ファセット加工機

ファセット加工機とは、鉱物標本にファセット（面）を加工し、研磨することができる装置と広義に定義されます。加工機の精巧さは、原始的なジャムペグ加工機から、高度に精巧で高価な市販機まで様々です。加工機は、ダイヤモンドをファセット加工する機械とそうでない機械に大きく分けられます。ダイヤモンドのファセット加工には専用の機材が必要であり、職業としてのファセット加工がダイヤモンドと非ダイヤモンドの職人技のギャップを埋めることはほとんどありません。さらに、工業用ファセット加工とカスタム／趣味用ファセット加工に分けられます。宝石店で販売される宝石の大部分は、海外の工場で、あるいは完全に機械によってファセット加工されています（ダイヤモンドは、ファセット加工に訓練と専用の機材が必要となるため、例外です）。カスタムジュエリーは、今でもカスタムメイドの金属加工や大量生産された宝石で作られることが一般的ですが、珍しいカットや特に高価な宝石は、個人用のファセット加工機でファセット加工されることが多いです。

家庭用およびカスタムファセットマシン

多くのメーカーが非商用ファセット加工機を販売しています。Ultra-Tec、Facetron、Graves、Poly-Metricなどが一般的ですが、競合ブランドも数多く存在します。価格は1,800ドル強から5,500ドル以上までと幅広く、必要な追加機器や消耗品は含まれていません。

ファセット加工機の仕組みの基本を、このタイプの機械を通して探究します。ファセット加工機は、マスト/ヘッドアセンブリと研削ホイール（またはラップ）という2つの主要部品で構成されています。粗い鉱物片をヘッドに取り付け、ヘッドの角度、回転、高さを調整することで、鉱物を研削ホイールに接触させ、ファセット面を研磨します。

主要コンポーネント

マストアセンブリはファセット加工機の心臓部です。残りの機械部分は、研削ホイールの軸、軸を動かすモーター、ドリップタンク、そして制御スイッチなど、シンプルな構造になっています。これらについては以下で説明します。

アーバー：レコードプレーヤーの中央にある突起のようなもので、レコードを載せる部分です。ラップ（または研削ホイール）はレコードではなくこの上に載せられ、回転時に完全に平らに動くように機械加工されています。

アーバーナット: ラップの上部を貫通してアーバーに固定するネジ。

モーター：通常、モーターは機械の下部に収納され、いくつかの方法で軸に取り付けられます。モーターは常に速度可変で、中には時計回りと反時計回りの両方に回転できるものもあります。

ドリップタンク：ドリップタンクには2つの目的があります。1)原石とラップの接触によって生じる摩擦によって熱が発生し、ラップが損傷したり、砥石に応力割れが生じたりする可能性があります。ドリップタンクでは、スピゴットを介して滴下速度を選択でき、スピゴットをラップ上に、アーバーから近い位置または遠い位置に配置できます。2) 鉱物の研削時に発生する粉塵は、吸入すると肺疾患を引き起こす可能性があります。水流によって粒子がスラリー状に捕捉され、ラップの周囲と下部にあるゴム製の容器に排出されます。この容器には排出管が付いており、排出管から別の容器に排出されます。

コントロール: コントロールは一般にシンプルで、ラップの回転速度（主要なコントロール）を制御します。また、回転方向（時計回りまたは反時計回り）を制御する場合もあります。

マストアセンブリ

前述の通り、マストアセンブリこそがファセット加工機をファセット加工機たらしめる要素です。その構成要素は以下の通りです。

マスト：機械のベースに取り付けられた垂直のポールで、アセンブリを配置する場所です。ポールは、ラップに対して垂直になるように細心の注意を払って加工する必要があります。これは、ファセットの角度を選択した際に、正しい角度で配置できるようにするためです。ファセットの角度が適切でないと、宝石は輝きを失い、むしろ無表情になったり、透明になったりする可能性があります。

ドップ：原石は、真鍮または鋼製の棒（ドップまたはドップスティックと呼ばれる）の先端に接着または高温のワックスで固定されます。ドップのもう一方の端は、ファセットヘッドのクイルに挿入されます。露出した原石は通常、パビリオンと呼ばれる石の底面になります。パビリオンがファセット加工され、研磨された後、治具を使用してパビリオンを別のドップに取り付け、石の粗い面をドップから取り外します。この粗い面が石の上部、つまりクラウンになります。

クイル：ドップはクイルに挿入され、ラップに向かって下げられてファセットが配置されます。クイルは、ファセット加工中に手で保持される機械の一部です。クイルのもう一方の端は、アセンブリのメインヘッドに接続されています。

インデックスホイール：宝石を上から見ると、ある種の対称性があることがわかります。ほとんどのラウンドブリリアントダイヤモンドは8回対称性を持ち、エメラルドカットは2回または4回対称です。石の周囲にファセットをカットするには、クイルをその長軸を中心に回転させる必要があります。インデックスホイールは、この作業を再現性と精度の高い方法で実行できるようにします。たとえば、インデックスホイールの歯数は64です。8回対称のラウンドストーンをカットする場合、石の周囲の各メインファセットのインデックスは、0、8、16、24、32、40、48、56に設定されます。四角い石をカットする場合は、0、16、32、48のみが使用されます。

角度調整／ゴニオメーター：ファセット加工機は、ファセットの角度を設定する機構が機種によって大きく異なります。基本的に、角度を設定すると、クイルは正確にその角度まで下がり、その後物理的に停止するか、あるいは目標角度に到達したことを示す信号を送ります。

高さ調整：ファセットの深さは、ヘッドアセンブリがラップに対してどの程度高いか低いかによって決まります。これは、角度を選択し、ドップを挿入したクイルをその角度まで下げ、原石がラップに接触しているかどうか、またどの程度深く接触しているかを観察することによって決定されます。通常、最初の調整では原石がラップに接触する程度に設定され、非常に浅いファセットが配置されます。次に、ヘッドを微調整して下げ、ファセットを希望の深さになるまで何度も切り直すことができます。多くの機械では、ヘッドをマストから締め付けずに上下にスライドさせて大まかな調整を行うことができ、その後、上下に微調整を行うための別の機構を備えています。

ファセット加工機上のマストの位置
ドップに付着した原石のクォーツ宝石
ファセット加工機のクイル
ファセット加工機のインデックスホイール
ファセット加工機の角度調整部品

全体的な手順

まず、原石をドップの端に接着します。接着剤またはワックスが固まったら、ドップのもう一方の端をクイルに挿入します。インデックスは0と同じ64に設定します。この例の鉱物は石英なので、最初の角度は45度になります。これを設定したら、クイルを下げて、おおよそ45度で止まることを確認します。

次に、ヘッドの高さを大まかに調整し、原石がラップにちょうど接触する位置に下げます。機械の電源を入れると、ラップが回転し始めます。ドリップタンクの栓を開け、1秒あたり約1滴がラップに落ちるように調整します。そして、水が遠心力によって外側に運ばれ、ラップ全体を覆うように、ドリップタンクの栓をラップの中央付近に落とすようにします。クイルを慎重にラップに下げ、接触させます。これは研磨ラップなので、非常に粗く、蛇口から水が流れるような音がします。クイルに軽く圧力をかけ、鉱物を削り取り、クイルが所定の角度に達するまで続けます。クイルを持ち上げて、ファセットを検査します。

十分な深さ、つまりファセットの内側が石の中心線に達している場合は、インデックスを8に回転させます。クイルを再び下げ、2つ目のファセットを45度に研磨します。丸石をファセット加工する場合は、すべてのファセットを同じ深さにするのが標準であるため、マストの高さを設定する必要はありません。インデックスを回転させながらさらに6つのファセットを配置し、8角錐の形状を形成します。

これが長方形の石であれば、インデックスの 0 と 32 で 2 つのファセットが研磨され、その後ヘッドが上げ下げされて、16 と 48 の浅いまたは深いレベルに 2 つのファセットが配置されます。

パビリオンの基本形状が完成しました。異なる角度のファセットをさらに配置できます。基本形状が完成したら、徐々に粒度の細かいラップ研磨機で研磨していきます。ファセットを予備研磨した後、研磨剤を塗布した無粒ラップ研磨機で最終研磨を行います。

ダイヤモンドのファセット加工

ダイヤモンドは地球上で最も硬い物質として知られているため、そのカットに使用できる材料を見つけるのは困難です。しかし、幸いなことに、ダイヤモンドの硬度は結晶軸によってわずかに異なります。砥石上のダイヤモンド粒子はランダムに配向されているため、その一部はカットするダイヤモンド原石に向かって硬い軸に揃います。そのため、原石を徹底的に研究し、機械で最適な位置にカットできるようにする必要があります。機械は、他の宝石をカットする機械よりも耐久性が高く、さまざまな機能を備えている必要があります。このプロセスははるかに複雑で、もちろん高価であるため、ダイヤモンドのカットを趣味とする人は、他の宝石のカッターよりもはるかに希少です。プロ仕様のダイヤモンドをカットできる宝石カッターは、ディアマンテールと呼ばれます。

参考文献

ヴァルガス、グレン（1989年）『アマチュアのためのファセット』ISBN 0-917646-07-X。

外部リンク

宝石のファセット加工プロセス — 原石からファセット加工された宝石になるまでのステップごとの写真。