未カットの「でこぼこ」宝石用原石の体積最適化カット

宝石用原石のカットと研磨は、高価な原材料を、同じものが二つとない宝石に変貌させる奥深い知識と昔ながらの伝統を伴う技能です。現代の3次元スキャン技術を用いることで、未加工の宝石用原石の利用を大きく改善し、非の打ち所がないカットおよび研磨された宝石の制作を可能にします。

目的および測定対象物

手作業によるカット手順の完了を終えると、高価な原材料の中で、さらに処理を行うことができる部分は、もし残っていたとしても驚くほどわずかにすぎません。未カット宝石用原石の約3分の2が、カット加工の間に失われ、わずかに3分の1が宝石に加工されます。SmartScan による未カット宝石用原石の3次元測定は、上記のカット損失量を最小にする目的に役立つばかりか、そのことにより、宝石の価格をも引き上げることになります。また、結果の3Dデータは、後続の完全自動化研磨加工の基礎データとしても機能します。 

未カット宝石用原石の可能性を最適に利用するため、宝石原石カッターの目的は、カットと研磨の形、釣り合い、およびカット面の無数の組合せを特徴とする天然色原石を相手に、あらゆる原石の最適なカットパターンを割り出すことを基本とします。今日まで、この加工は、完全に手作業で行われてきており、個々のカッティングは、もっぱら各熟練職人の知識と経験とに基づいて選択されてきました。 

未カットでサイズの小さい原石は、非常に不規則な形を特徴とし、そのデータ取得の点で、伝統的なデジタル化処理装置には、特に難題となっています。ブルックマン社の開発した革新的で高度な技術により、現在では、カッティングと研磨の両加工は完全に自動で行うことが可能となりました。

回転/傾動ユニットには、ロボットにより未カット原石が供給され、測定工程は、同ユニットを用いて完全に自動的に実施できます。原石個々の透明性により異なりますが、未カット原石は、除去可能な艶消し表面によってコーティングする必要のある場合があります。1分未満の極めて高速なイメージ生成時間のもと、SmartScanは、この上なく複雑な原石の形を正確かつ効率的に補足します。 

短時間でユーザーが実施できる高精度較正により、最高水準の精度が常に保証されます。各原石のサイズにもよりますが、イメージ対角線に25～50 mmの測定範囲における視野変動を利用しています。スキャン工程の後、物体の幾何学的構造が計算、視覚化され、10分未満に次工程に直ぐ利用できる状態となります。

ワークフロー

デジタル化処理装置の捕捉した未カット原石の3次元データは、Fraunhofer Institute for Technological and Industrial Mathematics ITWM (ドイツのカイザースラウテルン)の特別開発したソフトウェアにエクスポートされます。同ソフトウェアは、さまざまな形を対象として最適な包埋、均整、およびカット面パターンを計算し、選択可能なさまざまな計算結果を提示します。次の工程では、未カット原石は、17軸原石カット機により、完璧な形にされ、研磨されます。

結果

高効率で完全自動化された高度な加工シーケンスの結果として、SmartScanは、個々の未カット宝石用原石の立体形を測定し、次に控えている処理のための3次元データを生成します。この3次元データに基づいて実行される最適化手段が何であれ、測定関連の相当な時間節約ばかりでなく、測定に続くカットや研磨工程での原料損失量もかなり減少する結果をもたらします。最終結果の原石は、手動カッティング工程による原石と比較して、重量が重く、したがって、価値も高くなります。 

 
当社は、このアプリケーションレポートをまとめるにあたり示されたPaul Wild GmbHおよびAndreas Dinges (ITWM)両社の行き届いた協力とサポートに感謝したいと思います。