В мире ювелирного искусства и производства постоянно идет поиск путей повышения качества продукции при одновременном снижении затрат. Традиционно одной из самых сложных, дорогих и трудоемких операций всегда была закрепка камней. На подавляющем большинстве ювелирных предприятий этот процесс выполняется исключительно вручную. Однако существует революционная альтернатива, меняющая саму логику создания украшений — технология литья ювелирных изделий с камнями, которую образно можно описать фразой «на воске вылилась камни».
История и экономика технологии
Основной принцип данного метода заключается в том, что камни закрепляются не в уже готовое отлитое металлическое изделие, а в восковую модель на самом раннем этапе производства.
Технология была разработана в США в 80-е годы прошлого столетия и около 10 лет держалась в строжайшем секрете. Причина такой скрытности кроется в экономике: в Штатах труд мастера-закрепщика, самая высокооплачиваемая операция на ювелирном предприятии, значительно превосходящая по стоимости аналогичные работы в Европе и России. Именно стремление сократить эти колоссальные расходы подтолкнуло американских ювелиров к созданию метода, позволяющего миновать ручную закрепку. Сегодня этот процесс с успехом применяется по всему миру, значительно сокращая время и затраты на производство.
Описание технологического процесса
Процесс литья с камнями состоит из нескольких строго регламентированных этапов. Рассмотрим схему технологического процесса по операциям.
Изготовление мастер-модели
Мастер-модель, это прототип будущего изделия, с которого будет сниматься форма для тиражирования. Изготовление может производиться двумя путями:
- Вручную — традиционный способ, требующий высочайшего мастерства.
- Машинным способом — с использованием современных 3D-принтеров, стереолитографических установок и станков с ЧПУ. Сегодня этот способ предпочтительнее благодаря высокой геометрической точности и оптимальной стоимости, хотя финальная доводка моделей все равно осуществляется вручную.
К мастер-модели предъявляются жесткие требования:
- Материал модели не должен разрушаться или менять свои свойства в процессе вулканизации резиновых пресс-форм, а также вступать в химическую реакцию с резиной.
- Параметры шероховатости поверхности должны быть не ниже требуемых для готовых отливок: раковины, царапины и вмятины категорически недопустимы.
Особое внимание на этом этапе уделяется посадочным местам под камень, кастам. Они должны обеспечить:
- Надежное удержание камня воском и формовочной массой.
- Равномерный отвод тепла от металла через камни к формомассе в процессе литья.
Касты проектируются с обязательным учетом усадочных процессов на дальнейших стадиях производства. На крупных предприятиях модели чаще всего изготавливают из серебра 925 пробы, покрывая поверхность родием — это предотвращает окисление модели во время вулканизации резины.
Изготовление резиновой пресс-формы
Резиновая пресс-форма необходима для массового изготовления восковых моделей. Для этого применяют резины горячей и холодной вулканизации, листовые резины и силиконы. Наивысшее качество формы достигается при использовании резины горячей вулканизации.
Процесс создания пресс-формы выглядит так:
- В металлическую рамку чуть выше половины объема закладывается резина.
- Мастер-модель с припаянным литником помещается в рамку поверх резины так, чтобы конец литника касался внутренней поверхности рамки.
- Рамка заполняется резиной до верха, при этом ее количество сверху и снизу от модели должно быть одинаковым.
- Металлическую рамку помещают в вулканизационный пресс и прижимают верхней плитой.
- Пресс нагревается: после того как температура верхней плиты достигает 140-150°C, происходит процесс вулканизации, делающий форму прочной и эластичной.
Создание восковой модели и закрепка камней
Именно на этом этапе реализуется главная инновация. В полученную резиновую пресс-форму под давлением впрыскивается расплавленный воск, формируя восковую модель будущего украшения. Затем в восковую модель, прямо в подготовленные касты, вручную или автоматизированно вставляются камни. Воск надежно обхватывает камень, фиксируя его на своем месте. Таким образом, камень становится неотъемлемой частью восковой модели еще до перевода ее в металл.
Формовка и литье
Восковые модели с закрепленными в них камнями собираются в «елку» и помещаются в опоку. Заливается гипсовая формовочная масса. После ее застывания опока отправляется в муфельную печь. Там происходит выплавление воска (он выгорает полностью, оставляя пустоты), а формомасса прокаливается до необходимой температуры. Камни, благодаря своей термостойкости и правильному отводу тепла через формомассу, остаются неповрежденными внутри формы.
Затем в горячую форму под давлением заливается расплавленный металл (золото, серебро и др.). Металл заполняет пустоты, оставшиеся после воска, и обтекает камни, образуя металлические крапаны и шинки, которые намертво фиксируют вставку в изделии.
Преимущества метода
- Резкое снижение трудозатрат: исключаеться самая дорогая и долгая ручная операция — закрепка камней в металл.
- Серийность: идеально подходит для массового производства недорогих ювелирных изделий с большим количеством стандартных камней.
- Высокая точность: использование 3D-моделирования и машинной резки мастер-моделей гарантирует идеальную геометрию посадочных мест.
Технология, при которой камни буквально «выливаются» вместе с изделием на восковой стадии, стала настоящим прорывом в ювелирной промышленности. И хотя она не может полностью заменить труд мастера-закрепщика в создании уникальных, эксклюзивных украшений с крупными и нестандартными камнями, для массового производства этот метод остается непревзойденным по эффективности и экономичности решением.