Технико-экономическая оценка

 

 

По способу производства ювелирные изделия бывают индивидуального и массового (серийного) производства.

При индивидуальном изготовлении мастер-ювелир выполняет все работы от начала до конца вручную, используя оборудование только для получения первоначальной заготовки или необходимого профиля металла. Этот способ применяется при создании отдельных образцов или дорогостоящих ювелирных изделий со сложной и тонкой художественной отделкой, а также при использовании нестандартных по размерам и формам драгоценных и полудрагоценных камней.

При массовом изготовлении изделия создаются механической обработкой и точным литьем по выплавляемым моделям. Лучшие ювелирные изделия изготавливают малыми сериями.

Совершенствование производства ювелирных изделий предполагает сочетание высокой технике исполнения, богатой творческой фантазии, современных форм, отвечающих требованиям моды и национальным традициям, использование нетрадиционных материалов.

 

Характеристика основных стадий производства ювелирных изделий, их технико-экономическая оценка.

Основными процессами изготовления ювелирных изделий являются следующие: заготовка материалов, создание форм изделий, филигранные и отделочные работы, декорирование и закрепление камней.

Заготовка материалов.

Заготовку материалов осуществляют путем составления лигатуры и ее плавки, вальцовки, волочения, ковки и резания.

Для золота основными лигатурными металлами являются серебро и медь в зависимости от того, какую пробу золотого сплава необходимо получить.

Плавку драгоценных металлов производят в графитовых тиглях в электропечах (более совершенный способ), а также в газовых, нефтяных и коксовых печах. Сначала плавят тугоплавкие металлы, затем вводят легкоплавкие. Для получения соответствующих заготовок (в виде полос или проволоки) расплавленный металл разливают в подогретые стальные или чугунные изложницы.

Вальцовку (прокатку) производят на специальном стане, при этом получают листы, полосы или прутки металла желаемой толщины и формы. Полученные в результате вальцовки полосы или листы металла размечают и раскраивают на заготовки нужных размеров для использования в последующих операциях по изготовлению изделий.

Процесс прокатки состоит из нескольких циклов для постепенного уменьшения толщины прокатываемого материала. Между циклами производят плавление, промывку, а также отжиг прокатываемого металла для облегчения его

 

дальнейшей обработки, так как в процессе прокатки повышается твердость металла.

Волочение производят путем протягивания слитка круглого сечения до определенного размера через проволочные вальцы. Затем полученную проволоку протягивают через отверстия волочильных досок до желаемого диаметра.

Ковка – это изменение поперечного сечения заготовки в горячем или холодном состоянии без снятия стружки. Из элементов кованых заготовок можно изготавливать такие украшения, как кольца, серьги, броши, булавки и др.

Создание форм изделий.

Формы изделий создают путем штамповки, сборки деталей и пайки, литьем по выплавляемым моделям.

Штамповка (вырубка или выдавливание) на прессах деталей или целых изделий – это один из основных процессов их массового изготовления. Для штамповки применяют стальные штампы, состоящие из двух рабочих частей. Нижняя часть называется матрицей, а верхняя – пуансоном.

Штампами вырубаются плоские изделия или заготовки для дальнейших операций производства, а также получают пустотелые изделия из пластин путем их вытяжки. Процесс вытяжки состоит в том, что пластину обрабатываемого металла кладут на матрицу, а сверху давят пуансоном, в результате пластина прогибается и принимает форму матрицы и пуансона. На штампах для вытяжки выгравировывается рисунок, который и выпрессовывается на изделиях в процессе прессования.

Изделия сложных форм штампуют в несколько приемов на разных штампах с промежуточными отжимами, для того, чтобы избежать перенапряжения металла и разрыва заготовок.

В соответствии с особенностями проведения технологических операций штамповки для получаемых изделий характерно наличие заусенцев, т.е. слегка приподнятых частей или нахлеста металла на внутренней стороне изделия, что позволяет безошибочно диагностировать метод изготовления.

В последние годы штамповкой создают легковесные объемные украшения. Штамповка используется практически на всех крупных и средних предприятиях. Но из-за высокой стоимости штампов она рентабельна только при большой тиражности, что ведет к однообразию ассортимента. Многотиражность штампованных изделий не удовлетворяет покупателей, которые стремятся приобрести недорогие, но оригинальные изделия.

Полученные в процессе вырубки или вытяжки на прессах и вращательных станках готовые заготовки отдельных деталей (касты и планки для колец, детали брошей и др.) собирают вручную путем пайки. Все детали очищают от грязи, жиров и окислов.

Пайку производят специальными припоями, которые состоят из сплавов металлов, соответствующих пробе изготовляемых изделий, но менее термостойкими. Припой по цвету не должен отличаться от цвета изделия.

Наиболее трудоемким является процесс ручной пайки цепочек, звенья которых должны быть прочно соединены между собой, тщательно пропаяны без

 

зазоров и следов припоя. За последнее время процесс изготовления цепочек на большинстве предприятий автоматизирован. Пайка звеньев цепочек осуществляется на паяльных автоматах, с применением порошкообразного припоя сложного состава.

Для совершенствования процесса сборки в настоящее время применяется более прогрессивный метод плазменной сварки.

Плазма представляет собой смесь электрически нейтральных молекул газа и электрически заряженных частиц – электронов и положительных ионов; а иногда и тяжелых отрицательных ионов. Плазма может быть получена различными способами, самым простым и распространенным из которых является нагрев газа в дуговом разряде. Кроме того, применяется конденсаторная сварка.

Конденсаторной сваркой можно получить стыковые, точечные и другие виды соединений и деталей малых толщин металлов драгоценных (золото, серебро, платина) и недрагоценных.

После сборки и пайки изделия подвергаются дальнейшей обработке – опиловке, очистке, шлифовке, полировке при необходимости отжигу и др.

Литье по выплавляемым моделям является наиболее прогрессивным способом изготовления тонкостенных и сложных по конфигурации изделий из сплавов золота и серебра. При этом способе предъявляются высокие требования к чистоте поверхности изделий (не ниже 4-го класса). Характерной особенностью является использование специальных пресс-форм, вспомогательных материалов и принудительное заполнение литейной полости форм жидким металлом под действием центробежных сил или вакуумного всасывания.

Процесс литья по выплавляемым моделям состоит из нескольких операций (подробно метод производства изображен на блок-схеме, рис 4.1).

Модель снабжают специальным литником, который рассчитывают и создают вместе с моделью. Затем изготовляют резиновую пресс-форму. Для этого сырую резиновую смесь (определенных марок) прессуют до определенной толщины на вулканизационном прессе с электрическим подогревом при повышенном давлении и в течение заданного времени. Спрессованную резиновую смесь режут на пластины и укладывают их в обойму (пакет), при этом между верхней и нижней пачкой пластин кладут модель, которая является эталоном изделия, воспроизводимого при последующих операциях. Обойму, подогретую до определенной температуры, закладывают под пресс, где при определенном давлении происходит вулканизация. Обойму извлекают из-под пресса, охлаждают в воде, извлекают резиновую пресс-форму, которую разрезают скальпелем по наиболее целесообразной линии разъема, и вынимают модель.

Затем в резиновой пресс-форме изготавливают восковую модель. Модельный воск представляет собой однородную смесь из двух-трех воскообразных компонентов, отвечающую требованиям достаточной пластичности и прочности. Состав загружают в инжекционный бачок. После этого включают нагреватель и регулируют давление сжатого воздуха в зависимости от величины и формы модели. На рабочую часть резиновой пресс-формы наносят тонкий слой тальковой пудры. Нагретый до определенной температуры модельный состав

 

путем надавливания подается из бачка в пресс-форму. Заполненную модельным составом пресс-форму охлаждают и осторожно извлекают восковую модель.

Для сборки моделей в блоки используются литники – восковые стояки с металлическим стержнем внутри. На литник тонким лезвием электропаяльника припаивают модели, которые образуют блок – куст. Блок моделей заливают формовочной массой (гипс и огнеупорный материал, размешанные в воде) и помещают на вибростол, где производится вибровакуумирование.

Изготовленную таким образом форму извлекают из устройства, выдерживают некоторое время до полного затвердения массы, а затем восковой модельный состав выпаривают, выплавляя его из формы в специальных печах с помощью водяного пара в течение 40 – 60 минут при температуре 80 – 100°С. Металл заливают в формы в специальной установке для центробежного литья; частота вращения плавильного узла 11 – 220 об./мин. Отделяют блок от формовочной массы легкими ударами молотка по стержню блока. Окончательно очищают отливки от формовочной смеси в 30%-ном растворе плавиковой кислоты. После промывки и сушки можно отделять отливки от литниковой системы.

Отдельные отливки еще не являются готовыми даже в том случае, если они сделаны по модели целого изделия. Они поступают в монтировочный цех для обработки поверхности, подгонки размеров колец, сборки замковых узлов в серьгах и брошах, припайки ушек кулонов и т.д., и только после окончательной монтировки можно приступать к закреплению камней и полировке. Монтировка – процесс соединения отдельных деталей изделий путем пайки, сварки, клепки.

Микролитье, или точное литье по выплавляемым моделям, - это наиболее эффективный способ тиражирования ювелирных изделий. Литьем получаются как отдельные детали для последующей их монтировки, как и целые изделия. Применение литья позволяет получить любое количество копий сложнейших изделий, изготовленных вручную, которые требуют только незначительной ручной доработки. Кроме того, мелкосерийное производство украшений способом литья предпочтительнее штамповки. Технология производства отливок по выплавляемым моделям значительно повышает производительность труда и качество изготовляемых изделий.

Отделочные операции.

К отделочным операциям относят операции, связанные с обработкой поверхности изделий: галтовку, пескоструйную обработку, крацовку, шлифовку и полировку.

Галтовка – это очистка поверхности изделий путем вращения их в барабанах, загруженных стальными шариками, кожаными обрезками, песком и другими абразивными материалами.

Пескоструйную обработку ведут сухим песком, который под давлением из сопла (суживающейся конической насадки) направляют на изделие. В результате такой обработки изделия приобретают шероховатую поверхность.

 

 

Крацовку производят круглыми щетками из тонкой латунной или стальной проволоки на вращательном станке, чтобы придать изделию необходимую матированную поверхность.

Шлифовку изделий применяют для создания ровной поверхности с помощью вращающихся шлифовальных войлочных, фетровых или бязевых кругов и порошков – пемзы, наждака.

Полировка придает изделиям глянец и зеркальный блеск. Вручную изделия полируют гладилами из стали и гематида (минерал – окись железа). Изделия, имеющие форму тел вращения, полируют на полировальных станках с помощью кругов из хлопчатобумажной ткани с применением порошков – крокуса, трепела. Широко применяют электролитическое полирование и отделку поверхности золотых и серебряных изделий алмазными резцами.

Декорирование.

Ювелирные изделия декорируют различными способами – золочением и серебрением, оксидированием, анодированием, гравировкой, чернением, нанесением художественной эмали, инкрустированием, чеканкой.

Золочение и серебрение – это гальваническое покрытие стойкими металлами менее стойких для придания изделиям нарядного вида и защиты их от коррозии. Обычно золочение и серебрение производят электролитическим способом. Слой золочения и серебрения может быть различным в зависимости от вида изделия и его назначения.

Оксидирование – это покрытие в декоративных целях поверхности серебряных и посеребренных изделий или отдельных ее участков темным налетом, иногда с постепенным переходом к светлому тону.

 Анодирование (анодное оксидирование) – это получение искусственной пленки и окрашивание изделий из алюминия под цвет золота и в другие цвета.

Гравировку изделий производят вручную, механизированным способом и путем вытравливания поверхности.

Чернение – это украшение изделий из серебра рисунками из черни, по внешнему виду напоминающую черную эмаль. Рисунки бывают орнаментальными и сюжетными.

Инкрустирование – способ отделки, при котором отдельные углубления на лицевой поверхности изделий из дерева или металла заполняются костью, металлом, стеклом или ювелирными камнями.

 

 

Рис 4.1 Блок-схема технологического процесса изготовления ювелирных изделий из золота методом литья по выплавляемым моделям

 

1 – сырая резиновая смесь; 2-3 – подготовка резиной смеси; 4 – прессование резиновой смеси на вулканизационном прессе; 5 – охлаждение обоймы с резиновой смесью в воде; 6 – разрезание резиновой пресс-формы; 7 – вынимание из резиновой пресс-формы модели (эталона изделия); 8 – изготовление восковой модели в резиновой пресс-форме; 9 – сборка моделей в блоки, образование блок-куста; 10 – вибровакуумирование; 11 – выпаривание воскового состава в печах; 12 – отделение отливок от литниковой системы.