梅花鉆-鉆石切工過程

梅花鉆石切工雖然是在標準圓鉆型的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，但是它們的切工過程有一些差別，現(xiàn)從選料，設(shè)計，切磨三個方面進行說明。

1、選料：梅花鉆石切工是在標準圓鉆型的基礎(chǔ)上琢磨出來的，它的選料與標準圓鉆型不同，不是選原石作為初始材料，而是選擇標準圓鉆型鉆石作為初始材料，對其進行4C分級，其級別是：凈度要達到或可使它達到VS級；色級為J色級以上（包括J色級）；重量一般要保證切磨后在20分以上；切工一般要達到或可使它達到優(yōu)等切工。

2、設(shè)計：梅花鉆石切工的設(shè)計不同于標準圓鉆型的設(shè)計，不是基于原石的設(shè)計，而是基于成品標準圓鉆型鉆石的設(shè)計。它的設(shè)計主要取決于4C分級和鉆石市場。它在對標準圓鉆型鉆石分級后，對一些凈度不好的鉆石進行分析，特別是對靠近亭部表面的一些外部特征和內(nèi)部特征要進行分析，分析在以下的工藝中是否可以得到改善，要確保成品凈度達到VS或VS以上，而且還要考慮到重量損失后是否還有利潤空間。對切工達不到優(yōu)的進行分析，特別是切磨前冠部已達到優(yōu)的標準，而亭部沒有達到優(yōu)的標準，要估計是否可以使切工達到優(yōu)和損失是否符合要求。重量要保證切磨后一般在20分以上，色級必須J色級以上（包括J色級）。它要求設(shè)計者不僅有很高的分級水平而且要對市場很清楚。

3、切磨：選料，設(shè)計完成后，對標準圓鉆型進行重切，梅花鉆的切磨主要是對亭部的重切，雖然琢型不同但是切磨方法是相同的，切磨步驟有相似之處，步驟簡介如下：

1、研磨拋光16個亭尖面；使用交叉拋磨工（如圖5），依次磨出4個亭尖面，使它的傾角始終為規(guī)定角度39.5度。從一個小面轉(zhuǎn)到另一個小面要把夾具的分度環(huán)擰轉(zhuǎn)90度。

在磨4個亭尖面時至關(guān)重要的一點是：4個亭尖面的傾角必須相等，并且都匯集在鉆石中軸上的一個點上，即底尖。

在亭部兩個相鄰的亭尖面之間使用多面拋磨工添加另外4個亭尖面（如圖6）。

8個亭尖面全部磨完后，便可形成一個由8個三角形組成的亭部，同樣使用多面拋磨工在亭部8個三角形小面邊棱的左右兩側(cè)添加兩個小面（如圖7），這樣16個亭尖面便磨成了。

2、研磨拋光16個亭主面和16個下腰小面；調(diào)整分度和角度，采用交叉拋磨工和多面拋磨工，按照拋磨亭尖面的方法和步驟依次拋磨亭主面和下腰小面。

梅花鉆石切工是在標準圓鉆型的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，它的琢型特征與標準圓鉆型的琢型特征有相同的地方，又有很大的差別，現(xiàn)從冠部，腰棱，亭部琢一進行比較分析。

1、冠部：梅花鉆石切工的冠部與標準圓鉆型的冠部基本相同，由1個臺面，8個星小面，8個冠主面和16個上腰小面組成。梅花鉆石切工臺寬比在53-66%的范圍內(nèi)，冠主面的角度在的30.7-37.7度范圍內(nèi)，星小面的角度在20度左右，上腰小面的角度在42度左右（如圖1）。它們的冠高基本相同，梅花鉆石切工冠高比和標準圓鉆型冠高比為14.4%左右（如圖3）。

2、腰棱：梅花鉆石切工的腰棱厚度與標準圓鉆型的厚度基本相同，但是梅花鉆石切工的腰棱必須是拋光的或是磨成小刻面，腰棱部分要打上激光標，而標準圓鉆型不一定要拋光或磨成刻面。這是由原料的色級決定的，毛面或是薄的腰棱有掩色的作用，因此色級低的通常不拋光或磨成磨成刻面，而梅花鉆要求色級在J色級以上（包括J色級），故其腰棱可以拋光或磨成刻面，這飛機門更能體現(xiàn)好的光學(xué)效應(yīng)。

3、亭部：梅花鉆石切工與標準圓鉆型最大的區(qū)別是亭部（如圖2） 梅花鉆石切工亭部的面數(shù)從標準圓鉆戒型的24面刻到48面：面的導(dǎo)數(shù)從原來的二層增加到三層。標準圓鉆型下腰小面16個，角度在39-43度之間，而梅花鉆石切工下腰小面16個，角度為42.5度左右；標準圓鉆型的亭主面8個，角度為40.8度左右，而梅花鉆石切工的亭主面16個，角度為41.5度左右；另外梅花鉆石切工在亭尖加了一層面，暫時稱為亭尖面吧，有16個面，角度為39.5度。相同亭主角的梅花鉆石切工的亭深比和標準圓鉆型的亭深比相比要少1%左右（如（圖3和表1）。 梅花鉆石切工參數(shù)均在標準圓鉆型優(yōu)等切工范圍內(nèi)，因此它能夠很好的顯現(xiàn)出鉆石的亮度，火彩和閃爍，并且產(chǎn)生更加豐富多彩的圖案——梅花狀圖案。它在FirScope下觀察，呈現(xiàn)形似“梅花”的圖案（如圖4）。

鉆石以其罕有珍貴、質(zhì)地堅硬、光芒璀璨的特點深受人們的青睞。亮度、火彩和閃爍是鉆石展現(xiàn)美麗的根本原因。通常用“明亮度”來統(tǒng)稱這三個要素。

影響鉆石明亮度的主要因素有鉆石的自身因素和人為因素。自身因素如鉆石的硬度，折射率，色散，解理，包裹體等，這些一般是不可改變的，因此要想使鉆石顯現(xiàn)出最佳的明亮度須依賴于人為因素——鉆石切工，鉆石切工是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類智慧相結(jié)合的產(chǎn)物。鉆石，只有通過加工才能體現(xiàn)其獨特的物理性質(zhì)所產(chǎn)生的高亮度和強火彩，展現(xiàn)鉆石光彩奪目的美麗。盡管人們對鉆石的認識可以追溯到公元前4世紀，但對于鉆石的切工，有歷史記錄的也只是近600年內(nèi)的事。最佳的明亮度是現(xiàn)代鉆石切工所追求的目標。然而，鉆石的明亮度與三個基本比例系數(shù)（冠角、亭角、臺寬比）之間的關(guān)系十分復(fù)雜，多種比例搭配可以產(chǎn)生比較好的明亮度，因此還沒有一個統(tǒng)一的標準。

20世紀以來，在世界不同的地區(qū)先后出現(xiàn)了幾種有重大影響的琢型。例如，1914年德國的愛普洛（EPPLER）提出的歐洲琢型，1919年托爾可夫斯基（Tolkowsky)推出的美國理想琢型，1969年斯堪的那維亞(ScanDN)地區(qū)的國家提出了一套圓多面形琢型的比例標準，1978年國際鉆石委員會（IDC）又公布了理想圓多面形琢型的比例范圍。隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，鉆石切工領(lǐng)域又取得了新的進展，日本設(shè)計出了鉆石切工質(zhì)量和對稱性的評價工具FirScope,國際鉆石市場上出現(xiàn)了理想切工的EightStar鉆石——HeartsandArrows鉆石，它具有很好的明亮度，并且呈現(xiàn)出“愛神之箭”和永恒之心”的圖案，即俗稱的“八箭八心”鉆石。

在鉆石切工領(lǐng)域我國也取得了新的進展， 深圳珠寶公司-真誠美鄭希本先生帶領(lǐng)員工努力鉆研，終于在理想圓多面形琢型的基礎(chǔ)上設(shè)計出了一種新的鉆石琢型——梅花鉆，它在FirScope下觀察，呈現(xiàn)形似“梅花”的圖案，因此命名為梅花鉆。它在琢型特征，重量，亮度等方面都有相應(yīng)的變化。本文將通過數(shù)學(xué)建模，邏輯分析并結(jié)合實驗得出圓鉆型鉆石克拉重的近似計算公式，梅花鉆石切工的重量損失率近似計算公式，圓鉆型的亭部角度范圍計算公式，亭部角度變化對亮度影響的分析公式等，根據(jù)這些公式，將梅花鉆石切工與標準圓鉆型進行比較，定性和定量分析了梅花鉆石切工的重量損失和光學(xué)效應(yīng)的變化，還淺析了梅花鉆的市場潛力。

一、圓鉆型鉆石克拉重的近似計算

1、數(shù)學(xué)模型的建立

符號說明：Hp:亭部深度

Hg:腰部厚度

h1:冠部圓錐 的總高

h2:已切去圓 錐的高

hc:冠部高度

Rg:腰部徑

Rt:臺面徑

a:冠角

如圖8，將一顆圓鉆型分為冠部、腰部和亭部。冠部可近似認為是一個圓臺，腰部可近似認為是一個圓柱，亭部可近似認為是一個圓錐。

2、圓鉆型鉆石克拉重的近似計算公式推導(dǎo) i=4r a-180(如圖18-1）當亭角R增加時全反射光的入射角角i增加（如圖18-1），i=4r a a'-180（如圖18-2）當亭角r增加時全反射光的入射角角i也增加，因此亭角r增加時全反射的入射角角i更接近鉆石的臨界角，鉆石色散將增強。梅花鉆石切工的亭角在標準圓鉆型的基礎(chǔ)上有所增加這將導(dǎo)致全反射光的入射角更接近臨界角，因此鉆石色散將有所增強。

四、比較梅花鉆鉆石切工與標準圓鉆型的閃爍

鉆石各刻面的反射、折射光（色散）由于鉆石、光源或者觀察者的移動所呈現(xiàn)的強度、顏色的變化稱為閃爍。閃爍可使鉆石具有動感。鉆石閃爍效果的強度取決于拋光程度、刻面數(shù)和切割比例。一般來說，刻面數(shù)越多，閃爍愈強。

梅花鉆石切工與標準圓鉆型相比，梅花鉆石切工的冠部和亭部與標準圓鉆型的冠部基本相同。但是亭部的面數(shù)從標準圓鉆型的24面增加到48面，面的層數(shù)從原來二層的增加到三層，標準圓鉆型的亭主面8個，而梅花鉆石切工的亭主面16個，另外梅花鉆石切工在亭尖加了一層面，亭尖面有16個面?？堂鏀?shù)明顯增多，因此閃爍加強。