Szlifowanie diamentów - wszystko o idealnym szlifie diamentu

Pierwsze próby szlifowania diamentów pochodzą z XIV w., zaś forma szlifu brylantowego, jeszcze niedoskonałego z XVII w. To dzięki tym szlifom, dzięki ściśle określonym proporcjom możemy dziś zachwycać się mnogością wspaniałych efektów optycznych jakie dają diamenty a które gemmolodzy nazywają brylancją.

Formy wykształceń diamentów

Pod względem mineralogicznym diament jest czystym węglem (C). Krystalizuje w układzie regularnym, najczęściej w postaci ośmiościanów (fot. 1), rzadziej cztero-, sześcio-, dwunasto- i bardzo rzadko czterdziestoośmiościanów (rys. 1). Oczywiście, w warunkach naturalnych, kryształy czyste o doskonale wykształconej postaci występują rzadko i są zwykle bardzo małe. Kryształy większe są najczęściej morfologicznie źle wykształcone (fot. 2). Wiele z nich, w wyniku wielokrotnego zbliźniaczeni lub zrostów ma strukturę mozaikową; wiele kryształów ma zaokrąglone krawędzie a ściany wypukłe, chropowate lub zbrużdżone. Spotyka się też kryształy zdeformowane lub nadtrawione; ich powstawanie wiąże się ściśle z warunkami tworzenia, a także późniejszym rozpuszczaniem (trawieniem powierzchni). Częstymi postaciami są bliźniaki typu spinelowego, w których płaszczyzną zrostu jest płaszczyzna ośmiościanu (111). Znane są też bliźniaki wielokrotne, które tworzą postacie o kształcie gwiazdy. Spotyka się również zrosty nieregularne. Przykłady postaci najczęściej występujących w przyrodzie pokazano na rys. 2. Rozróżnia się diamenty jubilerskie (najczystsze, kryształy prawie idealne) i diamenty techniczne, które ze względu na cechy mineralogiczne, dzielą się na bort, karbonado, ballas i in. Bort (boart, boort) występuje zwykle w postaci skupień ziarnistych, ma barwę szarą lub czarną. Ballas to skupienia ziaren najczęściej o budowie promienistej i barwie szarej. Karbonado, zwany też czarnym diamentem,występuje w postaci skrytokrystalicznej.

„Łączna produkcja diamentów od czasów antycznych jest szacowana na 4,5 miliarda karatów, o łącznej wartości 300 miliardów USD”.

Szlifowanie diamentów

Początki wspaniałej sztuki szlifowania diamentów sięgają czasów antycznych. Wiadomo, że już Sumerowie, Asyryjczycy i Babilończycy szczycili się oszlifowanymi kamieniami używanymi w formie ozdób, amuletów lub talizmanów. Wiadomo też, że asumpt do szlifowania kamieni dała sama natura, ukazując jaśniejące blaskiem powierzchnie wielu dobrze wykształconych kryształów albo wygładzone przez wodę otoczaki o silnym połysku i wyrazistej barwie. Naśladowano więc naturę pocierając kamienie mniej twarde twardszymi, nadając im kształt obły, jeszcze asymetryczny, nieforemny. Oszlifowanie kamieni do postaci symetrycznej przyszło znacznie później. Z czasem, z form o powierzchniach zaokrąglonych wykształciła się dzisiejsza forma kaboszonu; pojawiają się też powierzchnie płaskie, na których wykonywano grawerunek. Jest rzeczą ciekawą, że obróbkę kamieni z symetrycznie rozmieszczonymi ściankami (fasetami) poznano znacznie później niż grawerowanie kamieni. Kamienie płaskie, o symetrycznie rozmieszczonych ściankach, którymi zachwycamy się współcześnie, swój początek biorą dopiero w średniowieczu.
 

Etapy szlifowania diamentów

W procesie obróbki diamentów szlifierze wyróżniają 7 etapów.

Etap pierwszy – etap przygotowawczy, podczas którego diament surowy poddawany jest szczegółowym oględzinom. Określa się tu przede wszystkim postać i formę kryształu, jego czystość i barwę. Proste formy występowania diamentów (sześcian, ośmiościan, dwunastościan rombowy), w naturalnych warunkach ulegają wyraźnym zniekształceniom. Rzadko się bowiem zdarza by kryształy diamentów były ograniczone płaskimi ścianami i prostymi krawędziami. Zwykle są one w różnym stopniu zaokrąglone i tworzą nierówne powierzchnie. Przeważają formy wypukłościenne, wklęsłościenne lub szkieletowe. Równocześnie obok form prostych, mniej lub bardziej zniekształconych, mogą pojawiać się również formy złożone, będące kombinacją postaci prostych lub ich zbliźniaczeń. Możliwe jest także występowanie kryształów dystorsyjnie zdeformowanych, które w znacznym stopniu zatraciły swój pierwotny kształt sześcianu, ośmiościanu czy dwunastościanu rombowego. A zatem konieczne jest dokładne poznanie tych wszystkich niedoskonałości wykształceń, które mogą mieć wpływ na późniejszy tok postępowania w procesie obróbki i takie zaplanowanie procesu, by uzysk diamentów oszlifowanych był jak największy. Z formą kryształów wiążę się pośrednio barwa diamentów. Stwierdzono mianowicie, że dwunastościany rombowe mają najczęściej odcień żółty, natomiast ośmiościany są zwykle bezbarwne. Równocześnie w wielu kryształach może wystąpić niejednolitość zabarwienia, polegająca na strefowym i wyraźnie różniącym się nasyceniu barwą. Z zatem dokładne ustalenie tych różnic ma również istotny wpływ na proces obróbczy i późniejszą jakość kamieni oszlifowanych. Trzecim ważnym czynnikiem, który powinien być ustalany w etapie wstępnym jest czystość surowego diamentu. Bada się więc rodzaj i charakter inkluzji, wielkość, formę wykształceń, liczbę i rozmieszczenie w krysztale. Określa się również położenie i zasięg śladów łupliwości, rys przełamowych i pęknięć naprężeniowych, a więc tych wszystkich zaburzeń struktury, które mogą mieć wpływ na proces szlifowania i rzutować na późniejszą ocenę jakości kamienia. Obecnie niezwykle pomocne w tym względzie okazały się metody tomografii komputerowej. Metody te, dzięki zastosowaniu odpowiedniego urządzenia, dają przestrzenny obraz diamentu z jego wszystkimi wadami wewnętrznymi, dzięki czemu, poprzez komputerową symulację, możliwe jest precyzyjne zaprogramowanie wszystkich operacji związanych z procesem szlifowania. Istotną przeszkodą w upowszechnieniu tej metody jest niestety znaczny koszt urządzenia, dlatego też wielu szlifierzy w dalszym ciągu stosuje tradycyjne metody przeprowadzenia oględzin, wykorzystując w tym celu małe, płaskie „okno”, uprzednio wypolerowane na jednej ze ścian kryształu.

Etap drugi – łupanie kryształu. Czynności tej poddawane są zwykle kryształy słabo wykształcone, zdeformowane, zbliźniaczone lub silnie zanieczyszczone. Jest to czynność wymagająca dużej wiedzy i doświadczenia. Chodzi bowiem o taki podział kryształu, by jego części były nie tylko możliwie jak największe ale również jak najczystsze, to znaczy by przydatność do dalszej obróbki była skorelowana z obrabianych kamieni. Dlatego też w trakcie czynności łupania coraz częściej zwraca się uwagę nie tylko na potencjalne powierzchnie podziału (płaszczyzny łupliwości) ale również na równoczesną możliwość eliminowania różnego rodzaju defektów zewnętrznych i wewnętrznych, takich jak pęknięcia, płaszczyzny zbliźniaczeń, wyraźne ślady łupliwości, znaczące inkluzje i in. Warto przypomnieć, że diament charakteryzuje łupliwość oktaedryczna (wg płaszczyzny (111)), a zatem potencjalnymi powierzchniami podziału są płaszczyzny ośmiościanu. Oczywiście im dokładniejsze będzie ich ustalenie, tym skuteczniejsze i pewniejsze powodzenie całej operacji, zwłaszcza gdy zważyć na dużą kruchość diamentu.

Etap trzeci – piłowanie (cięcie kryształu). Czynności tej poddawane są kryształy duże, dobrze wykształcone o formie sześcianu, ośmiościanu i dwunastościanu rombowego, pod warunkiem, że podział kryształu na części został z góry zaplanowany. Do cięcia używa się specjalnych pił (pilarek) z tarczami z brązu fosforowego (fot. 3).

Etap czwarty – szlifowanie wstępne, polegające na formowaniu postaci (rys. 3). Formuje się rondystę, czyli pas oddzielający część górną (koronę) kamienia od jego części dolnej (pawilonu). W przypadku szlifu brylantowego, rondysta ma obrys kolisty.

Etap piąty – szlifowanie właściwe, polegające na szlifowaniu tafli (czoła) kamienia, dalej koletu oraz faset głównych korony i pawilonu (fot. 4). Proces kończy formowanie pozostałych faset. Przed rozpoczęciem czynności fasetowania, kamienie poddawane są selekcji celem ustalenia kierunków fasetowania, co jest związane z występującą anizotropią twardości. Ogólną zasadą przy szlifowaniu diamentów jest zachowanie równoległości tafli kamienia do ścian sześcianu (100), ścian ośmiościanu (111) lub do ścian dwunastościanu rombowego (110) (rys. 4). Na tej podstawie wyróżnia się trzy rodzaje brylantów: czterokierunkowe (ang. four-point diamond) (rys. 4a), trójkierunkowe (ang. three-point diamond) (rys. 4 b) i dwukierunkowe (ang. two-point diamond) (rys. c). Doświadczalnie stwierdzono, że najłatwiej szlifuje się płaszczyzny równoległe do czterokrotnych osi symetrii. Płaszczyznami takimi są ściany sześcianu i dwunastościanu rombowego. Z kolei nachylone do tych osi płaszczyzny ośmiościanu, procesowi szlifowania poddają się najtrudniej. A ponieważ większość szlifowanych faset jest tylko wyjątkowo równoległa do czterokrotnych osi symetrii, dlatego wybiera się kierunki szlifowania najbardziej zbliżone do jednej z tych osi. Praktyczne wykorzystanie anizotropii twardości na przykładzie szlifu brylantowego pokazano na rys. 5.

Etap szósty – polerowanie, które jest kontynuacją szlifowania. Do tego celu używa się odpowiednich tarcz i past polerskich.

Etap siódmy – sprawdzenie poprawności wykonania szlifu, jego proporcji i symetrii, a następnie czyszczeniem przez gotowanie w roztworze kwasów, głównie siarkowego.

Uzysk masy diamentu

Uzysk masy ze szlifowanych kryształów diamentów zależny od ich formy (kształtu), a rozrzut masy może być znaczny. Potwierdzają to dane szacunkowe, według których uzysk diamentów oszlifowanych z form dobrze wykształconych wynosi ok. 50-60% masy początkowej, natomiast przy formach wyraźnie zdeformowanych już tylko ok. 30%, a przy formach płaskich i bliźniakach zaledwie ok. 10-20% (fot. 5, 1-12).

PROSTE SZLIFY BRYL ANTOWE

Szlif rozetowy diamentu

Szlif rozetowy jest pierwszą formą szlifu, w której zastosowano płaskie fasety. Nazwa tej formy pochodzi od róży; jest wynikiem skojarzenia pewnego podobieństwa w rozmieszczeniu faset w kamieniu do układu płatków dobrze rozwiniętej róży. Szlif rozetowy był powszechnie stosowany w XVII w.; obecnie wykorzystywany jest rzadko i głównie przy obrabianiu małych fragmentów kamieni tzw. macle. W epoce wiktoriańskiej był stosowany do szlifowania bardzo modnych wówczas, ciemnoczerwonych granatów. Kamienie o rozetowej formie szlifu mają fasetowaną tylko część górną, podczas gdy część dolna stanowi płasko oszlifowaną bazę. Część górna ma kształt piramidy z trójkątnymi fasetami schodzącymi się pod mniejszym lub większym kątem na szczycie. Najprostsze formy szlifu rozetowego pokazano na rys. 6. Obecnie znane są również inne odmiany szlifu rozetowego. Należą do nich: pełna rozeta holenderska (rys. 7 a), rozeta antwerpska lub brabancka (rys. 7 b) i wiele innych. W przypadku formy podwójnej, którą można scharakteryzować jako połączenie podstawą dwóch form pojedynczych, otrzymuje się podwójną rozetę holenderską.

Szlif taflowy diamentu

Jest to prawdopodobnie pierwszy szlif fasetowy dostosowany do ośmiościennej postaci kryształu diamentu. Jego najprostsza forma przypomina oktaedr o dwóch ściętych wierzchołkach. W części górnej, powierzchnia tafli równa jest połowie przekroju ośmiościanu w jego najszerszej części, w części dolnej jest dwukrotnie mniejsza. Szlif taflowy był szeroko stosowany przez dawnych Indian. W Europie został wprowadzony w drugiej połowie XIV w. przez szlifierzy norymberskich. Znanych jest wiele odmian szlifu tablicowego, wśród których na uwagę zasługuje tzw. szlif Mazariniego (rys. 8a) i Peruzziego (rys. 8 b), rozpowszechnione we Francji i Włoszech w XVII w. Obecnie szlif taflowy stosowany jest głównie w formie bardzo cienkiej; tak oszlifowane kamienie spełniają rolę szkiełek nakrywkowych różnych miniatur osadzanych np. w pierścieniach.

Szlif schodkowy diamentu

Pierwowzorem tej formy szlifu, obecnie bardzo rozpowszechnionej, był szlif taflowy. Charakteryzuje się on dużą, płaską powierzchnią czołową (taflą), którą otacza seria prostokątnych faset przypominających stopnie schodów. W części górnej kamienia fasety narastają stopniowo, obniżając się stromo do jego najszerzej krawędzi; część dolna kamienia wykazuje podobne, prostokątne fasety obniżające się schodkowo w kierunku dolnej fasety podstawy. Obrys kamienia może mieć kształt kwadratowy, prostokątny, trójkątny, rombowy lub kształt fantazyjny: latawca, gwiazdy, klucza i in. Prostokątna lub kwadratowa forma szlifu o ściętych narożach (ośmiokątny obrys kamienia w płaszczyźnie rondysty) zwana jest szlifem szmaragdowym (rys. 9). Kamienie małe o szlifie schodkowym i wydłużonym, prostokątnym lub trapezowym kształcie, znane są jako bagiety (franc. baquette) (rys. 10 a, b); ich odmianą jest kamień o szlifie schodkowym i kwadratowym kształcie zwany carre (rys. 10 c).

Stare szlify brylantowe

W praktyce jubilerskiej często zdarza się, że diamenty mają szlif znacznie odbiegający od proporcji „idealnych”. Najczęściej są to diamenty o starych szlifach, wykonywanych w XIX w. lub wcześniej. Diamenty takie nie wykazują tak wspaniałych efektów optycznych jak szlifowane współcześnie. Diamenty o starym szlifie brylantowym można podzielić na dwie grupy, przy czym cezurę stanowi tu połowa XIX w. Diamenty pochodzące z przed tego okresu mają najczęściej obrys kamienia zbliżony do kwadratu (ang. cushion), o mniej lub bardziej wypukłych bokach, charakterystyczny układ faset, bardzo duży kolet i małą taflę (rys. 11). Diamenty szlifowane po tym okresie mają również niewielką taflę i duży, ścięty kolet jednak obrys kamienia kolisty lub zbliżony do kolistego oraz dość symetryczny układ faset (rys. 12).

SZLIF BRYLANTOWY

W przeważającej większości szlif brylantowy jest stosowany do diamentów, dlatego też nazwa „brylant” jest często uważana za synonimiczną nazwę diamentu. Szlif brylantowy został wymyślony w XVII w. (niektóre źródła sugerują, iż znany był już w XIV w.) przez weneckiego szlifierza Vincenzio Peruzzi. Współczesne określenie „brylant” (rys. 13 a) odnosi się do formy okrągłej, mającej w górnej części (koronie) 33 fasety, w tym taflę, zaś w części dolnej (pawilonie) 25 faset, w tym kolet. Wyróżnia się następujące fasety:
1) w części górnej (koronie) – taflę, 8 faset tafli, 8 faset głównych korony, 16 faset rondysty korony (rys. 13 b);
2) w części dolnej (pawilonie) – 8 faset głównych pawilonu, 16 faset rondysty pawilonu, kolet (rys. 13 c).
Pas oddzielający część górną od dolnej nazywa się rondystą; stanowi on ochronę przed uszkodzenia-mi zbiegających się tu krawędzi faset.

 

Sprawdź także nasze kompendium wiedzy o pozostałych kamieniach szlachetnych:

• Diament / Brylant
• Czarny diament
• Rubin
• Ametyst
• Akwamaryn
• Agat
• Ametryn
• Szafir
• Szmaragd
• Topaz
• Cymofan
• Jadeit
• Morganit
• Howlit
• Perydot
• Aleksandryt
• Heliodor
• Granat
• Tanzanit
• Turmalin