1980 г., с.154-155). Вставка содержит рундист и корону, выполненную в виде выпуклого многогранника с треугольными гранями или в сочетании с треугольными и четырехугольными гранями. Такая огранка является традиционной, и характеризуется тем, что на короне отсутствует площадка.
Недостатком известного ограненного камня «роза» является то, что эта огранка не обеспечивает эффективного использования алмазного сырья. Это объясняется тем, что камень, ограненный в форме «розы», представляет собой выпуклый многогранник с выраженной ступенчатой формой, высота которого сравнима с размером основания, а форма приближена к полушарию. При этом размеры готового изделия недостаточно близко приближаются к форме и размерам исходного кристалла, особенно когда исходный кристалл «плоский», то есть один из его размеров значительно меньше двух других. Поэтому для получения такого ограненного камня обычно требуется сошлифовка большого количества алмазного материала.
Кроме того, известно, что бриллианты с огранкой «роза» (как и другие бриллианты) изготавливаются только из высококачественных дорогостоящих алмазов, обеспечивающих хорошую «игру» камня. «Игра» бриллиантов определяется многократным преломлением лучей света при прохождении внутри камня, и происходящей при этом дисперсией (разложением на составляющие) света, которая тем значительнее, чем больше раз произошло внутреннее отражение луча света. При изготовлении ювелирных вставок из непрозрачного и полупрозрачного алмаза, используемого в основном в технических целях (например, для изготовления кристальных режущих инструментов или для получения алмазных порошков), внутреннее преломление лучей света теряет свою роль, так как свет почти не проходит в алмаз, а если проходит, то поглощается внутренними дефектами и дефектами структуры материала, или отражается от них. При этом не происходит многократного преломления лучей света при прохождении внутри камня, и свет не выходит из вставки через корону. Поэтому, изготовленное из непрозрачных или полупрозрачных алмазов изделие с огранкой «роза» не будет иметь ювелирной привлекательности (так же, как и изделия с другими бриллиантовыми огранками).
В тоже время известно, что непрозрачные и полупрозрачные алмазы, как правило, представляют собой сростки нескольких произвольно ориентированных (с точки зрения кристаллографических направлений) кристаллов. Алмаз обладает сильной анизотропией механических свойств, вследствие чего для каждой обрабатываемой грани при шлифовании требуется найти «мягкое» направление (путем поворота камня относительно оси, перпендикулярной обрабатываемой грани), при этом в «мягком» направлении скорость обработки грани (производительность) увеличивается в несколько раз, а в «твердом» направлении механическая обработка невозможна. Обработка граней, пересекающих несколько сросшихся кристаллов, очень трудоемка из-за различного расположения на сросшихся алмазах «мягких» направлений. Особенно долго обрабатываются грани, имеющие хотя бы один большой линейный размер, поскольку они пересекают большее количество сросшихся кристаллов. Поэтому процесс изготовления из непрозрачных и полупрозрачных алмазов ювелирных вставок известной огранки является трудоемким и низко производительным.
Технической задачей полезной модели является разработка ювелирной вставки, форма короны которой хорошо вписывается в исходные кристаллы любой формы: округлые, удлиненные и уплощенные, что обеспечивает получение высокого коэффициента использования алмазного сырья. При этом форма и расположение граней короны должны обеспечивать изготовление изделия ювелирно привлекательного вида из непрозрачного или полупрозрачного алмаза с невысокой трудоемкостью.
Решение технической задачи заключается в том, что в ювелирной вставке, включающей рундист и корону, выполненную в виде выпуклого многогранника, образованного основными гранями, расположенными под углом к плоскости рундиста, основные грани имеют преимущественно форму четырехугольников, расположенных параллельными рядами в двух взаимно пересекающихся направлениях, причем грани, прилегающие к рундисту, имеют форму треугольников, четырехугольников и пятиугольников в различных сочетаниях, при этом размер диагонали основных граней составляет 1,1-2,0 мм, а угол наклона соседних граней к плоскости рундиста в ряду увеличивается по мере удаления граней от оси вставки, причем разница углов наклона соседних граней в ряду не превышает 15°
Кроме того, у ювелирной вставки, рундист которой имеет форму круга или многоугольника со сторонами, равноудаленными от оси вставки, разница углов наклона соседних граней короны в ряду к плоскости рундиста равно увеличивается в двух взаимно пересекающихся рядах по мере удаления граней от оси вставки, а у ювелирной вставки, имеющей удлиненную форму рундиста, разница углов наклона соседних граней в ряду в направлении ширины вставки превышает разницу соответствующих углов наклона соседних граней в направлении длины вставки по мере удаления граней от оси вставки.
Данная огранка кристаллов алмаза особенно эффективна при использовании для ювелирной вставки непрозрачного или полупрозрачного алмазного материала, имеющего высокий блеск, например, непрозрачного или полупрозрачного алмаза.
Ювелирная вставка поясняется рисунками и фотографией.
На рис.1 показана форма и вид короны ювелирной вставки в плане (вид сверху) с овальной формой рундиста.
На рис.2 показан вид сбоку ювелирной вставки (с короткой стороны вставки).
На рис.3 показан вид спереди ювелирной вставки (с длинной стороны вставки).
На фотографии 4 представлена реальная вставка овальной формы, массой 3,67 кар, размерами осей овала 8,40 мм и 10,15 мм, высотой 6,25 мм.
Ювелирная вставка, например, с рундистом овальной формы, содержит рундист 1, имеющий овальную форму, и корону 2, выполненную в виде выпуклого многогранника. Выпуклый многогранник образован основными гранями 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, расположенными симметрично относительно оси вставки параллельными рядами в двух взаимно пересекающихся направлениях. Грани 9, прилегающие к рундисту, образуются при огранке и в зависимости от формы и размера исходного камня могут иметь форму треугольников, четырехугольников или пятиугольников в любом их сочетании.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
5
4
4
3
3
2
2
1
9
8
8
7
7
6
5
4
4
3
3
2
2
1
9
8
8
7
7
6
1
2
3
4
5
Все грани, образующие корону, расположены под углами, например α, α, α, α, α к плоскости рундиста в продольном направлении и под углами α, α, α, α по ширине вставки. По мере удаления граней от оси вставки угол наклона соседних граней к плоскости рундиста в ряду увеличивается. В продольном направлении вставки: α>α, α>α, α>α, α>α, по ширине вставки: α>α, α>α, α>α. Разница углов наклона соседних граней в ряду в продольном направлении α-α, α-α, α-α, α-α и по ширине вставки α-α, α-α, α-α не превышает 15°. В тоже время разница углов наклона соседних граней по ширине вставки превышает разницу углов наклона соответствующих соседних граней в направлении длины вставки. Например, углы наклона граней 1 (угол α) в продольном направлении вставки к плоскости рундиста составляют 5°, углы наклона граней 5 (угол α) к плоскости рундиста составляют 8° (разница между углами соседних граней 3°), углы наклона граней 6 (угол α) к плоскости рундиста составляют 15°, (разница между углами соседних граней 7°), углы наклона граней 7 (угол α) к плоскости рундиста составляют 25°, (разница между углами соседних граней 10°), углы наклона граней 8 (угол α) к плоскости рундиста составляют 40°, (разница между углами соседних граней 15°). Разница углов наклона соседних граней увеличивается от 3 до 15° по мере удаления граней от оси вставки.
6
7
8
9
Углы наклона граней к плоскости рундиста в ряду по ширине вставки также увеличиваются. Например, углы наклона граней 1 (угол α) к плоскости рундиста составляют 5°, углы наклона граней 2 (угол α) к плоскости рундиста составляют 12° (разница между углами соседних граней 7°), углы наклона граней 3 (угол α) к плоскости рундиста составляют 25°, (разница между углами соседних граней 13°), углы наклона граней 4 (угол α) к плоскости рундиста составляют 40°, (разница между углами соседних граней 15°). При этом разница углов между соседними соответствующими гранями по ширине (7, 13, 15°) выше, чем разница углов между соседними соответствующими гранями в продольном направлении (3, 7, 10°).
У ювелирной вставки, рундист которой имеет форму круга или многоугольника со сторонами равноудаленными от оси вставки, разница углов наклона соседних граней короны к плоскости рундиста равно увеличивается в двух взаимно пересекающихся направлениях по мере удаления граней от оси вставки. Так при диаметре рундиста, равном ширине овальной вставки разница углов наклона между соседними гранями в двух взаимно пересекающихся направлениях может составлять 7°, 13°, 15°.
Диагонали основных граней L имеют размер 1,1-2,0 мм
Выбор формы граней в виде расположенных параллельными рядами четырехугольников, размера диагонали четырехугольных граней, характер изменения углов соседних граней и величина разницы углов наклона соседних граней взаимосвязаны и обеспечивают получение огранки камня, с максимальным приближением внешнего контура многогранника, составляющего корону вставки, к исходному алмазу.
Коэффициент использования алмазного сырья, определяется как процентное отношение массы ограненного изделия к массе исходного алмаза, который зависит от соответствия формы и размеров готового изделия форме и размерам исходного кристалла. Наибольший коэффициент эффективности достигается при приближении формы и размеров готового изделия к форме и размерам исходного кристалла. Было установлено, что наибольшее приближение к исходному кристаллу обеспечивает форма короны, выполненная в виде выпуклого многогранника, образованного четырехугольными гранями, расположенными параллельными рядами в двух взаимно пересекающихся направлениях, при этом углы наклона соседних граней в соответствующих рядах к плоскости рундиста по мере удаления граней от оси вставки должны увеличиваться таким образом, чтобы разница соответствующих углов наклона соседних граней в ряду не превышала 15°. Практическое увеличение коэффициента использования алмаза в производстве при этих условиях составляет в среднем 3,5%, а при обработке отдельных алмазов достигает 7-9%. Увеличение разницы углов наклона соседних граней свыше 15° приведет к уменьшению коэффициента использования алмазного материала. Минимальная величина разницы углов наклона соседних граней определяется формой и размерами исходного кристалла.
Высокая производительность получения ювелирной вставки, изготавливаемой из непрозрачного или полупрозрачного алмаза обеспечивается небольшими размерами граней, образующих выпуклый многогранник. Как указывалось выше непрозрачные и полупрозрачные алмазы, как правило, представляют собой сростки нескольких произвольно ориентированных кристаллов, вследствие чего для каждой обрабатываемой грани при шлифовании требуется найти «мягкое» направление в котором скорость обработки грани увеличивается в несколько раз. Так как «мягкие» направления на сросшихся гранях могут иметь различное расположение, обработка таких граней является трудоемкой, особенно, если грани имеют хотя бы один большой линейный размер. С другой стороны, производительность обработки всего изделия в целом должна бы уменьшиться при увеличении количества обрабатываемых граней при уменьшенных их размерах. Поэтому задача обеспечения производительного изготовления (огранки) ювелирной вставки состоит в подборе такого размера обрабатываемых граней, который позволяет быстро обработать данную грань и, при этом, количество граней на вставке не должно быть чрезмерно большим. Опыт показывает, что оптимальным является размер диагонали четырехугольной грани от 1,1 до 2,0 мм. Уменьшение размера диагонали ниже 1,1 мм приводит к значительному увеличению количества граней на короне вставки и (при уменьшении времени обработки каждой грани) к уменьшению производительности обработки вставки за счет большого количества граней. Увеличение размера диагонали выше 2,0 мм приводит к значительному снижению производительности обработки каждой грани и, за счет этого, несмотря на уменьшение количества граней на короне, к уменьшению производительности обработки вставки.
К увеличению производительности изготовления вставки приводит и увеличение коэффициента использования алмазного сырья, поскольку снижается количество снимаемого при обработке материала, и, следовательно, время обработки камня.
Кроме технических задач огранка ювелирной вставки должна обеспечивать изделию красивый, ювелирно-привлекательный вид. Красивый, ювелирно-привлекательный вид вставки достигается на основе использования только одного оптического свойства алмаза: «алмазного блеска», так как другие оптические свойства алмаза (высокий коэффициент преломления, высокая дисперсия света) не могут быть проявлены, или проявляются частично, вследствие непрозрачности или полупрозрачности используемого материала. Ювелирная привлекательность предлагаемых ювелирных вставок заключается в проявлении нескольких оптических эффектов, как при солнечном, так и при искусственном освещении. Эти эффекты определяются как формой вставки, так и оптическими свойствами материала. Оптическим эффектом, в значительной степени определяющим ювелирную привлекательность вставки, является эффект «вспыхивающей грани», состоящий в кратковременном отражении источника света от одной из граней вставки, причем при изменении положения вставки последовательно «вспыхивают» разные грани. Особенностью «игры» предлагаемой ювелирной вставки является эффект «разноцветных граней», определяемый одновременным отражением разными гранями окружающих вставку разных предметов разного цвета. Внешний слой материала пропускает свет на небольшую глубину, при этом происходит внутреннее отражение и дисперсия света, проявляющаяся в радужном цвете отдельных участков вставки. Важной особенностью «игры» предлагаемой ювелирной вставки является эффект перемещения групп граней, отражающих свет при изменении положения вставки относительно источника света, а также при изменении положения точки наблюдения. В группу граней, отражающих свет, одновременно входит разное количество граней с разным взаимным расположением. Перечисленные эффекты обеспечивают ювелирно привлекательный вид вставки за счет того, что вставка изготавливается из непрозрачного или полупрозрачного алмаза с короной в виде выпуклого многогранника, при этом грани короны имеют, преимущественно, форму четырехугольника и расположены параллельными рядами.
Павильон ювелирной вставки может быть огранен в виде любой выпуклой геометрической фигуры. Грани павильона не участвуют в придании вставке ювелирно привлекательного вида. Назначение огранки павильона состоит в сохранении массы исходного материала. В отдельных случаях павильон может отсутствовать или состоять из исходных поверхностей кристалла алмаза, без обработки.
На фотографии представлена реальная ювелирная вставка «Парус» массой 3,67 кар, размерами осей овала 8,40 мм и 10,15 мм, высотой 6,25 мм, изготовленной из непрозрачного темно-серого кристалла алмаза массой 7,01 кар. Коэффициент использования алмазного сырья составил 52,35%. Вставка была изготовлена огранщиком за 28 часов. Форма огранки короны соответствует рис.1, 2, 3. Размер диагонали четырехугольных граней в среднем 1,7 мм, размеры сторон в среднем 1,1×1,25 мм. Углы наклона граней к плоскости рундиста последовательно в направлении длины вставки, начиная от оси, составляют 3, 5, 8, 12, 18, 30° (увеличиваются последовательно на 2, 3, 4, 6, 12). Углы наклона граней к плоскости рундиста последовательно в направлении ширины вставки, начиная от оси, составляют 3, 5, 10, 19, 32 (увеличиваются последовательно на 2, 5, 9, 13°).
На изготовленной вставке проявляются в полной мере все оптические эффекты, придающие ей ювелирно-привлекательный вид. Некоторые из них видны на фотографии. В частности виден эффект «разноцветных граней»: одна из граней справа вблизи рундиста имеет цвет, отличающийся от цвета остальных граней. Хорошо видны светлые точки и полосы, являющиеся проявлением внутреннего отражения и дисперсии света от внутренних дефектов камня: трещин и включений, вследствие прохождения света через внешний полупрозрачный слой материала. Очень хорошо видна группа граней (два соседних ряда граней, включающих 9 граней короны), отражающих свет в том взаимном расположении вставки, источника света и направления зрения, которые зафиксировала фотография.
Таким образом, полезная модель позволяет получить ювелирную вставку с высоким коэффициентом использования алмазного сырья, расширить сырьевую базу за счет возможности использования более дешевых и менее дефицитных кристаллов алмаза, при этом существенно снизить трудоемкость изготовления вставки.