Ювелирное дело
Применение лазера в ювелирном производстве

Применение лазера в ювелирном производстве

САНТИ ВАЛЕНТИ

Laservall SpA, Доннас, Италия

1. Введение

Лазер - Применение лазера. Ювелирное оборудование и технология. Jewellerytech.ru

Рисунок 1 -
Схематическое представление импульсного лазера Nd: YAG с оптоволокном и фокусирующей насадкой.

1.1 Основные свойства лазерного луча

Монохромность

Лазерный источник имеет узкий спектр эмиссии, сконцентрированный на одной длине излучения. Для лазера Nd: YAG длина волны составляет 1064 нм.
В основном используется вместе с цепевязальными автоматами.

Коллимация

Лазерный луч характеризуется высокой направленностью и концентрацией, достигаемыми при помощи специальных фокусирующих линз.

Ниже приведены области ювелирного производства, в которых используется лазерные источники:

• Nd: YAG импульсный оптоволоконный с фокусирующей насадкой (рис.1)
Средняя выходная мощность до 70 Вт.
В основном используется вместе с цепевязальными автоматами.

• Nd: YAG импульсный с прямым пучком и фокусирующей насадкой (рис. 2).
Средняя выходная мощность до 50 Вт.
Преимущественно используется для ручной сварки под микроскопом ювелирных изделий с драгоценными камнями.

• Nd: YAG непрерывного излучения с модуляцией добротности DPSS TEM 00 (рис. 3а и 3b).
Средняя выходная мощность до 40 Вт.
Основная область использования: маркировка, микрорезка, пробивка отверстий.

• Nd: YAG импульсный с ламповой накачкой (рис. 4а и 4b)
Средняя выходная мощность до 80 Вт.
Используется для глубокой маркировки, гравировки. Морально устареет с появлением источников с диодной накачкой, мощность которых сегодня достигает 100 Вт.

Лазер - Применение лазера. Ювелирное оборудование и технология. Jewellerytech.ru


Рисунок 2
-
Схематическое представление импульсного лазера Nd: YAG с прямым пучком и фокусирующей насадкой.

Лазер - Применение лазера. Ювелирное оборудование и технология. Jewellerytech.ru


Рисунок 3а
-
Схематическое представление лазера Nd: YAG непрерывного излучения с модуляцией добротности DPSS TEM 00

 

1.2. Импульсные лазеры Nd: YAG

История и применение

Наиболее распространенным видом применения лазера является сварка.

Лазер - Применение лазера. Ювелирное оборудование и технология. Jewellerytech.ru

Рисунок 3а -
Схематическое представление лазера Nd:
YAG непрерывного
излучения с модуляцией добротности DPSS TEM 00

Лазер - Применение лазера. Ювелирное оборудование и технология. Jewellerytech.ru

Рисунок 3b -
Фотография прибора,
указанного на рис. 3а

В ювелирной области первый прикладной опыт лазерной сварки был получен одиннадцать лет назад. Сегодня в мире насчитывается свыше 3000 импульсных лазеров, занятых сваркой.

В мировом масштабе Италия занимает лидирующие позиции, так как перерабатывает 22% добытого золота, не предназначенного для слитков или для других промышленных или медицинских целей. Поэтому здесь должно быть широкое поле применения лазерной техники.

Техника использования лазера связана и "безошибочна" по применению, имея различные прикладные аспекты, со сваркой, маркировкой и резкой.

Лазер - Применение лазера. Ювелирное оборудование и технология. Jewellerytech.ru

Рисунок 4а -
Схематическое представление импульсного лазера Nd:
YAG с ламповой накачкой

Рисунок 4b - Вид прибора,
показанного на рис. 4а

Лазер - Применение лазера. Ювелирное оборудование и технология. Jewellerytech.ru

Лазер - Применение лазера. Ювелирное оборудование и технология. Jewellerytech.ru
Рисунок 6 - Количество лазерных источников, введенных в эксплуатацию за год

Лазер - Применение лазера. Ювелирное оборудование и технология. Jewellerytech.ru
Рисунок 6а - Цепевязальный станок с головкой для лазерной сварки

Лазер - Применение лазера. Ювелирное оборудование и технология. Jewellerytech.ru
Рисунок 6b - Золотая цепь, сваренная при помощи лазера

Сварка

• Сварка фуги звена на цепевязальном автомате (рис. 6а и 6b).

• Ручная сварка ювелирных изделий и уникальных украшений с драгоценными камнями.

• Уменьшение пористости, появляющейся при литье, с использованием припоя и без него. Обычно припой сделан из того же сплава, что и ремонтируемое изделие.

Лазер - Применение лазера. Ювелирное оборудование и технология. Jewellerytech.ru
Рисунок 7
- Ручная лазерная сварка
золотого кольца 585 пробы с камнем

Лазер - Применение лазера. Ювелирное оборудование и технология. Jewellerytech.ru
Рисунок 8 — Двухцветное золотое
кольцо 18 К (белое и желтое золото)

 

 

 

2. Сварка

2.1 Преимущества лазерной сварки по отношению к традиционным методам

Постоянство и неизменность пробы
С того момента, когда перестают использоваться припои и сварка производится частичным расплавлением соединяемых металлов, исчезают все проблемы с пробой.

Экологические аспекты
Для сварки не используются припои или порошки. Для очистки изделия не используются агрессивные химикаты и/или растворители. Отсутствуют проблемы с отходами.

Упрощение производственного процесса.
Система цепевязальный станок – лазер упрощает производственный процесс и способствует экспорту станков в страны, где не хватает традиционного опыта итальянских производств.
Пример: Венецианское плетение с запатентованным производственным циклом или цепи из биметалла.

Ускорение производственного цикла
Ускорение производственного цикла создает очевидные экономические преимущества ускорения оборота металла в производстве.

Улучшение внешнего вида многоцветных цепей
Типичная лазерная сварка позволяет соединить виды драгоценного металла, различные по пробе и составу сплава.
Многоцветную сварную цепь легко распознать, так как ее расцветка, не подвергаясь нагреву в печи, остается яркой (рис. 8).

Прихватка
Лазерная сварка может быть использована и для простого соединения деталей перед пайкой.

Реализация новых производственных процессов.
Сильный толчок к ювелирному творчеству, связанный с изготовлением новой продукции, использует лазерную сварку. Одним из примеров является цепь Кордовая. Эта цепь породила в Италии, на Дальнем Востоке и в США настоящую производственную лавину.
Конечно, сама цепь изготавливается с давних пор еще со времен этрусков, но лазер обеспечил простоту ее автоматического производства.

На самом деле, тот, кто первым предлагает новые производственные технологии изготовления известной или новой продукции, получает возможность проникнуть и на новые и старые рынки и обеспечить себе заработок.

2.2 Новейшие области применения

Цепь Навесная (Pendent Chain)

Одна из последних разработок, порожденная использованием лазера Nd: YAG совместно с цепевязальными станками. Цепь очень распространена в США и носит название "Навесная".
Обычно это 16 дюймовая цепочка (около 40 см), из проволоки диаметром 0,11 мм, весом 1 г, включая замок. На приведенном рисунке (рис. 19) заметны крайне малые размеры звена.
Пайка такой цепи в обычных проходных печах приводит к 30 процентному браку даже у опытных мастеров. Непосредственная сварка на станке сводит отходы к нулю.
Традиционный процесс производства Навесной цепи предполагает использование специальной проволоки с низкотемпературным сердечником, то есть содержащей внутри припой.

Благодаря использованию лазера низкотемпературный сердечник был заменен сплавом с более высокой температурой плавления, а благодаря небольшим добавкам титана была достигнута мягкость и механическая прочность, более высокая, чем у проволоки с припоем. Заслуживает внимания и больший блеск проволоки.

Многозвенные цепи

Многозвенные цепи, подвергаемые сколотке типа тройной, четверной, пятерной с большим размером звена свариваются при помощи лазерного луча, звено за звеном, непосредственно на станке, что позволяет избежать в момент пайки типичного открытия стыка из-за нагрева и пружинящего эффекта. Это один из примеров интеграции технологии использования лазера и традиционной технологии пайки в печи, предназначенной для ускорения всего производственного процесса, увеличивая отдачу благодаря значительному снижению количества отходов. Из ювелирных предприятий доходят известия о том, что цепь может быть полностью сварена лазером, а не просто прихвачена. Тем не менее, в дальнейшем цепь все равно пропускается через печь, не используя порошок для того, чтобы обеспечить полную рекристаллизацию металла и сделать механические характеристики однородными.

 

3. Маркировка, гравировка, резка, пробивка отверстий

Лазер - Применение лазера. Ювелирное оборудование и технология. Jewellerytech.ru

Рисунок 14 - Схематическая представление лазера Nd: YAG непрерывного излучения с модуляцией добротности со сканирующей головкой по осям XY.

Используя мономодальный лазер Nd: YAG непрерывного излучения с модуляцией добротности DPSS TEM 00 со средней мощностью до 40 Вт, можно выполнить как высокоскоростную маркировку за один проход с глубиной в несколько сотых миллиметра, так и гравировку с глубиной до нескольких десятых не гладких и изогнутых поверхностях в области действия фокусирующей линзы.

Типичное оснащение лазерной системы, предназначенной для этой области применения – сканирующая головка по координатам XY, по которым все перемещения управляются при помощи программного обеспечения, рис. 14.
То есть, начиная с маркировки, гравировки, резки, прикладное использование лазера различается только мощностью выхода и в большей степени качеством оптики лазерного источника.

Пробивка отверстий в пластинах – это резка диаметров, составляющих даже десятую часть миллиметра, поэтому она во всем совпадает с теоретическим процессом обычной резки.

3.1 Маркировка и декор

Обычно производится для изготовления типичных орнаментов на серьгах, браслетах, колье, используя метод сатинирования. Этот же метод становится основным для того, чтобы выделить на светлом фоне рисунок на медали, рис. 15.

Самые интересные эффекты получаются на многоцветных поверхностях из драгоценного металла, изготовленных при помощи либо вальцев, либо гальванических покрытий. Устранение блеска в отдельных областях, управляемое программным обеспечением, благодаря контрасту, создает "разницу в цвете", рис. 16 и 17.

Лазер - Применение лазера. Ювелирное оборудование и технология. Jewellerytech.ru

Рисунок 15 - Золотая медаль с лазерным декором

Рисунок 16 - Золотая серьга 14 К с лазерным декором

Лазер - Применение лазера. Ювелирное оборудование и технология. Jewellerytech.ru

Лазер - Применение лазера. Ювелирное оборудование и технология. Jewellerytech.ru

Рисунок 17 – Многоцветные золотые колье с лазерным декором

3.2 Гравировка

Лазер Nd: YAG непрерывного излучения с модуляцией добротности TEM 00 в определенных условиях может обеспечить среднюю фокусировку луча размером 30 микрон.
Таким образом, лазер в состоянии выполнять тончайшую гравировку с чрезвычайно малыми размерами, рис. 18. Можно "вписывать" логотипы или маркировку в квадраты со стороной даже 1 мм, позволяя "конкретно" персонализировать ювелирную продукцию или при необходимости кодифицировать серии изделий, чтобы избежать подделок.

Лазер - Применение лазера. Ювелирное оборудование и технология. Jewellerytech.ru
Рисунок 18 – Гравировка знаков Зодиака

Лазер - Применение лазера. Ювелирное оборудование и технология. Jewellerytech.ru
Рисунок 19 - Проходная вставка, персонализирующая цепь Панцирная

Рисунок 20 - Диск из желтого золота 12 К, толщиной 0,15 мм. Отверстия изготовлены при помощи круговой вырезки

Лазер - Применение лазера. Ювелирное оборудование и технология. Jewellerytech.ru

3.3 Резка

Это расширение технологии гравировки в случае глубины, превышающей толщину пластины.
Одной из первых областей применения обычного лазера для маркировки стала разка золотой фольги чрезвычайно малой толщины в несколько сотых миллиметра (в дальнейшем собранных для легкости обращения в книжицы по десять листов), используемых для отделки "червонным золотом" рамок или статуй.

Обычно резка производится в несколько проходов в зависимости от толщины драгоценного металла, которая может достигать до десятых долей миллиметра.
Обычным применением на сегодняшний день является проходная вставка в Панцирные цепи для их персонализации, рис. 19.
В частности, используя системы с соответствующей мощностью и яркостью и применяя сканирующую головку XY, мы обеспечили резку золотых и серебряных пластин толщиной до 0,3 мм, рис. 20.
Используя те же лазерные источники, может быть, более мощные с прямой фокусировкой и подачей кислорода, мы проверили возможность резки до толщины 0,5-0,6 мм как золота, так и серебра.

 

источник: ЮвелиТЕХ ювелирная техника и технологии


просмотров: 16318
Search All Amazon* UK* DE* FR* JP* CA* CN* IT* ES* IN* BR* MX
Search All Ebay* AU* AT* BE* CA* FR* DE* IN* IE* IT* MY* NL* PL* SG* ES* CH* UK*
Tarnish Resistant Craft Wire - 6 Colors - 7 Gauges - BeadSmith Jewelry - Crafts

$5.60
End Date: Wednesday Jun-26-2019 9:53:41 PDT
Buy It Now for only: $5.60
|
Tarnish Resistant Craft Wire - 6 Colors - 7 Gauges - BeadSmith Jewelry - Crafts

$6.55
End Date: Wednesday Jun-26-2019 9:53:41 PDT
Buy It Now for only: $6.55
|
Tarnish Resistant Craft Wire - 6 Colors - 7 Gauges - BeadSmith Jewelry - Crafts

$6.55
End Date: Wednesday Jun-26-2019 9:53:41 PDT
Buy It Now for only: $6.55
|
Tarnish Resistant Craft Wire - 6 Colors - 7 Gauges - BeadSmith Jewelry - Crafts

$6.60
End Date: Wednesday Jun-26-2019 9:53:41 PDT
Buy It Now for only: $6.60
|
Search Results from «Озон» Ювелирное искусство


2003 Copyright © «Zoloto.Peterlife.ru» Мобильная Версия v.2015 | PeterLife и компания
Золото, Украшения, Ювелирная энциклопедия. Производство ювелирных изделий.
Пользовательское соглашение использование материалов сайта разрешено с активной ссылкой на сайт. Партнёрская программа.
  Яндекс цитирования Яндекс.Метрика