تاریخچه تراش الماس (History of Diamond Cutting)
از زمان پیدایش الماس تا مدتها،تصور مردم براین بود که تراش ویا تغییر شکل الماس ممنوع بوده واین یک دخالت در ذات الماس است که موجب از بین رفتن خصوصیات فوق العاده آن میگردد وفقط حاکمین یا قانون گذاران اجازه استقاده از آن راداشتند.الماس تراش نخورده برای اولین بار در قرن چهارم پیش از میلاد وبا آزاد سازی تجارت بین شرق وغرب توسط اسکندر به اروپا رسید.در آن زمان هندوستان تنها منبع شناخته شده این سنگ محسوب می شدوجالب آن که ارزش آن از یاقوت قرمز ویاقوت کبود پایین تر بود.
به هر حال احتمال داده میشودکهcleaving(شکستن سنگ با کمک ضربه در جهت cleavag)اولین قدم انسان در تراش الماس با شد،این در حالیست که در همین زمان بسیاری از سنگ ها تراش می خورند ولی الماس به دلیل سختی بسیار بالا قابل تراشیدن نبودوفقط با کمک شکستن دراین جهت یک سطح صاف و نسبتا صیقلی ایجاد می کردند.والماس ها به همان شکل rough یا تراش نخرده و نهایتا شکسته شده برروی زیورآلات نسب می شدند.
برای اولین بار درقرن چهاردهم سنگ تراشان هندی واروپایی تراشیدن الماس راشروع کردند.دراین زمان کاروانهای تجاری که الماس خام رااز هندوستان به ونیز می آوردند، در رفت آمد مداوم این کاروانها روشهای طرفین برای تراش الماس مورد تبادل قرار می گرفت البته در ان زمان مسافرت به اروپا وآسیا به راحتی انجام نمی شدوبه همین دلیل پیشرفت دراین کار به کندی صورت می گرفت.در قرن پانزدهم شهرهای آمستردام،پراگ و Antwerp نیز در کنارونیزتبدیل به مراکز تجارت الماس شد و این تجارت در این شهرها نیز آغاز شد.
این مراکز تجارت تقاضاهای روبه رشد دربارهای اروپایی برای الماس تراش خورده را تغذیه می کردند.
اولین الماس های تراش خورده در آن زمان در مقایسه با تراش های امروزی بسیار ساده بودند،هرچند که نمونه های معدودی از آنها بروی برخی از زیورالات به جای مانده،ولی اغلب این سنگ ها که برای نسب بر روی جواهرات دوران قرون وسطا تراشیده شده بودند،بعدها مجددا تراشیده شدند(Re cut)تابرای جواهرات جدید استفاده شوند.
لازم به ذکر است که اولین متدها برای تراش الماس بسیار سخت بود.بعداز مدتهاکه قادر به تراش الماس نبودند،بالاخره دریافتند که چنانچه الماس را درجهتی معین بروی خرده الماس ها بکشند،تراشیده می شود.ولی از آنجایی که هنوزچرخ تراش ابداء نشده بود، ناچار سنگ را فقط با کمک دست بر روی یک سطح چوبی آغشته به روغن وخرده الماس ،عقب وجلو می کشیدند.البته مدت زمان زیادی طول نکشید که چرخ تراش(scaife)اخترا شد وکار را آسانتر کرد.
اولین الماسهای تراش خورده دارای سبک یا style معینی نبوده وفقط تعدادی facet برروی سنگ ایجاد می کردند ولی با پیدایش چرخ تراش به دلیل بالا رفتن سرعت تراش،به تدریج سعی می شدکهfacetهای ایجاد شده دارای نظم و تقارن بهتر باشند.وبد نیست تا روند تراش الماس از آن زمان تابه حال بررسی گردد.
اولین نوع تراش point cut بوده که در واقع ساده ترین شکل تراش محسوب شده، و شکل کلی سنگ Rough حفظ شده و فقط با کمی تغییر زاویه نسبت به وجوه Octahedron سطح آن را از بین برده و سطح سنگ را کمی صیقلی کرده و در نهایت یکی از راسهای هرم در زمان نسب بر روی پایه به سمت بالا قرار می گرفت.
در اواخر قرن پانزدهم با کشیدن نوک هرم به سطح آغشته به روغن زیتون و خرده الماس, این رأس را به یک facet تبدیل کرده که در واقع همان table می باشد. البته اغلب رأس پایین هرم را نیز به همین شکل تراشیده ویک مربع کوچکتر ایجاد کرده که در واقع همان culet است, نتیجتاً زمانی که این سنگ را از بالا نگاه می کردند, یک مربع درداخل مربعی دیگر مشاهده می شد که برای اورپاییان دوران رنسانس جذابیت زیادی داشت این تراش را table cut می نامند.
مراحل تکامل تراش
در قرن شانزدهم تراش دیگری با نام Rose cut ابداء شد, این تراش که حتی تا اوایل قرن بیستم نیز طرفداران زیادی داشت از یک سطح صاف در زیر و تعدادی facet های مثلث شکل در بالا که همگی در یک نقطه به هم می رسند تشکیل شده است و به همین دلیل معمولاً بسیار نازک بوده و دارای ارتفاع کمی می باشد. این الماس بر خلاف Table cut که از سنگهای Rough باشکل Octahedron تهیه می شود, شکل بسیار مناسبی برای تراش سنگهای Rough تخت و نازک بود. در این تراش تعداد facetهایی که در قسمت بالا قرار گرفته اند می تواند متغیر باشد که بر حسب چگونگی و تعداد آنها نام آن نیز تغییر می کند.
انگشتر الماس rose cut
از انواع دیگر Rose cut می توان به Double Rose cut اشاره کرد که ظاهری شبیه به دو Rose cut از پشت به هم چسبیده را دارد.
در بازار ایران المسهای rose cutرا تراش فلامک می نامند و الماس Double Rose cut را تراش نیم برلیان می نامند تراش Rose cut که دارای Tableباشد را در بازار ایران الماس تراش هندی می نامند لازم به ذکر است اکثر الماسهای rose cut دارای محیط منظمی نبوده و الماسهایی که محیطی کا ملا گرد و قرینه دارند را الماس مهر می نامند.
تراش Briolette نیز در واقع یک Double Rose است که از یک طرف کشیده شده و شکلی شبیه به یک قطره رادارد, تراش Briolette تنها عضو و بازمانده Rose cutها است که حتی تا به امروز طرفداران زیادی دارد. سنگهای دارای این تراش بهترین انتخاب برای ساخت گوشواره می باشد.
همچنین از دیگر تراشهای این قرن cut Single بوده که آن رااز سنگ Octahedron تراشیده و شباهت کلی به تراش Brilliant دارد, این نوع تراش صرف نظر از Table دارای facet 8 درتاج و همچنین8 facet در پاویلیون می باشد.این تراش دارای دو شکل ۸ ضلعی و دایره است که این دو شکل از این تراش را Old single cut و single cut مینامند.
نام این تراش در بازار ایران برلیان ویت است ریشه کلمه ویت از زبان فرانسه به معنی هشت می باشد لازم به ذکر است نام دیگر این تراش 8 cut است.در بازار ایران به الماسهایی که دارای crown و pavilion هستند را برلیان و الماسهایی که دارای crownهستند را الماس می نامند(مانند Rose cut) به عنوان مثال الماسهای Rose cut را در بازار الماس فلامک می نامند و الماسهای single cut را در بازار برلیان ویت می نامند. تقریباً می توان گفت این اولین تراشی است که به دلیل وجود Pavilion دارای Brilliancy نسبی می باشد.
یادآور می گردد که این نوع تراش حتی تا به امروز بر روی بسیاری از الماس های کوچک به دلیل صرفه جویی در زمان انجام می شود.
در اوایل قرن هفدهم به سفارش کاردینال فرانسه (Jules Mazarin) شکل جدیدی بر روی الماس تراشیده شده که به آن Double cut نیز گفته می شود و به صورت Cushio-shape و با مجموع 34 فست می باشد.این شکل تراش به مرور زمان تغییر کرد و محیط ان گرد شد و نام ان را swiss cut نهادند. در بازار ایران این تراش را برلیان ویت ستاره مینامند علت این نام گذاری دیده شدن ستاره ای در دل سنگ به واسطه تراشهای crown و pavilionمی باشد. این نوع تراش حتی تا به امروز بر روی بسیاری از الماس های کوچک به دلیل صرفه جویی در زمان انجام می شود.
در اوایل قرن هجدهم در برزیل هنگامی که معدنکاران در معادن طلا مشغول کار بودند, در الک خود و در بین سنگ ریزه ها چند عدد کریستال پیدا کرده و از آنها برای نگاهداشتن امتیاز در زمان بازی استفاده می کردند و تا مدتها از ماهیت این بلورها بی اطلاع بوده تا بالاخره شخصی که با الماس آشنایی داشت به آنهاآگاهی داد. این ذخایر به اندازه کافی دارای الماس بود تا بتواند بر بازار اروپا اثر گذار باشد و رقیب جدیدی برای هندوستان شود وتا اواسط قرن نوزدهم برزیل به مهمترین منبع تأمین کننده الماس اروپا گردید. گسترش ذخایر الماس برزیل با انقلاب صنعتی دراروپا همزمان شد. پیدایش ماشین بخار و به دنبال آن مدرن شدن تجهیزات تراش از یک طرف, و از طرف دیگر اختراع چراغهای گازی موجب پیشرفت در فیزیک نور شد و به دنبال آن برخی از تراشندگان علاقه مند, به این فکر افتادند تاراهی پیداکنند که یک الماس تراش خورده درخشش بیشتری داشته باشد. و به دنبال این پیشرفتها الماسهای برزیل با شکلی جدید مورد تراش قرار گرفتند, تراشی که به آن Old mine cut گفته می شود و در واقع مادر Brilliant cut امروزی محسوب می گردد.
در این تراش سعی بر آن بود تا در حین آنکه جلوه بیشتری به سنگ دهند, از طرفی تغییرات کمتری در شکل سنگ خام داده تا وزن بیشتری در سنگ نگهداری شود ویا به عبارتی میزان پرت ناشی ازتراش رابه حداقل برسانند, در نتیجه با توجه به آنکه اغلب الماسها به شکل Octahedron (دو هرم با قاعده مشترک) می باشد, این تراش دارای محیطی Cushion shape (شکلی بین مربع و دایره) تاج و پاویلیون بلند, table کوچک و culet بزرگ بود. با وجودی که تعداد و ترتیب facetها در این تراش 58 و تقریباً همان ترتیب تراش Brilliant بود, به دلیل Proportion یا تناسب نامناسب, علی الخصوص پاویلیون وتاج بلند, این سنگها دارای Brilliancy و Dispersion کمی بودند, ولی به هر حال این تراش محبوب ترین تراش در قرن هجدهم شد. بطوری که بسیاری تصمیم به تراش مجدد (Recut) سنگهای Rose cut خود به این شکل جدید گرفتند, ولی از آنجایی که سنگهای Rose معمولاً نازک می باشند, سنگها Old mine حاصل از تراش آنها دارای اندازه کوچکی می شدند, و به همین دلیل می بینیم که در این زمان جواهرات یا سنگهای کوچک در بازار رایج می شوند. مدتی پس از آن تراشندگان موفق به گرد کردن محیط سنگ شده (ولی تاج و پاویلیون همچنان بلند است) که به این شکل جدید Old European cut گفته می شود و در حکم یک مدل برای طراحان تراش الماس, برای طراحی تراش Brilliant بود.این دو تراش در بازار ایران برلیان قهرمانی نامیده می شوند ریشه این اسم از نام تجاری این تراش در بازار جهانی Victorian diamond گرفته شده است. در نهایت بیش از 500 سال تجربه در تراش الماس در سالیان ابتدای قرن بیستم به تراش Brilliant منتهی شد. البته بخشهایی از مشخصات تراش برلیان را یک الماس تراش در بوستون به نام Henry Morse در اواخر قرن نوزدهم ارایه کرده بود. ولی از آنجایی که تراشهای (Triple) Old Europea در بازار با استقبال زیادی روبرو بود از طرفی تراشندگان الماس نیز به این نوع تراش عادت کرده بودند, لذا نظریات و پیشنهاد Morse مورد استقبال قرار نگرفت.
در سال 1919یک تراشکار دیگر به نام Marcel Tolkowsky که ریاضیدان هم بود تراش کامل Brilliant راارائه کرد که بسیاری از خصوصیات آن شباهت نزدیکی به طرح Morse داشت.البته تراش پیشنهادیTolkowskyبیشتر برای سنگ های بزرگ وبا کیفیت خوب مورد استقبال قرار گرفت ولی برای سنگهای با کیفیت پایین برای حفظ وزن بیشتر این تراش چنان مورد استقبال قرار نگرفت .
در تصویر فوق تفاوت درخشندگی در دو تراش نمایش داده شده است
بسیاری از مراکز تراش این طرح تراش برلیان رابرای اشکال دیگری نظیرpear،Marquise و.. نیزدر نظر گرفته وهمین ترتیب وتعداد facetها را برای اشکال دیگرنیز انجام دادند.
در نهایت می بینیم که این تراش امروزه به عنوان محبوب ترین تراش وتراش غالب بازار الماس محسوب می گردد علت این محبوب بودن محاسبات دقیق برای ایجاد پدیده های نوری brilliancy وDispersion درون الماس است.
برای درک بهتر پدیده های فوق لازم است به تعریف مفاهیم زیر بپردازیم
1-ضریب شکست نور(Refractive index)
ضریب شکست نور عبارت است از اختلاف سرعت نور در دو محیط با غلظت های مختلف.علت این امر تفاوت غلظت دو محیط و کم شدن سرعت نور در محیط غلیظ است که باعث انحراف نور از مسیر خود می شود.ضریب شکست با استفاده از فرمول زیر محاسبه میشود و ضریب شکست الماس 419.2 است.
2-زاویه حد(critical angle)
زاویه ای است که اگر نور از یک محیط غلیظ قصد ورود به یک محیط رقیق را(از الماس به هوا)داشته باشد،اگر کمتر از زاویه ی مذکور یا مساوی با آن باشد از محیط خارج شده و اگر بیشتر از زاویه مورد نظر باشد بازتاب می کند،به این پدیده بازتاب کلی و به زاویه ی مورد نظر زاویه ی حد می گویند.زاویه حد با استفاده از فرمول زیر محاسبه میشود و برای اجسام مختلف متفاوت است.این زاویه در الماس ۲۴/۵ درجه است.
برای ایجاد brilliancy درون الماس pavilion ان را به گونه ای تراش می دهند که نور از آن خارج نشود و پس از یک چر خش کامل درون الماس از table ان خارج شود به این پدیده الماس در بازار ایران اب سنگ میگویند و الماسهایی که brilliancyبالایی دارند بسیار درخشنده هستند و در بازار ان ها را الماسهای خوش اب یا اب دار می نامند .در محاسبات تراش برلیان pavilion سنگ باید زاویه ۴۰/۸ درجه با کمربند سنگ بسازد تا نور در pavilion زاویه حد خود را پیدا نکند وبازتاب کرده و از Table سنگ خارج شود.لازم به ذکر است که عامل ایجاد brilliancy در الماس pavilion وعامل نمایش آن Table سنگ است.
در صورتی که pavilion الماس بلند تر یا کوتاه تر نسبت به تراش ایدآل باشد نور از table سنگ خارج نمی شود و الماس تلالو مناسب را ندارد.باید در نظر داشته باشیم هرچه Table سنگ بزرگ ترباشد brilliancy آن بیشتر می شود البته بزرگ شدن Table باعث کوچک شدن Facet های اطراف Crown یا تاج سنگ می شود و موجب کاهش Dispersion در سنگ می شود.
پدیده dispersion چشمکهای رنگی است که در الماس مشاهده می شود, این حالت به واسطه تجزیه نور سفید به رنگهای تشکیل دهنده آن توسط facet های اطراف crown یا تاج ایجاد می شود.هرچه اندازه این Facet ها بزرگتر باشد Dispersion آن شدید تر است. بزرگ شدن Table باعث کوچک شدن facet های اطراف crown در نتیجه باعث افزایش Brilliancy و کاهش Dispersion در الماس می شود و البته عکس این مطلب نیز صادق است.
هر دو پدیده فوق جزو زیبایی های الماس بوده و وجود هردو پدیده برای حفظ زیبایی الماس لازم است به همین منظور باید اندازه Table سنگ از حد مشخصی بیشتر یا کمتر نباشد ؛ برای زیبایی هرچه بیشتر الماس باید قسمتهای تراش خورده یک الماس برلیان تراش دارای ابعاد مشخصی با شند. (تمامی اجزاء یک الماس برلیان تراش با قطر سنگ مقایسه می شوند)
در تصویر زیر استاندارد تراش برلیان در ایده ال ترین حالت ان نمایش داده شده است اگر سنگی دارای مشخصات زیر باشد درجه cut grade ان excellent خواهد بود.
مراحل مختلف تراش برلیان در الماس
به علت سختی بالای الماس تراش ان کار دشواری است و نیازمند مطالعه و بررسی دقیق سنگ قبل از تراش است .نکته جالب درباره الماس این است که سختی آن در تمامی جهات 10نیست و در جهات مختلف متفاوت است باید بدانیم که اگر سختی الماس در تمامی جهات 10بود امکان تراش آن وجود نداشت سختی الماس در 3 جهت مختلف ۱۰-۹/۹۹-۹/۹۸ است از جهتی که دارای سختی 99.9 است برای Sawing یا بریدن الماس استفاده می شود ؛ از جهتی که دارای سختی 98.9 است برای تراش و پولیش الماس استفاده می شود.مراحل مختلف تراش عبارتند از:
۱- Windowing : در این مرحله یکی از اضلاع الماس Rough را پولیش می دهند تا ناخالصی های درونی الماس را بررسی کرده و الگوی تراش را براساس محل قرارگیری ناخالصی ها انتخاب کنند در این انتخاب سعی می شود الگوی تراش به گونه ای انتخاب شود که ناخالصی در زیر Table سنگ قرارنگیرد. انتخاب نوع تراش ممکن است توسط تراشکار باتجربه انجام شود و یا توسط نرم افزارهای تخصصی این کار انتخاب شود. در این روش الماس Rough را در زیر دستگاه خاصی قرار می دهند و تصویر 3 بعدی سنگ و ناخالصی های آن Scan شده و وارد نرم افزار می شود در مرحله بعد بهترین الگوی تراش توسط نرم افزار ارا‌ئه می شود تغییر این الگو به صورت دستی توسط تراشکار امکان پذیر است. مزیت استفاده از نرم افزار در این است که وزن و درجه پاکی الماس را بعد از تراش اعلام می کند .
۲-Marking : در این مرحله از تراش پس از مطالعات فوق با علامت گذاری الماس Rough محل برش آن مشخص می شود.
۳-Sawing : در این مرحله از تراش الماس را از محل علامت گذاری شده برش می دهند این کار توسط دیسک برش از جنس فولاد که ۰/۰۴ ميلي‌متر ضخامت دارد انجام می شود. لبه دیسک چرب و به پودر الماس آغشته شده و با سرعت 3 تا 8 هزار دور در دقيقه مي‌چرخد و الماس را برش مي‌دهد.
۴- Bruting(girdling) : در این مرحله Girdle یا کمر بند سنگ را می تراشند یا به عبارت ساده تر محیط سنگ را شکل می دهند. برای این کار الماس را بر روی دستگاه تراش نصب کرده ودستگاه را روشن کرده تا الماس با سرعت 3000 دور در دقیقه به چرخش در آید سپس الماس دیگری را بر روی میله ای فلزی بنام Dop قرار داده و به محیط الماس در حال چرخش نزدیک می کنند تا محیط ان شکل بگیرد.
۵- Blocking : پس از شکل داد Girdle یا کمر بند سنگ شروع به تراشیدن سطح آن می کنند ابتدا در مرحله Blocking ؛ ۸ Facet از Facet های Crown و ۸ Facet از Facet های Pavilion را می تراشند.
۶-Brilliandeering : در این مرحله Facet40 باقیمانده را می تراشند و سنگ را پولیش می کنند.
۷-Cleaning : در انتها سنگ را با استفاده از اسیدهای رقیق می شویند تا تمیز شود.
تمامی مراحل تراش(غیر از مرحله 1 و 7 ) به دو صورت زیر انجام می شود
الف- دستی ب- اتوماتیک
الف- دستی : در این روش تمامی مراحل تراش توسط تراشکار انجام و کنتترل می شود.
ب- اتوماتیک : در این روش تمامی مراحل تراش توسط دستگاه های کامپیوتری و اتوماتیک تراش(CNC) انجام وکنترل می شود.
روش اتوماتیک خود به 2 شکل انجام می شود ب1 :مکانیکی ب2 :لیزر
ب1 :در روش مکانیکی تراش با استفاده از ابزار الات مکانیکی وصفحات الماسه وفلزی انجام می شود.
ب2 : در روش لیزر تمامی مراحل تراش با استفاده لیزر انجام می شود.
دستگاه تراش الماس توسط لیزر
مزیت تراش لیزر در این است که در تمامی جهات می توان الماس را تراش داد و نیاز به تراش در جهت 98.9 نیست زیرا در روش لیزر الماس را با استفاده از لیزر می سوزانند از معایب ان میتوان از سوزاندن الماس به جای ساییدن را نام برد. مزیت تراش مکانیکی در این است که پودر الماس حاصل از تراش قابل مصرف است در حالی که که پودر الماس حاصل از تراش لیزر سوخته و قابل استفاده نیست.
در تصویر فوق مراحل تراش الماس به ترتیب از چپ به راست نمایش داده شده است.
تراش برلیان گرد 57 یا 58 فست دارد این تراش رایج ترین تراش بازار جهان است.
تراش برلیان با اشکال دیگر مانند بیضی(Oval) اشک( Pear )و... نیز ابداع شد که به آن Fancy Cut می گویند.
نکته جالب آنکه تراش برلیان برای برخی از اشکال fancyمیزان پرت وزن رانیز کاهش می دهد،بطورمثال درRadiant cutکه اولین نوع تراش برلیان به شکل مربع یا مستطیل است میزان پرت40% ودر نوع princess cutبه حدود20%کاهش می یابدواین در حالیست که میزان پرت برای تراش برلیان گرد معمولا در حدود50% است(البته اینکه سنگ به چه شکلی تراشیده شود بستگی مستقیم به شکل سنگRoughدارد)تکنولوژی مدرن نیز در پیشرفت تراش تاثیر زیادی دارد،بطوری که امروزه برخی از شرکت ها با استفاده از نرم افزارهای کامپیوتری نه تنها سعی بر دقت در تراش دارند،بلکه طراحی های جدیدی را نیز برای زیبایی هر چه بیشتر سنگ انجام می دهند(حتی برای شکل گرد که نمونه هایی از آن را درسالیان اخیر بصورت تراش با100facetوحتی144facetشاهد هستیم.)
نتیجه گیری
تراش الماس به علت سختی بالای آن کار دشواری است و امروزه تراش الماس به شدت وابسته به تکنولوژی ؛ ماشین الات پیشرفته ؛دستگاههای CNC ؛نرم افزار و تکنولوژی لیزر است.از کشورهای صاحب سبک تراش الماس می توان روسیه . بلژیک . امریکا . تایلند و هند را نام برد. بهترین تراش جهان متعلق به بلژیک و پایین ترین کیفیت تراش متعلق به هند است با این حال تمام الماسهای با کیفیت متوسط رو به پایین در هند تراشیده می شود علت این امر ارزان بودن نیروی کار و به تبع آن تراش ارزان قیمت الماس است. این موضوع باعث شده تا ارز آوری بالایی را برای هند به همراه داشته باشدو در سال 2002این کشور 18میلیارد دلار ارز آوری از تراش الماس داشته است.لازمه ورود به بازار تجارت الماس توانایی مناسب در تراش الماس است و ارزش افزوده الماس بعد از تراش بسیار چشم گیر است.با توجه به موقعیت استراتژیک ایران کشور ما می تواند در بازار تراش و تجارت الماس بسیار موفق باشد به شرط آنکه تکنولوژی تراش آن وارد ایران شود.
نگارنده مقاله :
مهندس نامدار خلیلیان(بزرگ زاد)
مدیر گروه رشته گوهر نشانی دانشگاه طلا و جواهر
مدرس رشته تراش سنگ های جواهر مرکز علمی کاربردی صنایع دستی
مدرس گوهر شناسی اتحادیه طلا و جواهر تهران و اتحادیه کشوری طلا و جواهر
