Технологические основы ювелирных технологий. Курс лекций Введение. Ювелирное искусство

В ассортименте ювелирных магазинов значительное место занимают художественные изделия из камня, кости, рога, лаковые изделия из папье - маше. Они являются декоративными предметами, украшающими наш интерьер (вазы, скульптуры, ларцы, декоративные настенные украшения и др.).

Мозаичная миниатюра может выполняться из деталей различной формы, вырезанных из камня разных пород. Фон такой мозаики заполняют мастикой из каменной крошки и клея. Иногда композицию мозаики высверливают в монолитной тонкой пластинке камня и в полученные отверстия вставляют детали мозаики из камня другой породы.

Значительное место в изготовлении камнерезных изделий занимают мягкие поделочные камни (гипсовый камень и селенит), которые легко распиливаются и обтачиваются на станке. Из этих камней делают различные ларцы в русском стиле, вазы, ковши с фигурными ручками, настольные коробки с ажурными крышками, различные фигурки птиц, зверей и др.

Художественные изделия из кости и рога. Это кубки, миниатюрная скульптура, изображающая людей, птиц, животных и др. Их изготавливают из бивней слона и мамонта, клыков моржей и трубчатых костей крупных домашних животных. Такие изделия отличаются тонкой художественной резьбой затейливых узоров. Для изготовления изделия используют также рог крупного рогатого скота, иногда в сочетании с костью. Из рога изготавливают главным образом миниатюрную скульптуру.

Лаковые художественные изделия из папье-маше. К ним относят ларцы, декоративные тарелки и другие предметы, которые приобретают широкую известность как в нашей стране, так и за рубежом благодаря украшающим их миниатюрам. Тематика миниатюр разнообразна: пейзажи, мотивы, заимствованные из сказок, былин, песен; портреты, натюрморты, орнаментальные рисунки и др.. Различают изделия из папье - маше палехские, федоскинские, мастерские и холуйские. Свои названия они получили от тех мест, где возникли эти промыслы мастеров-живописцев.

Принадлежности для часов.

Изделия этой группы разделяют на две подгруппы: принадлежности для наручных часов (браслеты для часов и ремни) и принадлежности для карманных часов (бортовые цепочки, ремни и шатленки). Шатленки – это украшения к карманным часам, изготавливаемые из сплавов золота, серебра, цветных металлов. Состоят шатленки из короткой цепочки с замками на концах с помощью которых крепятся к ушку карманных часов и ключам (вместо брелока)

Сувенир – это памятная вещь, связанная с воспоминаниями и сохраняемая на память о ком-либо, о чем-либо. Сувениры изготавливают в честь больших событий: олимпиад, спартакиад, космических полетов, в честь выдающихся деятелей страны, искусства и т.д.

Сувениры подразделяют на несколько групп: памятные детали; нагрудные значки; гербы; ключи; брелоки-сувениры; символы; сувениры-скульптуры малых форм; сувенирные изделия народных художественных промыслов; прочие сувенирные изделия (самовары сувенирные, светильники-ночники в сувенирном исполнении и др.).

Особенности производства ювелирных изделий.

Производство является одним из важнейших факторов, влияющих на формирование потребительских свойств и качество ювелирных изделий.

Одна из особенностей производства ювелирных изделий состоит в том, что при их изготовлении мастер-ювелир стремится максимально выявить и показать своеобразную красоту и декоративные свойства используемых материалов. Так, золото значительно проигрывает в толстых массивных деталях и, наоборот, красиво выглядит в тонких ажурных работах. Изделия из серебра обычно оксидируют, чтобы подчеркнуть рисунок и придать красоту закрепленному в оправе камню. Большое значение имеет сочетание оправы с камнем. Аметист и жемчуг, например, хорошо сочетаются с золотой оправой, а для бирюзы лучше серебряная оксидированная оправа. Бриллиант выигрывает в оправе из белого золота и платины.

По способу производства ювелирные изделия бывают индивидуального и массового (серийного) производства.

При индивидуальном изготовлении мастер-ювелир выполняет все работы от начала до конца вручную, используя оборудование только для получения первоначальной заготовки или необходимого профиля металла. Этот способ применяется при создании отдельных образцов или дорогостоящих ювелирных изделий со сложной и тонкой художественной отделкой, а также при использовании нестандартных по размерам и формам драгоценных и полудрагоценных камней.

При массовом изготовлении изделия создаются механической обработкой и точным литьем по выплавляемым моделям. Лучшие ювелирные изделия изготавливают малыми сериями.

Основными процессами производства ювелирных изделий являются следующие: заготовка материалов, создание форм изделий, филигранные и отделочные работы, декорирование и закрепление камней.

Заготовка материалов.

Заготовку материалов осуществляют путем составления лигатуры и ее плавки, вальцовки, волочения, ковки и резания.

Плавку драгоценных металлов производят в графитовых тиглях в электропечах (более совершенный способ), а также в газовых, нефтяных и коксовых печах. Сначала плавят тугоплавкие металлы, затем вводят легкоплавкие. Для получения соответствующих заготовок (в виде полос или проволоки) расплавленный металл разливают в подогретые стальные или чугунные изложницы.

Вальцовку производят на специальном стане, при этом получают листы, полосы или прутки металла желаемой толщины и формы. Полученные в результате вальцовки полосы или листы металла размечают и раскраивают на заготовки нужных размеров для использования в последующих операциях по изготовлению изделий.

Волочение производят путем протягивания слитка круглого сечения до определенного размера через проволочные вальцы. Затем полученную проволоку протягивают через отверстия волочильных досок до желаемого диаметра.

Ковка – это изменение поперечного сечения заготовки в горячем или холодном состоянии без снятия стружки.

Создание форм изделий.

Формы изделий создают путем штамповки, сборки деталей и пайки, литьем по выплавляемым моделям.

Штамповка на прессах деталей или целых изделий – это один из основных процессов. Для штамповки применяют стальные штампы, состоящие из двух рабочих частей (нижняя часть называется матрицей, верхняя – пуансоном).

Пайку производят специальными припоями, которые состоят из сплавов металлов, соответствующих пробе изготовляемых изделий, но менее термостойкими. Припой по цвету не должен отличаться от цвета изделия.

Литье по выплавляемым моделям является наиболее прогрессивным способом изготовления тонкостенных и сложных по конфигурации изделий. Характерной особенностью является использование специальных пресс-форм, вспомогательных материалов и принудительное заполнение литейной полости форм жидким металлом под действием центробежных сил или вакуумного всасывания. Этот метод дает возможность значительно расширить ассортимент, увеличить выпуск изделий и повысить их качество.

После сборки и пайки изделия подвергают дальнейшей обработке – опиловки, очистке, шлифовке, полировке, при необходимости отжигу и др.

Отделочные операции.

К отделочным операциям относят операции, связанные с обработкой поверхности изделий: галтовку, пескоструйную обработку, крацовку, шлифовку и полировку.

Галтовка – это очистка поверхности изделий путем вращения их в барабанах, загруженных стальными шариками, кожаными обрезками, песком и другими абразивными материалами.

Пескоструйную обработку ведут сухим песком, который под давлением из сопла направляют на изделие. В результате такой обработки изделия приобретают шероховатую поверхность.

Крацовку производят круглыми щетками из тонкой латунной или стальной проволоки на вращательном станке, чтобы придать изделию необходимую матированную поверхность.

Шлифовку изделий применяют для создания ровной поверхности с помощью вращающихся шлифовальных войлочных, фетровых или бязевых кругов и порошков
– пемзы, наждака.

Полировка придает изделиям глянец и зеркальный блеск. Вручную изделия полируют гладилами из стали и гематида (минерал – окись железа). Изделия, имеющие форму тел вращения, полируют на полировальных станках с помощью кругов из хлопчатобумажной ткани с применением порошков – крокуса, трепела.

Декорирование.

Ювелирные изделия декорируют различными способами – золочением и серебрением, оксидированием, анодированием, гравировкой, чернением, нанесением художественной эмали, инкрустированием, чеканкой.
ОПЕРАЦИИ

РУЧНОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЮВЕЛИРНЫХ УКРАШЕНИЙ
Процёсс ручного изготовления ювелирных украшений предусматривает выполнение ряда похожих на слесарные, но очень специфичных монтировочных операций. К ним относятся разметка, гибка и правка, пайка, опиливание, выпиливание лобзиком, шабрение, сверление, штифтовка, отбеливание и отжиг.

РАЗМЕТКА

Общеизвестно, что конструкторская мысль, прежде чем воплотиться в мате­риале, сначала реализуется на бумаге — в эскизах, рисунках, схемах, чертежах. По этим своеобразным наглядным посо­биям затем создаются предметы, вещи, изделия, сооружения заданных размеров, форм. При этом, как правило, не требуется производить прямого переноса (обозначения) этих размеров и форм на материал изготовления.

Однако в некоторых случаях такой перенос просто необходим.

В ювелирном деле при ручном изготов­лении украшений операцией разметки называется процесс прямого, соразмер­ного переноса рисунка будущего изделия или отдельной его детали на материал. Никогда не следует забывать, что пра­вильно выполненная операция разметки имеет исключительно важное значение, для последующей обработки и получения на финише изделия высокого качества.

Малейшие неточности, погрешности в разметке могут привести к искажению отдельных, зачастую довольно сложных элементов рисунка, к нарушению целост­ности формы и содержания всего за­мысла.

В наши дни, когда в ювелирное дело вторгся механический труд, значе­ние операции разметки сильно уменьши­лось, особенно с внедрением таких техно­логических процессов, как штамповка и литье. Штампованные и литые заготовки деталей и изделий, поступая на стол ювелира-монтировщика, уже имеют раз­меры и, главное, формы, очень близкие к заданным, поэтому нет необходимости на них что-либо обозначать, размечать. Задача ювелира-монтировщика — под­править, доработать эти заготовки, до­вести точность их форм и размеров до требуемой, а затем собрать, смонтиро­вать в единое целое.

Для выполнения разметки необходимы следующие инструменты и приспособле­ния: чертилка, разметочный циркуль, масштабная линейка, штангенциркуль, ножницы, молоток, кернер, разметочная плита. Процесс разметки условно можно разделить на три стадии: подготовку создаваемого образца изделия, подго­товку материала для изготовления, соб­ственно разметку.

Подготовка создаваемого образца из­делия заключается в тщательной его прорисовке на кальке или бумаге. Мате­риал для изготовления (заготовка) перед проведением разметки должен быть ото­жжен — на равномерно окисленной тем­ной поверхности разметочные риски будут более заметны; на заготовке не должно быть никаких пороков (трещин, раковин, вмятин). Непосредственно раз­метка может быть осуществлена несколь­кими способами: вычерчиванием рисун­ка с применением правил построения геометрических фигур (рис. 3.1), пере­носом рисунка с кальки на заготовку с помощью воска, копировальной бумаги, краски, путем выкалывания.

Вычерчивание рисунка с применением правил деления прямых и окружностей, построения ряда геометрических фигур (треугольника, квадрата, ромба, пяти­угольника, овала, эллипса) — процесс довольно кропотливый, требующий на­личия специальной разметочной плиты, а также значительных затрат времени, в связи с чем на практике применяется редко. Деление окружности на части можно сделать также с помощью гото­вых, выверенных длительным опытом ра­боты методов исчисления (табл. 3.1).

Перенос рисунка на заготовку с по­мощью воска осуществляют следующим образом:

рисунок изделия мягким остро отточен­ным карандашом изображают на кальке;

заготовку протирают сухим порошком пемзы; на нее наносят небольшое коли­чество воска; затем прогревают для рас­плавления воска в целях покрытия по­верхности заготовки тонкой восковой пленкой, после чего заготовку охлаждают до застывания воска; кальку с рисунком (карандашными линиями вниз) укладывают на восковую пленку; удерживая кальку в таком по­ложении, проглаживают ее обычным утюгом или каким-либо другим предме­том с гладкой поверхностью, после чего кальку убирают — на восковой пленке должен остаться рисунок;

чертилкой, следуя строго изображе­нию, прорезают (процарапывают) рису­нок на заготовке (металле):

заготовку (металл) нагревают до рас­плавления воска, мягкой тканью воск удаляют.

Перенос рисунка на заготовку с помощью копировальной бумаги выпол­няют в такой последовательности: заготовку протирают сухим порошком пемзы; копировальную бумагу блестящей (жирной) стороной вниз укладывают на заготовку;

кальку с изображенным на ней рисун­ком укладывают обратной (чистой) сто­роной вниз на копировальную бумагу и удерживают в таком положении до тех пор, пока жестким карандашом пол­ностью не прорисуют рисунок;

кальку и копировальную бумагу уда­ляют, полученное на поверхности заго­товки (металла) изображение рисунка прорезывают чертилкой;

остатки следов копировальной бумаги следует смыть.

смешивают одну часть жидкого шел­лака, три части спирта и достаточное количество метола — сернокислой соли параметиламинофенола;

полученным раствором густого фиоле­тового цвета покрывают поверхность заготовки, дают просохнуть;

кальку с рисунком обратной (чистой) стороной вниз укладывают на просохшую краску;

чертилкой прорезают на металле узор, остатки раствора удаляют.

Перенос рисунка на заготовку путем выкалывания включает ряд операций:

поверхность заготовки протирают сухим порошком; затем заготовку покрывают тонким слоем клея, а кальку обратной (чистой) стороной вниз наклеивают на поверхность заготовки;

кернером или чертилкой, следуя строго по изображению рисунка, на металле (через кальку) на близком расстоянии друг от друга выбивают (выкалывают) точки;

кальку и клей удаляют с помощью теплой воды;

чертилкой, процарапывая (прорезая) металл, соединяют все точки — получают необходимый рисунок (узор).

ГИБКА И ПРАВКА
Гибка. Процесс деформации мате­риала, когда отдельные его участки под действием внешних сил формоизменяются, причем в самой различной степени, называется гибкой. Гибка — одна из важнейших монтировочных операций. Из общего объема монтировочных работ на долю гибки приходится примерно 30 %. Наиболее широко применяется эта операция при изготовлении ювелир­ных украшений техникой филиграни. Существуют два способа гибки: вручную и с помощью инструмента.

Гибка вручную. Это самый простой способ гибки, при котором для прида­ния материалу необходимой формы до­статочно силы пальцев руки. Так можно производить гибку тонкой проволоки и полосы (листа), например тонкого брасного инструмента при такой правке ис­пользуют металлические молотки, а в ка­честве опорных плит — флакейзен или шперак (рис. 3.2, к). Правку ведут, рав­номерно (по всей окружности) просту­кивая металлическим молотком с прямо­угольной формой бойка. Правку боковых сторон колец можно осуществить и в специальных приспособлениях. Этот спо­соб (рис. 3.2, л) обеспечивает высокое качество правки, кроме того, исключает последующие запиловку и шабровку. Приспособления для такой правки можно сделать из отслужившего срок штампа, незначительно доработав его. Требуемые точность и качество правки достигаются буквально одним ударом металлического молотка.
ОПИЛИВАНИЕ
Опиливанием устраняют излишки материала, созда­ют гладкую поверхность, придают заготовке определен­ную форму и достигают нужных размеров, т.е.процесс снятия с ювелирных украше­ний определенного (требуемого) слоя металла в целях придания им точности формы, размеров, чистоты поверхности называется опиливанием. Опиливание бывает ручное и механизированное. Метод опи­ливания основывается на том, что острое зерно напиль­ника срезает (обламывает) мелкие частички опиливае­мого материала. Для ювелирного дела, которое по свое­му характеру и производственной технологии относится к художественному ремеслу, ручная обработка напиль­ником наиболее показательна.

Опиливание вручную. Выполняется с помощью напильников, надфилей, рифелей. В практике ювелиров встречается опиливание ровной (рис. 3.4, а), цилиндрической (рис. 3.4, б), криволинейной (рис. 3.4, в) поверхностей, а также опиливание (зачистка) мест пайки (рис. 3.4, г), удаление заусенцев с краев изделия (рис. 3.4,d), запиловка торцовых сторон (рис. 3.4, е), обработка сложных прорезных узоров (рис. 3.4, ж), запиловка прямоугольных и фасонных пазов (рис. 3.4,з), опиливание внутрен­них округлых поверхностей (рис. 3.4, и) и т. д. Основной объем опиловочных работ ювелиры выполняют напильниками и надфилями, приведенными в табл. 3.19 и 3.20.

обрабатываемое изделие должно быть по возможности жестко (без смещений) закреплено (удержано);

движения режущего инструмента должны быть равномерными по всей дли­не хода, давление на инструмент должно быть также постоянно равномерным;

заусенцы удаляют под углом к краю изделия;

перед опиливанием (зачисткой) мест пайки необходимо выполнить протравку в целях удаления остатков буры;

не рекомендуется использовать один и тот же режущий инструмент для обра­ботки изделий из разного металла;

через определенные интервалы работы режущий инструмент необходимо прочи­щать щеткой или тканью.
ВЫПИЛИВАНИЕ ЛОБЗИКОМ
Процесс получения деталей сложной конструкции или ажурного орнамента с помощью лобзика называется выпили­ванием — это одна из самых трудных монтировочных операций. Обучение на­выкам выпиливания надо начинать с про­пиливания прямых линий, затем линий с небольшой кривизной, а далее сложных и замысловатых узоров.

Изделие во время выпиливания опира­ют на финагель и одновременно удер­живают левой рукой обязательно в гори­зонтальном положении. При этом лобзик должен находиться в вертикальном по­ложении. Выпиливая, следует помнить о постоянном поддержании выбранного угла пропила, в противном случае пилку будет заклинивать, она будет ломаться. Натяжение пилки в рабочем состоянии не должно быть ни слабым, ни сильным: слабое натяжение не позволяет достичь точности пропила, сильное приводит к по­ломкам пилок, особенно при выпиливании сложных орнаментов с множеством не­больших, но криволинейных участков. Нормальным натяжением пилки счита­ется такое, когда при несильном боковом нажатии на пилку она отклоняется от оси не более чем на 3 мм. Чтобы ход пилки был легким и свободным, ее необ­ходимо периодически смазывать воском.

Для облегчения процесса выпиливания сложного орнамента изделие предвари­тельно просверливают в тех местах, кото­рые будут удалены. Диаметр просверли­ваемых отверстий должен быть таким, чтобы пилка легко проходила в него. Лобзиком можно выпилить сложную кон­струкцию (рис. 3.5, а), вырезать гнезда для вставок (рис. 3.5,6), подчистить узоры в труднодоступных местах, пропи­лить всечки, распилить детали по размет­ке, вырезать углы, отверстия (рис. 3.5, в)
СВЕРЛЕНИЕ
Процесс образования отверстия в сплошном материале при помощи режу­щего инструмента — сверла — называ­ется сверлением. Процесс увеличения при помощи сверла диаметра отверстий, об­разованных в деталях и изделиях при литье, штамповке и сверлении, называ­ется рассверливанием.

Точность и параметры шероховатости поверхности сквозных или глухих отвер­стий, полученных как сверлением, так и рассверливанием, невысоки. При рас­сверливании эти показатели несколько выше, чем при сверлении.

Отличительными чертами операции сверления при изготовлении ювелирных изделий являются: особая мягкость просверливаемого материала, малые зна­чения его толщин и диаметров; удержи­вание детали и изделия силой пальцев руки.

Существуют два вида сверления и рас­сверливания: механизированное и ручное.

Сверление начинают и производят несильным, мягким нажимом на рычаг шпинделя. Отверстие сверлят не за один проход, а в несколько приемов, перио­дически высвобождая сверло и смазы­вая его маслом или воском. В процессе сверления недопустимы резкие, сильные нажимы на дрель или шпиндель, сдвиг изделия с места, так как это приводит к поломке сверла.