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刘福裕覃斌荣

第一作者简介：刘福裕，中宝协第三届人工宝石专业委员会委员，广西梧州市福裕三友宝石机械厂厂长。

梧州人工宝石业起源于20世纪80年代初，当时的人工宝石加工机械，如宝石切石机、围形机、打磨机（角度机）等，全部是进口产品。随着人工宝石业进一步在梧州发展，各类人工宝石加工机械逐步本地化，技术不断地改良，到20世纪90年代末，几乎所有机械都已经本地化。本地的机器价格是进口机器的25%左右，大大地促进了梧州人工宝石业的发展。

梧州人工宝石加工机械是以刻面宝石的加工机械为主，机器改良也是围绕刻面宝石加工工艺进行改良。改良工作按进程可以粗略地分为本地化阶段、改造阶段与创造阶段。本地化阶段从20世纪80年代初开始，到90年代后期基本完成；20世纪90年代中、后期进入机械和工艺改造阶段；2000年以后机器设备进入创造与改造并进的时代。比较典型的改良事例有以下几项。

图1 单刀切石机

一、切石机的改良

切石机又称开料机、切割机。最初是单刀机，用手拿着宝石移向锯片切割，存在切割位置不准确（切片不一）、操作危险、效率低（每次只能切一片）等不足之处（图1）；后来增加了宝石送料平台，切石位置准确度提高了很多，切片切条的厚度、宽度统一了；2000年后改造成定位加多刀切割，既可以控制切割位置，又能一次切几片，效率提高了5～6倍，而且切出来的坯料形状、大小、厚薄统一，为机械化、工业化加工宝石奠定了基础（图2）。

图2 多刀切石机

二、围形机的改良

围形机又称圈石机、万能整形机。最初围形机只能围平面或凸面的石坯，且局限于合成立方氧化锆、合成红宝石和蓝宝石等几个品种，围橄榄石等石料会碎裂。改良后不但能围平面、凸面石坯，而且能围凹面、坑形石坯；有些围形机改良后转速可以灵活调整，围硬度高的宝石可以用高速挡，围橄榄石、石榴子石等容易破裂的宝石用低速挡，适应性扩大了很多。

三、磨石机的改良

磨石机的改良是最多的，不但改造，而且创造出很多新的机型和零部件。

1.自动刻面机

以前是手工打磨宝石刻面，现在已创造出机器自动打磨刻面、自动抛光刻面（图3），但有些品种的抛光效果不太理想，抛光的工艺有待改进。有些厂家采取“机器＋人工”的方法，即用机器自动磨刻面，人工抛光刻面，一台机器配备4人抛光，效率是原来的4倍，而且产品的刻面整齐、大小一致，光洁度也理想，达到AA、AAA级别。

图3 自动宝石刻面机

2.机械八角机

传统的宝石刻磨机基本上分为两类，机械手机与八角手机。机械手（人工操作）的优点是精确度高，缺点是效率较低、成本高；八角手的优点是效率高、成本低，缺点是精确度低、零配件更换快。现在创造的机械八角手，综合了两者的优点，又避免了各自的缺点，产品质量与加工效率都得到了很大的提高，尤其适合应用在专业圆形产品加工厂。机械八角手是为专业性加工单一产品设计的，加工不同形状要用不同的手柄，这是机械八角手的缺点，因而机械八角手只在专业工厂使用，不能得到普及。目前加工“八箭八心”宝石的工厂大部分采用机械八角手（图4）。

3.三板升降台

普通八角机的升降座只有一块平台，而加工宝石时一般需要使用中、高、低三个档次，故使用时要将平台移上移下，有效率低、准确度低等不足之处；现在把它改造成三个平台的升降座，加工宝石时不用将平台移上移下，对应档次使用即可，既提高了效率也提高了准确度（图5）。

图4 机械八角手

图5 三板升降台

4.翻石对接器

传统的粘石、翻石是靠手工粘平粘直的。磨好台面后要翻过宝石才能磨底，这就是翻石。翻石时要先将宝石脱下来，然后调过另外一端再粘上去，要求粘平，工艺不熟练时常会粘歪，导致铲边、歪尖等缺陷，不适宜大批量生产。现在创造出一种对接器，翻石时先把宝石粘好在另一根粘杆上，再把它脱离原来粘杆，避免了翻不平的缺陷，从很大程度上避免了铲边、歪尖等缺陷的发生。

5.石坯磨平器

在石坯的加工中不可避免地会出现一些端面不平整（一端或两端不平整）的石坯，一般占有10%～20%幅度（多刀切割加工石坯则比较少）。天然宝石的石坯则绝大多数是不平整的，加工时传统上没有好的办法解决这个问题，只能将就着把宝石粘上粘杆再细心扶正。加工天然宝石时可以花时间慢慢扶正，但效率很低；加工人工宝石时要求高效、量大，根本没有时间去慢慢扶正，所以粘不正的现象经常发生，从而造成产品歪尖、铲边、腰线一边厚一边薄等缺陷出现。使用石坯磨平器（平端器）则很容易解决石坯不平整的问题：把石坯装上夹具夹稳，用压面器把石坯压平即可，不必用粘胶，也不必上杆，既可以用来压石坯，也可以用于抛光台面。所以石坯平端器（磨平器）也称为无胶压面器（图6、7）。

图6 无胶压面器

图7 无胶压面器的夹嘴

6.无胶粘杆

粘杆俗称铁棍，无胶粘杆在市场上也称为无胶铁棍（图8）。磨石的传统方法是先将石坯用胶粘上铁棍，进行扶正，然后压台面、磨面、光面、光台面，再把宝石脱下来，调头再粘上铁棍进行磨底、光底。加工过程中难点有两个：一是粘石坯时粘得正粘得直比较困难，尤其是不平整的石坯，粘歪的情况不少；二是翻石时翻得平翻得直也比较难，经常出现腰线不平衡（腰线不垂直铁棍）的现象。这两种情况都会造成歪尖、铲边、腰线一边厚一边薄的缺陷。

图8 无胶粘杆及其夹嘴

用无胶铁棍几乎全部解决了这些问题。操作方法是：用夹嘴夹住石坯，然后再用螺丝紧固（不会出现夹歪的现象），再压台面、磨面、光面、光台面，磨好台面后把宝石从夹嘴中间推到另一端，已加工好的冠部留在夹嘴里面，腰线厚度刚好合适，亭部露出外面恰好加工，接着磨底、光底即可。磨底时也不存在腰线不平衡的问题。无胶铁棍唯一的缺点是一个规格的夹嘴只能加工一个规格的石坯，加工另一种规格石坯就要换夹嘴，这对于单一规格的专业厂家来说，不存在任何问题。传统工艺所产生的次品当中有80%左右是因为粘石、翻石不平不正而引起铲边、歪尖、一边厚一边薄等缺陷，用无胶铁棍则完全可以避免此等缺陷的出现，这是一个很大的飞跃。

以上的例子是人工宝石行业机器设备改良工作中的一些典型例子，还有很多工艺的改良就不在此一一列举了。

总而言之，宝石机械的改良对人工宝石业的发展起到了很大的作用，但这些成果都是个人研究成功的，或者是私人企业研究出来的，研究人员不愿意把技术在整个行业中推广，技术交流在人工宝石行业中不活跃。如果研究工作得到政府的支持，如科技项目立项，能申请一些项目经费，通过立项研究出来的技术，则顺理成章可在整个行业中推广使用了，对梧州人工宝石经济的发展将起到更大的促进作用。比如，由于八角手的长短不统一、铁棍的长短不统一、加工后的宝石形状非常杂乱，造成产品参差不齐，首饰厂退货现象时有发生。可见，需要统一其标准，才能提高整个行业的产品质量，但目前还没有人去做这方面的研究工作。现在的问题，往往是有经济实力的企业不去研究，有研究能力的人没有经济实力进行研究。建议科技系统重点扶持人工宝石业的技术发展。

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