Разработка технологического процесса изготовления кольца. Часть 2.

---

Страницы:   1   2   3   4   5

---

3. ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ

Ювелирные изделия могут быть изготовлены из золота, серебра, платины. А также металлов, относящихся к платиновой группе (палладий, родий, иридий). Чаще всего это, конечно, золото и серебро. Остальные вышеуказанные металлы используются в драгоценных сплавах, прежде всего, для улучшения качеств и свойств драгоценных металлов (они придают золоту или серебру твердость, блеск, стойкость). На каждом украшении есть проба. Проба — это специальное клеймо, которое указывает на процентное содержание драгоценного металла в изделии. Если пробы на изделии нет — значит, изделие является подделкой или было выполнено в частной мастерской (в которой вы и должны были приобрести украшение).

Раздел выбор материала предполагает выбор материала для нашего изделия, а также выбор вставок.

3.1. Выбор металлического материала

Проведем сравнительную характеристику белых металлов для того, чтобы определиться с выбором металла для нашего изделия.

Таблица 3.1 – Сравнительная характеристика серебра [60, с. 68]

 

При изготовление ювелирного украшения категории кольцо будет сделан в пользу металла под названием «серебро».

Выбор данного металла был обусловлен его ценовой категорией — недорогой драгоценный металл, его стоимость в десятки раз ниже стоимости золота. Серебро, как и платина, имеет практически природный цвет, так как применяется в ювелирной промышленности преимущественно в виде 925 пробы. Среди минусов данного металла стоит выделить его мягкость, быстрая потеря внешнего вида, а от контакта с солёной морской водой могут потемнеть и покрыться налётом [58, с. 67].

Среди основных преимуществ, которыми обладает серебро, применимо к нашему проекту, является его невысокая стоимость. Таким образом мы сможем создать относительно недорогой образец и предложить конкурентную цену на изделие – серебряное кольцо с камнем. Чтобы определиться с выбором пробы серебра, проведем сравнительную характеристику наиболее часто применяемых проб:

Таблица 3.2 — Сравнительная характеристика проб серебра [60, с. 72]

 

Наш выбор остановился на серебре 925 пробы так как сплав содержит не менее 92,5% серебра. Его цвет и антикоррозийные свойства такие же, как и у чистого серебра. В нем удачно сочетаются технологические (легко подвергается формоизменению при обработке) и эксплуатационные свойства (сохраняет твердость и упругость). Сплав широко применяется для изготовления ювелирных украшений.

Приведем более подробную характеристику металла «серебро».

Серебро – химический элемент, металл. Атомный номер 47, атомный вес 107,8. Плотность 10,5 г/см3. Кристаллическая решетка – гранецентрированная кубическая (ГЦК). Температура плавления 963 °C, кипения 2865 °C. Твердость по Бринеллю 16,7.

Серебро – металл белого цвета. Считается вторым после золота благородным металлом. Полированное чистое серебро практически не изменяет свой цвет на воздухе. Однако под воздействием сероводорода воздуха на поверхности со временем образуется темный налет – сульфид серебра Ag2S. Серебро по сравнению с золотом и платиной менее устойчиво в кислотах и щелочах.

Серебро прекрасно деформируется как в холодном, так и в горячем состоянии. Хорошо полируется, имеет высокую отражательную способность.

Широкое применение серебра в фотографии и электротехнике обусловлено его уникальными физическими свойствами – самой высокой среди металлов электро– и теплопроводностью.

Несмотря на то что серебро сравнительно редкий элемент (его содержание в земной коре всего 7 х 10-6%, в морской воде еще меньше – 3 х 10-8%), оно на протяжении многих столетий широко используется в ювелирном производстве. Это в первую очередь связано с высокими декоративными свойствами серебра, а также с его уникальной пластичностью. Ювелирные изделия из серебра часто выполняются в технике скани – узора из тонкой проволоки. Из серебра изготавливают нити для серебряного шитья.

Для изготовления ювелирных изделий, а также в электронной промышленности используется как чистое серебро, так и его сплавы с медью и платиной.

Марки серебра и серебряных сплавов регламентированы ГОСТом 6836-80.

Стандарт распространяется на сплавы, предназначенные для электротехнических проводников и контактов, ювелирных изделий, трун музыкальных инструментов.

Согласно указанному стандарту, серебряные сплавы обозначают буквами Ср, вслед за которыми указываются лигатуры (Пт – платина, Пд – палладий, М – медь). Цифры после буквенного обозначения сплава указывают массовую долю серебра, выраженную в промилле (десятых долях процента) для чистого серебра и серебряно-медных сплавов (например, Ср999, СрМ91б, СрМ950 и т. д.), или массовую долю основных легирующих компонентов, выраженную в процентах (в этом случае цифра отделяется от буквенного обозначения не пробелом, а дефисом, например: СрПл-12 (12 % Pt, 88 % Ag), СрПд-40 (40 % Pd, 60 % Ag).

Все серебряные сплавы (ГОСТ 6836-80) могут быть использованы в электротехнической промышленности для производства контактных групп различного назначения. Для изготовления струн музыкальных инструментов используется сплав СрМ 950.

ГОСТ 6836-80 устанавливает марки серебра и серебряных сплавов с медью, платиной и палладием, предназначенных для изготовления полуфабрикатов изделий методом литья, горячей и холодной деформации. Прочие серебряные сплавы регламентируются отраслевыми стандартами или ТУ.

Химический состав серебра и его сплавов должен соответствовать нормам ГОСТ 6836-80.

Серебряно-платиновые сплавы, как более дорогие, в ювелирной промышленности применяются реже [76, с. 99].

3.2. Выбор вставок для ювелирного изделия

Сейчас оценивают актуальность дизайна и качество изделия, в моде авангардные ювелирные украшения со вставкой камня и пользуются популярностью.

Важную роль при формировании различных видов ювелирных изделий играет мода. Основная черта, определяющая моду — это новизна. Моду в ювелирных изделиях создают художники — дизайнеры. Успех их работы зависит от правильного понимания ими направления моды. Но их предложения становятся модой только тогда, когда они получают всеобщее признание.

В настоящие время дизайнеры пользуются широчайшим выбором художественных средств, они вольны смешивать прошлое и настоящие в поисках будущего.

Металл «серебро» как бы подчеркивает холод и стужу. Кольцо, в виде очертания мамонта, будет выполнено в стиле «авангард» и украшено гравировкой и эмалью. Данный выбор полностью соответствует выбранной темы дизайна «Ледниковый период» [92].

Выводы по главе 3

• Ювелирные изделия могут быть изготовлены из золота, серебра, платины. А также металлов, относящихся к платиновой группе (палладий, родий, иридий).
• Проведем сравнительную характеристику белых металлов для того, чтобы определиться с выбором металла для нашего изделия
• При изготовление ювелирного украшения категории кольцо будет сделан в пользу металла под названием «серебро».
• Выбор данного металла был обусловлен его ценовой категорией — недорогой драгоценный металл, его стоимость в десятки раз ниже стоимости золота.
• Среди основных преимуществ, которыми обладает серебро, применимо к нашему проекту, является его невысокая стоимость.
• Наш выбор остановился на серебре 925 пробы так как сплав содержит не менее 92,5% серебра. Его цвет и антикоррозийные свойства такие же, как и у чистого серебра.

 

4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

Технологический раздел включает такие параграфы, как выбор технологии производства, описание процесса изготовления единичного экземпляра.

4.1. Выбор технологии производства

При производстве образца предусмотрено вырезание фигуры из воска, так как ювелирное украшение категории «серьги из серебра»  будет изготовлено в единичном экземпляре.

Как известно, воск отличается различной плотностью и температурой плавления.

Так как в последствие планируется изготовления данной модели как серийный выпуск, то также предусмотрено создание данного изделия при помощи применения серебра, материала, который был нами отобран в рамках данного исследования, которое сопровождается обязательным запеканием в  резине.

Добавим, что в рамках нашего исследование предусмотрено при создание единой модели проведение 3D моделирования ювелирного украшения категории «серьги из серебра» при помощи применения компьютерных технологий.

Обязательно при изготовление будет произведена монтировка, которая направлена на осуществление сбора деталей украшения в единое целое, так как отлитие изделия будет проведено в несколько деталей.

В заключение будет произведена шлифовка и полировка ювелирного изделия с целью приобретения им красивого блеска и убрания недостатков с изделия (царапины, места припоев, неровности, разводы).

В последствие изделие будет передано на контроль качества с целью постановки пробы.

В заключении происходит установка камня, так как он предусмотрен в рамках нашего эскизма ювелирного украшения категории «серьги из серебра».

Сначала осуществляется предварительный отбор камня, после этого происходит вставление его в пазы [73, с. 112].

4.1.1. Изготовление единичного экземпляра

Изготовление кольца из серебра подразумевает использование нескольких  техник:

— произведение плавки металла в тигле при помощи бензиновой горелки под слоем флюса (буры);

-вальцевание пластины;

— выпиливание деталей;

— механическая обработка деталей по контуру;

— гибка деталей;

— повторная механическая обработка;

— изготовление шинки из металлической полосы, изготовленного вальцовкой прутка;

— изготовление филиграни заготовки в виде прутка вальцевали до необходимого диаметра с отжигом;

— пайка изделия;

— шлифока и полировка.

Более подробное описание приведено в технологии изготовления ювелирного изделия — кольцо [16, с. 151].

4.1.2. Технология изготовления ювелирного изделия – кольцо

Выше мы уже коснулись некоторых аспектов данной технологии, проанализируем их более подробно.

Заготовки ювелирных изделий и их деталей получают методом литья по выплавляемым моделям в следующей последовательности: эталон модели, резиновая пресс-форма, восковая модель, литьевая форма, отливка.

Этало модели — это оригинал или образец будущей отливки.

Требования к эталону модели:

— материал для изготовления эталона не должен ихменять собственные свойства, а также разрушаться во время осуществления процесса вулканизации резиновых пресс-форм, химически взаимодействовать с резиной.
— Параметр шероховатости поверхности эталона должен быть не ниже требуемого для получаемых по нему отливок: раковины, царапины, вмятины на его поверхности недопустимы.

— Размеры эталона должны превышать размеры готовой модели (на 5 — 6 %) на основании учета общей усадки металла при затвердении отливок и припуска на механическую обработку.

Резиновая пресс-форма предназначена для получения восковых моделей отливок. Пресс-формы изготовляют как из импортных, так и из отечественных сортов резины.

Принято различать разрезные и разъемные пресс-формы.

Этапы процесса изготовления разъемных пресс-форм:

— опоку основанием устанавливают на гладкую опорную поверхность и заполняют пластилином, в пластилин вдавливают (до половины) эталон модели;

— на первую опоку устанавливают вторую и заливают их водно-гипсовым раствором. Когда гипс затвердеет, опоки переворачивают, пластилин удаляют, а освободившееся пространство опоки заполняют небольшими кусочками сырой резины. Эталон остается (наполовину) в гипсе, в котором делаются углубления для возможности получения в дальнейшем выступов резиновой формы.
— Опоки устанавливают на вулканизационный пресс, на котором в течение 45 — 60 мин при температуре 150 — 160 °С производят вулканизацию кусочков резины;

— после вулканизации гипс разбивают и удаляют из опоки. Эталон извлекают и тщательно очищают. Резиновую пресс-форму тоже очищают, посыпают тальком и снова укладывают в нее эталон. Затем опоку устанавливают так, чтобы готовая резиновая пресс-форма находилась внизу, а пространство, занятое до этого гипсом, заполняют кусочками сырой резины;

— опоки вновь устанавливают на вулканизационный пресс для вулканизации резины второй части пресс-формы. После этого эталон отделяют от резиновой пресс-формы и прорезают в ней литниковый канал.

Процесс изготовления разрезных пресс-форм значительно проще и короче: эталон модели помещают между двумя резиновыми пластинами соответствующей толщины, затем производят их вулканизацию под прессом, во время которой эталон вдавливается в разогретую, размягченную резиновую массу. Для отделения эталона пресс-форму необходимо разрезать, что является недостатком этого метода.

Восковую модель получают путем заливки резиновых пресс-форм воском в инжекционной установке. Перед запрессовкой пресс-форму тщательно очищают и смазывают эвкалиптовым маслом или водно-глицериновым раствором. Запрессовку модельного состава (воска) в пресс-форму производят при температуре 60 — 85 °С и давлении 2 — 15 Па.

После запрессовки пресс-форму в течение 1 — 1,5 мин охлаждают в холодильнике. Готовые модели напаивают в виде елочки вокруг воскового стояка. «Елки» из воска ставят на резиновое основание. Сборный модельный блок обезжиривают в спирте или четыреххлористом углероде и просушивают в естественных условиях. Для обезжиривания можно использовать и мыльный раствор, промыв затем блок в холодной воде и обсушив его в естественных условиях.

Литейные формы изготовляют из огнеупорной формовочной смеси на вибровакуумной установке. Операцию выполняют в таком порядке: раствор из формовочной смеси и дистиллированной воды (0,3 — 0,4 л на 1 кг смеси) тщательно перемешивают, а затем для удаления воздуха вакуумируют в течение 2 — 3 мин при давлении не более 0,075 Па; одновременно в металлические опоки устанавливают модельные блоки, опоки затем помещают в установку, заливают формовочной смесью и вакуумируют 2 — 3 мин при давлении не выше 0,075 Па; через 40 — 60 мин, когда формовочная смесь затвердеет, с опок снимают резиновые уплотнители, а формовочную смесь подрезают на торцах литейной формы; поместив затем литейную форму в сушильный шкаф и выдержав ее там в течение 1 — 3 ч при температуре 90 — 100 °С, выплавляют модельный состав; после выплавления модельного состава литейные формы прокаливают в прокалочных печах по особым режимам:

— нагрев от 20 до 150 °С в течение 0,5 ч, выдержка при температуре 150 °С в продолжение 3 ч;

— нагрев от 300 до 700 °С в течение 3 ч, выдержка при температуре 750 °С в течение 3 ч.

Отливки получают следующим образом: прокаленные литейные формы заливают расплавленным металлом на установках для центробежного литья или установках «Вакуум-металл». Температура заливки для сплавов СрМ 875, СрМ 916, ЗлСрМ585-80, ЗлСр750-150 — 400…580 °С, а для сплава ЗлМНЦ-750 — 500…600 °С. Литейные формы, залитые сплавами  серебра, охлаждают в воде, а залитые сплавом ЗлМНЦ — в естественных условиях. После охлаждения отливки выбивают из литниковых форм, очищают от формовочной смеси, отбеливают [80, с. 111].

Выводы по главе 4

• Технологический раздел включает такие параграфы, как выбор технологии производства, описание процесса изготовления единичного экземпляра
• При производстве образца предусмотрено вырезание фигуры из воска, так как ювелирное украшение категории «серьги из серебра» будет изготовлено в единичном экземпляре
• Изготовление кольца из серебра подразумевает использование нескольких техник:
• Заготовки ювелирных изделий и их деталей получают методом литья по выплавляемым моделям в следующей последовательности: эталон модели, резиновая пресс-форма, восковая модель, литьевая форма, отливка.

 

5. КОНСТУРКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ

Конструкторский раздел дипломной работы включает такие параграфы, как описание оборудования, которое используется для производства изделия. А также разработка конструкторского чертежа.

5.1. Оборудование, используемое для производства ювелирного изделия – кольцо

Изготовление будет производиться при  помощи оборудования — машина Revo 540С. Технические характеристики машины:

• Качество по умолчанию — 0,03/0,03 мм.
• Среднее время изготовление: 1 кольца — 2,5 часа .

EVO 540 третьего поколения является универсальным станком для создания восковых моделей.

Описание:

• Специальное програмное обеспечение для просчета управляющей программы
• Наличие двух шпинделей существенно расширяет спектр решаемых задач (поднутрения), а также сокращает время изготовления.
• Специальная универсальная система по установке заготовок в станок не требует дополнительных временных затрат для запуска станка в работу, а также изменения задач производства.
• Коммуникации с управляющим компьютером осуществляются посредством USB интерфейса, что существенно сокращает время загрузки управляющей программы.
• Система подачи охлаждающего состава с фильтром [78, с. 345].

5.2. Чертеж ювелирного изделия — кольцо

Чертеж детали и спецификацию относят к основным конструкторским документам.

Чертеж детали — документ, содержащий изображение детали и другие данные, необходимые для ее изготовления и контроля. На рабочем чертеже детали указывают размеры ,предельные отклонения и шероховатость поверхностей и другие данные, которым она должна соответствовать перед сборкой. Эскиз детали — временный документ, выполненный без помощи чертежных инструментов (от руки) в глазомерном масштабе и содержащий изображения детали и другие данные, необходимые для ее изготовления и контроля [84, с. 87]. На рисунке приведен чертеж ювелирного изделия — серебряного кольца.

Выводы по главе 5

• Конструкторский раздел дипломной работы включает такие параграфы, как описание оборудования, которое используется для производства изделия. А также разработка конструкторского чертежа.
• Изготовление будет производиться при помощи оборудования — машина Revo 540С. Технические характеристики машины:
• Чертеж детали и спецификацию относят к основным конструкторским документам
• Разработан чертеж ювелирного изделия — серебряного кольца.

 

6. КОМПЬЮТЕРНЫЙ РАЗДЕЛ

Трехмерная графика (3D (от англ. 3 Dimensions — «3 измерения») Graphics, Три измерения изображения) — раздел компьютерной графики, совокупность приемов и инструментов (как программных, так и аппаратных), предназначенных для изображения объёмных объектов.

Трёхмерное изображение на плоскости отличается от двумерного тем, что включает построение геометрической проекции трёхмерной модели сцены на плоскость (например, экран компьютера) с помощью специализированных программ (однако, с созданием и внедрением 3D-дисплеев и 3D-принтеров, трёхмерная графика не обязательно включает в себя проецирование на плоскость). При этом модель может как соответствовать объектам из реального мира (автомобили, здания, ураган, астероид), так и быть полностью абстрактной (проекция четырёхмерного фрактала). 3D моделирование – это процесс создания трехмерной модели объекта. Задача 3D моделирования — разработать визуальный объемный образ желаемого объекта. С помощью трехмерной графики можно и создать точную копию конкретного предмета, и разработать новое, даже нереальное представление до сего момента не существовавшего объекта [50, с. 14].

6.1. Разработка компьютерной 2D или 3D модели

Второй этап после разработки эскиза во время создания ювелирного изделия — это 3D моделирование.  Большое преимущество данного моделирования — это наличие  возможности модификации 3D модели:

• создание размерного ряда колец,
• изменение размеров вставок и комбинирование с новыми элементами дизайна.

3D компьютерное моделирование предоставляет возможность осуществить снижение трудоёмкости процесса создания новых моделей и повысить качество выпускаемой продукции.

Преимущества  ювелирного 3D моделирования:

• Экономия времени, по сравнению с созданием изделия вручную;
• Точные симметричные линии и размеры;
• 3D модель можно доработать или переделать;
• На основе одного изделия, можно быстро построить модельный ряд;
• Точное проектирование по размерам эскиза. Так же может использоваться, картинка, фотография, рисунок и т.д. с основными размерами, остальное будет создаваться по пропорциям;
• Благодаря визуализации, можно на мониторе посмотреть не только построенную модель, но и как она будет выглядеть с установленными камнями и «настоящим» цветом металла;
• Расчёт веса будущего изделия, а также вес и количество камней;
• Модель строится с учётом всей специфики технологий [90, с. 80].

3D модель кольца:

3D модель изготовлена с помощью программы Autodesk 3ds Max (ранее 3D Studio MAX) — полнофункциональная профессиональная программная система для создания и редактирования трёхмерной графики и анимации, доразработанная компанией Autodesk. Содержит самые современные средства для художников и специалистов в области мультимедиа. Работает в операционных системах Microsoft Windows и Windows NT (как в 32‑битных, так и в 64‑битных).

3d studio max – это профессиональный программный пакет, созданный компанией Autodesk, для полноценной работы с 3d-графикой, содержащий мощный инструментарий не только для непосредственного трехмерного моделирования, но и для создания качественной анимации.

3d max позволяет успешно реализовать все этапы создания трехмерной модели даже неопытному пользователю, чему способствует интуитивно понятный, дружественный интерфейс, обширные библиотеки готовых моделей и материалов, а также широкое распространение данного продукта в нашей стране — и как результат, свободный доступ к множеству интересной и полезной информации. На этом мы пока остановимся и поговорим о других достоинствах и возможностях 3d studio max ниже, а пока немного истории. 3d Max располагает обширными средствами для создания разнообразных по форме и сложности трёхмерных компьютерных моделей, реальных или фантастических объектов окружающего мира, с использованием разнообразных техник и механизмов, включающих следующие:

• полигональное моделирование, в которое входят Editable mesh (редактируемая поверхность)
• Editable poly (редактируемый полигон) — это самый распространённый метод моделирования, используется для создания сложных моделей и низкополигональных моделей для игр. Как правило, моделирование сложных объектов с последующим преобразованием в Editable poly начинается с построения параметрического объекта «Box», и поэтому способ моделирования общепринято называется «Box modeling»;
• моделирование на основе неоднородных рациональных B-сплайнов (NURBS) (следует отметить, что NURBS-моделирование в 3ds Max-е настолько примитивное что никто этим методом практически не пользуется);
• моделирование на основе т. н. «сеток кусков» или поверхностей Безье (Editable patch) — подходит для моделирования тел вращения;
• моделирование с использованием встроенных библиотек стандартных параметрических объектов (примитивов) и модификаторов.
• моделирование на основе сплайнов (Spline) с последующим применением модификатора Surface — примитивный аналог NURBS, удобный, однако, для создания объектов со сложными перетекающими формами, которые трудно создать методами полигонального моделирования.

Методы моделирования могут сочетаться друг с другом. Моделирование на основе стандартных объектов, как правило, является основным методом моделирования и служит отправной точкой для создания объектов сложной структуры, что связано с использованием примитивов в сочетании друг с другом как элементарных частей составных объектов.

Стандартный объект «Чайник» (Teapot) входит в этот набор в силу исторических причин: он используется для тестов материалов и освещения в сцене, и, кроме того, давно стал своеобразным символом трёхмерной графики [77, с. 123].

Выводы по главе 6

• 3D моделирование – это процесс создания трехмерной модели объекта. Задача 3D моделирования — разработать визуальный объемный образ желаемого объекта.
• Второй этап после разработки эскиза во время создания ювелирного изделия — это 3D моделирование.
• 3D модель кольца разработана.
• 3D модель изготовлена с помощью программы Autodesk 3ds Max (ранее 3D Studio MAX).

---

Страницы:   1   2   3   4   5

---