УДК 622.371 Антонова Ирина Игоревна Свирин Сергей Анатольевич студенты группы ТХ-1-07
advertisement
УДК 622.371 Антонова Ирина Игоревна Свирин Сергей Анатольевич студенты группы ТХ-1-07 Московский государственный горный университет КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПРИРОДНОГО АЛМАЗНОГО СЫРЬЯ НИЗКИХ КАЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК COMPUTER SIMULATION OF NATURAL PRODUCTS FROM DIAMOND MATERIAL CHARACTERISTICS OF LOW QUALITY Начиная с 90-х годов XXв в ювелирном искусстве появилось новое направление – изготовление ювелирных украшений с использованием неограненных алмазов и природного алмазного сырья низких качественных характеристик. Появление такого направления вызвало интерес потребителей, поскольку необработанные природные камни не столь роскошны, как традиционные бриллианты, но они поистине уникальны. Неограненные алмазы в качестве вставок в ювелирные изделия на сегодняшний день являются самой яркой ювелирной тенденцией. В дизайне используется различная текстура, смешивание разных металлов и использование новых камней. Также очень популярно совмещение не ограненных алмазов с белыми бриллиантами (рис. 1). Среди других тенденций: отдача предпочтения камням, которые не огранены традиционным способом. Так, например, для обработки многих цветных камней используется огранка «роза», плоская сверху и Рис. 1. Ювелирные изделия c сточенная по краям, словно панцирь использованием неограненных черепахи. алмазов и бриллиантов. Компания Украшения с неограненными алмазами Diamond in the rough заведомо уникальны даже при использовании однотипной оправы, так как двух одинаковых камней в природе существовать не может. Основным потребителем в случае производства возможно обработанных, но не ограненных алмазов являются ювелирные предприятия, которые заинтересованы в покупке неограненных алмазов, обладающих внешними качествами, для использования в качестве вставок в ювелирные изделия. Также продукт 13 можно рассматривать в качестве коллекционного материала, спрос на который в последние годы растёт. Основными классификационными признаками сырья при создании высокотехнологичных ювелирных изделий с новым дизайном являются: размерность, форма и степень искажения формы, характер поверхности естественных граней, дефектность (качество), цвет. Не все формы кристаллов подходят для реализации нового дизайна и художественных возможностей новой технологии. Могут быть выделены следующие виды обработки алмазного сырья для изготовления ювелирных изделий: 1. Обработка, в процессе которой сохраняется природная форма кристалла (сюда же относятся кристаллы, не подвергшиеся обработке, рис. 2). В этом случае кристалл может быть подшлифован традиционным способом или обработан с применением Рис. 2. Природная форма квантово-волновой технологии для кристаллов сохранена. повышения его декоративных свойств и Автор – Todd Reed стоимости. 2. Обработка производится для последующего крепления кристалла или его частей. Сюда относятся такие виды обработки, как, например, распиливание симметричного кристалла на две части (для изготовления серег, браслетов и других симметричных украшений, рис. 3), образование отверстия в кристалле (чаще всего сквозного, для крепления с помощью штифта), подшлифовка обширных участков кристалла, затрудняющих крепление. 3. Грубая обработка, в процессе которой форма может быть сохранена на уровне блоков. К этому виду обработки можно отнести обработку «роза» и другие способы формообразования алмаза, не относящиеся к огранке и к предыдущим двум пунктам. Необходимость такой обработки может быть Рис. 3. Для изготовления симметричный обусловлена замыслом дизайнера или серег кристалл был распилен крупными дефектами. Необходимость компьютерного надвое по плоскости моделирования при создании изделий из симметрии. природного алмазного сырья низких качественных характеристик обусловлена тем, что моделирование является технологическим этапом обработки кристаллов алмаза. При огранке этот этап представляет собой исследование и разметку и осуществляется с 14 помощью специализированных программ, направленных на максимально эффективное использование сырья. В отличие от огранки, целью моделирования является создание оптимальной поверхности, сохраняющей уникальные особенности данного кристалла, и на уровне блоков природную форму, с возможным устранением дефектов. Чтобы качественно произвести обработку, необходимо создать модель исходного кристалла с учетом его морфологических особенностей, а затем с помощью средств моделирования создать возможные варианты конечного изделия. Таким образом, появляется возможность выбора из полученных при визуализации моделей оптимальной, с учетом требований к изделию и особенностей строения конкретного кристалла. На сегодняшний день существует множество программ для объёмного компьютерного моделирования, широко используемых в ювелирной промышленности и в камнеобработке. Далее рассмотрены программы, с помощью которых может осуществляться моделирование изделий из кристаллов алмаза природной формы, обладающих низкими качественными характеристиками. К ним относятся программы, применяемые для моделирования при создании ювелирных изделий, и программы, применяемые для прототипирования. Несмотря на большое количество различных вариаций, большинство программных сред основывается на схожих принципах построения объемных геометрических тел. В связи с этим рассматривается ограниченное количество программ, разделённых по основным принципам построения и назначению. К программам для моделирования относятся 3ds max и Maya компании Autodesk, Rhinoceros разработки Robert McNeel & Associates, и другие. Эти программные системы предназначены для создания и Рис. 4. Модель изделия, редактирования трёхмерной графики. Они с пмощью позволяют создавать библиотеки данных – созданная форм кристаллов, поверхностей и программы 3DS max. материалов, что обеспечивает наглядность и точность визуализации, а также создавать максимально приближенные к реальным модели для визуализации, обработки, оценки и выбора оптимальных форм для обработки кристалла (рис. 4). Эти модели могут быть импортированы в программы для прототипирования, что обеспечит точность крепления вставки в изделии. При создании моделей кристаллов сложной неправильной формы удобнее использовать программы, специализирующиеся на NURBS моделировании, так как форму таких кристаллов проще разбивать на простые элементы и создавать контур путём формирования рёбер с последующим формированием поверхностей. 15 К программам, применяемым для прототипирования, относятся ArtCAM, JewelCAD и другие. Такие программные среды применяются для создания объёмных рельефов и последующей обработки с применением полученных моделей. Они позволяют создавать модели ювелирных изделий с применением алмазов природной формы, изготавливать восковые модели для изготовления ювелирных изделий и соблюдать при этом необходимую точность расположения вставки в изделии. Таким образом, компьютерное моделирование при обработке алмазов природной формы необходимо производить с целью выбора оптимальной формы изделия. При обработке алмазов наиболее оптимальными являются программные системы для создания и редактирования трёхмерной графики (3ds max, Rhinoceros). Программные среды для создания объёмных рельефов (ArtCAM, JewelCAD) могут быть использованы при создании ювелирных изделий для прототипирования с высокой точностью. Трёхмерные компьютерные модели изделий могут быть использованы при дальнейшем изготовлении ювелирных украшений с использованием алмазов природной формы. Аннотация Компьютерное моделирование является неотъемлемым этапом производства изделий из алмазного сырья низких качественных характеристик. На сегодняшний день такими изделиями являются вставки в ювелирных изделиях с применением кристаллов алмаза. В докладе рассмотрены программы для компьютерного моделирования и особенности моделирования. Computer modeling is an essential step in manufacturing of rough diamonds with low-quality characteristics. To date, these products are inserted into the jewelry with diamond crystals. The report covers programms for the computer modeling and modeling features. Ключевые слова компьютерное моделирование, алмаз природной формы, обработка алмаза computer simulation, modeling, natural diamond shape, diamond processing, rough diamond 16
