激光在寶石切割中的應(yīng)用

激光寶石切割簡(jiǎn)介

鉆石是最珍貴和最受喜愛(ài)的寶石之一。在被用作工業(yè)或裝飾性鉆石之前，原始的毛坯石根據(jù)其自然屬性如形態(tài)、大小、顏色、質(zhì)量等進(jìn)行分類(lèi)，并經(jīng)過(guò)一系列的設(shè)計(jì)和處理過(guò)程，最終成為成品。

雖然早在17世紀(jì)初就有改變鉆石加工技術(shù)的設(shè)計(jì)和設(shè)備的萌芽，但古老的加工技術(shù)一直沿用至21世紀(jì)初。直到激光技術(shù)的新時(shí)代到來(lái)，鉆石行業(yè)的未來(lái)才在全球范圍內(nèi)發(fā)生了改變和重塑。愛(ài)因斯坦在1917年建立了激光技術(shù)的理論基礎(chǔ)，而1906年西奧多·H·梅曼展示了世界上第一臺(tái)功能性激光器，使得激光逐漸在各個(gè)行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。

激光鉆石切割技術(shù)，特別是采用了二極管泵浦固態(tài)激光（DPSS）和釹釔鋁激光器，已經(jīng)徹底改變了鉆石切割行業(yè)。這種綠色技術(shù)使加工過(guò)程變得更加精確和高效，同時(shí)消費(fèi)者可以根據(jù)既定標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估鉆石切割的質(zhì)量，從而選擇他們心儀的珠寶。鉆石切割技術(shù)的演進(jìn)繼續(xù)塑造著這些寶貴寶石的市場(chǎng)。

我們向許多激光切割鉆石領(lǐng)域的用戶提供了光源和技術(shù)支持，并今天編制了關(guān)于激光寶石切割的一些常見(jiàn)問(wèn)題的清單列表。

激光可以切割鉆石嗎?

是的，激光確實(shí)可以切割鉆石，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)徹底革新了鉆石切割行業(yè)。激光鉆石切割提供了傳統(tǒng)方法無(wú)法比擬的精確度、速度和較低的浪費(fèi)。

激光是如何切割鉆石的?

激光鉆石切割的過(guò)程中使用了一種特殊類(lèi)型的激光器，即二極管泵浦固態(tài)激光（DPSS）。這種激光器發(fā)射在特定波長(zhǎng)的集中光束，通常在光譜的綠色部分，因此被稱(chēng)為“綠色技術(shù)”激光器。

激光束聚焦在鉆石表面，產(chǎn)生強(qiáng)烈的熱量。這種熱量使鉆石沿其天然解理面裂開(kāi)。這就像在鉆石上畫(huà)了一條虛線，然后輕輕敲打它使其干凈地分裂。激光可以精確地切割、成形和打磨鉆石，以達(dá)到理想的外觀。

激光切割出現(xiàn)之前人們是如何切割鉆石的？

在激光技術(shù)時(shí)代之前，鉆石切割涉及更多勞動(dòng)密集型的過(guò)程。鉆石切削者使用其他鉆石來(lái)切割、磨削和塑造寶石。這種方法需要高水平的技能，并且經(jīng)常導(dǎo)致大量鉆石的浪費(fèi)。

傳統(tǒng)的鉆石切割已經(jīng)實(shí)踐了幾個(gè)世紀(jì)，包括幾個(gè)精確的步驟，將原始鉆石轉(zhuǎn)化為精美切割和拋光的寶石。以下是傳統(tǒng)鉆石切割的步驟：

1.規(guī)劃和分裂：

粗鉆鋸切：這個(gè)過(guò)程從評(píng)估粗鉆的形狀和內(nèi)含物開(kāi)始。切割師確定如何在最小化浪費(fèi)的同時(shí)獲得最佳產(chǎn)出�？梢允褂眉す怃徎蚍至压ぞ邅�(lái)創(chuàng)建切割的起始點(diǎn)。

2.成圓：

圓形成形：對(duì)于圓形明亮切割鉆石，下一步是成圓。將鉆石放置在旋轉(zhuǎn)的車(chē)床上，使用第二顆鉆石（稱(chēng)為成圓輪）在鉆石的腰圍磨削凹槽，使其成圓形。這一步是實(shí)現(xiàn)對(duì)稱(chēng)性的關(guān)鍵。

3.雕面：

面的放置：鉆石切割師使用涂有鉆石粉的旋轉(zhuǎn)鑄鐵輪來(lái)磨削和成形鉆石的各個(gè)面。面的數(shù)量和排列取決于所需的切割方式，如明亮切割、公主切割或祖母綠切割。

臺(tái)面：鉆石頂部最大的面，稱(chēng)為臺(tái)面，通常是首先切割的。

主頂部面：在臺(tái)面之后，切割主頂部面，為鉆石創(chuàng)造出頂部。

底部面：然后將鉆石翻轉(zhuǎn)，切割底部面，創(chuàng)造出鉆石的下半部分。

腰圍面：在鉆石最寬的部分，即腰圍，切割額外的面。

最終面：添加包括小尖面（鉆石底部尖端的小面）在內(nèi)的最終面，完成設(shè)計(jì)。

4.拋光：

拋光鉆石：所有面切割完成后，仔細(xì)拋光鉆石，以消除表面的任何劃痕或瑕疵。這一步增強(qiáng)了鉆石的光彩和清晰度。

5.質(zhì)量評(píng)估：

評(píng)價(jià)：評(píng)估完成的鉆石的總體質(zhì)量，包括對(duì)稱(chēng)性、比例和缺陷的缺失等因素。切割師確保鉆石符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和所需的切割規(guī)格。

6.最終檢查：

檢驗(yàn)：進(jìn)行最終檢查，以檢查是否有任何殘余瑕疵，并驗(yàn)證鉆石是否符合所需的切割和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

7.認(rèn)證：

分級(jí)和認(rèn)證：鉆石可能被送往寶石學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分級(jí)和認(rèn)證。證書(shū)提供了有關(guān)鉆石切割、顏色、凈度和克拉重量的信息。

最終準(zhǔn)備：

激光銘刻：一些鉆石在腰圍上接受激光銘刻，可能包括證書(shū)編號(hào)或其他識(shí)別標(biāo)記。

激光切割和鋸切的挑戰(zhàn)

由于鉆石是一種硬質(zhì)且脆性的材料，具有高化學(xué)穩(wěn)定性，因此進(jìn)行切割過(guò)程一直是一個(gè)挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的化學(xué)切割加工或物理拋光可能導(dǎo)致無(wú)法克服的問(wèn)題、高勞動(dòng)成本和錯(cuò)誤率。傳統(tǒng)的機(jī)械加工和拋光鉆石容易出現(xiàn)裂縫、碎片、分層和邊緣破裂。另一方面，鉆石拋光工具會(huì)有很大的磨損。由于對(duì)切割精度的要求極高，計(jì)算在微米級(jí)別，這對(duì)鉆石切割過(guò)程是一個(gè)非常嚴(yán)格的考驗(yàn)。

與傳統(tǒng)切割方法相比，激光切割的優(yōu)勢(shì)是什么?

精確度和準(zhǔn)確性：

激光切割能夠?qū)崿F(xiàn)極其精確和準(zhǔn)確的切割，使復(fù)雜和定制化的設(shè)計(jì)以最小的錯(cuò)誤成為可能。集中的激光束可以創(chuàng)造出傳統(tǒng)方法難以實(shí)現(xiàn)的精細(xì)細(xì)節(jié)（Dhanak & Badini, 2008）。

減少浪費(fèi)：

激光切割最大限度地減少了鉆石的浪費(fèi)，因?yàn)榧す饪梢跃_地定向，以最大化從原始鉆石中獲得的產(chǎn)出。這減少了寶貴材料的損失（Jahanmir, 1999）。

較低的損壞風(fēng)險(xiǎn)：

與傳統(tǒng)的切割方法相比，激光切割產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力和振動(dòng)較少，減少了損壞鉆石的風(fēng)險(xiǎn)（De Silva, Das, & Ashby, 2009）。

多功能性：

激光切割高度多功能，適用于各種鉆石形狀和樣式，包括復(fù)雜的切割如公主切割和花式切割（Kaplan, 1998）。

環(huán)保：

激光切割被認(rèn)為是“綠色技術(shù)”，與傳統(tǒng)的切割方法（涉及磨削和鋸切）相比，它使用的資源更少，產(chǎn)生的廢物更少（Schuöcker, 2004）。

速度和效率：

激光切割通常比傳統(tǒng)的切割方法更快更高效，減少了生產(chǎn)時(shí)間和成本（Duley, 1999）。

定制化：

激光切割允許更大的定制化和個(gè)性化，以滿足個(gè)別客戶的偏好和設(shè)計(jì)要求（Dausinger, Lubatschowski, Schaffer, & Nolte, 2003）。