CC BY
34
© Д.В. Ахрамов, 2004
УДК 622.379 Д.В. Ахрамов
ИНТЕГРИРОВАННАЯ СИСТЕМА ДИЗАЙНА ЮВЕЛИРНЫХ ВСТАВОК
Семинар №20
Ту азвитие ювелирной отрасли сегодня
JT связано не только с внедрением прогрессивных технологий производства, но и с широкой компьютеризацией процессов дизайна изделий и технологической подготовки производства.
Дизайнерская и конструкторско-технологическая подготовка производства ювелирных вставок фантазийной формы огранки может быть осуществлена с использованием интегрированной компьютерной системы типа ART-CAE-CAD-CAM (система «Грань») [2].
Данная система должна включать в себя следующие инструментальные программные редства: интеллектуальную компьютерную
среду (ИКС); комплекс программ для художественного дизайна (например, 3D Studio Max или Deco Design); программы расчета оптических характеристик кристалла и многопараметрической оптимизации формы огранки на основе проведенных расчетов, программы для работы с параметрической графикой (система
T-Flex CAD 2D-3D, Компас); интегрированную интеллектуальную систему (ИнИС) (рис. 1).
Программы ИКС, 3D Studio Max, Deco Design, T-Flex CAD 2D-3D в настоящее время получили широкое распространение [2].
Рассмотрим подробнее задачу расчета оптических характеристик ювелирных вставок. Для кристаллов стандартных форм данная проблема исследована довольно полно. Представляет интерес программа DiamondCalc, разработанная в геммологическом центре МГУ [4]. В названной программе возможно производить визуализацию бриллиантов в форме выпуклого многогранника. Хорошие программы разработаны в НПО «ЛАЛ» А.В.Васильевым [5]. Однако данные программы не позволяют проводить моделирование кристаллов с гранями в форме криволинейных поверхностей, которые могут быть получены на современном оборудовании с ЧПУ. Поэтому нами были разработаны математическая модель и алгоритмы, позволяющие производить расчет указанных изделий.
Созданные алгоритмы позволяют производить с высокой точностью расчет траектории прохождения лучей света в кристаллах в виде выпуклого многогранника, выпуклого многогранника с гранями в форме полигонов или эллипсоидов, «вогнутого» многогранника, а так же тела с внутренними пустотами или суммы многогранников с различными показателями преломления.
Программа «Траектория 2D» позволяет моделировать прохождение луча света в произвольном сечении кристалла. Она совместима с T-Flex посредством файловой системы. Однако оптическая система в данном случае позволяет производить расчет траектории прохождения луча света только при условии перпендикулярности граней кристалла рассматриваемому сечению.
Рис. 1
f T раектория 3D DEMO
Рис. 2
*Г Пооекиия XY
Рис. 4
Программа «Траектория 3Б» (рис. 2) обладает значительно более широкими возможностями. Модель кристалла в этом случае- трехмерная с количеством граней, ограниченным только памятью компьютера. Показатель преломления оптически изотропного вещества кристалла - от 1 до 5. При этом показатель преломления задается для лучей света, что позволяет моделировать явление дисперсии 136
белого света произвольного спектрального состава.
Визуализация ювелирной
вставки в системе осуществляется с помощью метода обратного хода лучей. Суть этого метода показана на рис. 3.
Из зрачка глаза наблюдателя в сторону моделируемого объекта направляются виртуальные лучи с таким расчетом, чтобы на плоскости экрана компьютера они образовывали равномерно заполненную область. При этом каждому пикселу экрана в соответствие ставится один луч. При прохождении траектории луча из зрачка через источник освещения, по закону обратимости хода света, можно сделать вывод о том, что наблюдатель будет видеть изображение этого источника. После определения направления луча из источника света на ювелирную вставку осуществляется трассировка луча с учетом интенсивности источника света и его цвета. В результате на экране компьютера появляется пиксел рассчитанного цвета и яркости. Яркость пиксела определяется по формулам Френеля при трассировке луча от источника света в глаз наблюдателя. На рис. 4 представлено изображение картины, видимое через ювелирную вставку с 11 гранями.
Программа «Траектория 3Б» позволяет определять характеристики огранки с площадкой, выполненной в форме эллипсоида (рис. 2). Расчет показал возможность сохранения величины возврата света кристаллом при увеличении его массы, что может найти практическое применение.
Компьютерная модель кристалла позволяет решать различные оптимизационные задачи. Например, можно рассчитывать параметры огранки, позволяющие получить высокий показатель возврата света, либо высокую дисперсию белого света при прохождении через кристалл.
Сегодня на кафедре «ТХОМ» МГГУ ведутся работы по программной реализации алгоритмов, позволяющих производить расчет кристаллов в форме звезды, а так же кристаллов, имеющих внутренние полости. Кроме того совершенствуется интерфейс пользователя программы «Траектория 3Б и 3Б-еШр8».
---------------------СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Павлов Ю.А., Манюшин Р.А., Шайкин П.К. Комплекс программных средств для создания и конструкторско-технологической подготовки производства художественных изделий. Горный информационноаналитический бюллетень №6. - М.: Изд-во МГГУ, 1999. - с. 123-125.
2. Павлов Ю.А., Ахрамов Д.В. Концепция компью-
терной интегрированной технологической системы огранки кристаллов произвольной формы / труды IV Международного конгресса “Конструкторско-
технологическая информатика 2000”. - М.:
МГТУ ”Станкин”, т.2. с. 92-94.
3. Состояние и перспективы развития алмазнобриллиантового комплекса России: Сб. Тезисов докладов на 6-й научно-практической конференции. - Смоленск: АО «Кристалл», 1998. -176 с
4. www.gemology.ru
5. Васильев А.В. Радуга в бесцветном камне/ Acta Universitatis Wratislaviensis No 1607-Worclaw 1995. - 27 c.
6. Корнилов НИ , Солодова Ю.П. Ювелирные камни. - М.: Недра, 1987. - 283 с.
7. Хъюбел Д. Глаз, мозг, зрение/ Пер. с англ. - М.: Мир, 1990. 240 с.
— Коротко об авторах -----------------------------------
Ахрамов ДВ. - Московский государственный горный университет.
-А
Чг
----------------------------------------- © Е.П. Мельников, 2004
УДК 633.379 Е.П. Мельников
СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ САМОЦВЕТОВ РОССИИ
Семинар №20
Л лмаз. Россия имеет солидный задел по сырьевой базе главного самоцвета. По разведанным запасам алмазов наша страна занимает первое место в мире, значительно превосходя по этому показателю все остальные страны мира вместе взятые. Аналогичным образом выглядит ситуация и с прогнозными ресурсами различных категорий надежности. По добыче алмазов в весовом выражении Россия занимала в 2002 г. четвертое место в мире после Австралии, Ботсваны и Конго (Заира). С учетом качественных показателей, а соответственно и стоимости добываемых алмазов, Россия входит в тройку лидеров производства сырых алмазов.
На географически обширной и разнообразной по геологическому строению российской территории установлены три алмазоносные провинции: Уральская, Якутская (Сибирская) и
Архангельская (Восточно-Европейская). Кроме того алмазы обнаружены на Кольском полуострове, в Карелии, Псковской, Липецкой, Воронежской, Ленинградской, Иркутской областях, Красноярском, Приморском краях и в других местах. Это отражает нахождение алмазной геологии России на рубеже возможного открытия новых месторождений алмазов и только недостаток финансирования является существенным сдерживающим фактором превращения прогнозов в реальность.
Алмазодобывающая промышленность Российской Федерации находится на этапе организационно-технического подъема, обеспечивающего дальнейшее укрепление ее минерально-сырьевой базы и увеличение добычи алмазов.
Изумруд, хризоберилл, александрит, фенакит образуются обычно на одних и тех же ме-
сторождениях и перспективы их обнаружения в России связаны с Уральской изумрудоносной полосой, располагающейся в Свердловской области Среднего Урала. К сожалению, уже около 10 лет уральские месторождения не эксплуатируются из-за развала созданного в советское время мощного геологического и горно-обогатительного комплекса по эксплуатации изумрудно-бериллиевых месторождений. Часть образовавшихся на его основе узкоспециализированных предприятий или уже обанкротилась (ООО «Эмурал»), или являются экономически несостоятельными, в том числе и шахта, поставлявшая изумрудное сырье. В прежние времена уральские месторождения обеспечивали 10-15 % мировой ежегодной добычи высококачественных изумрудов. Сейчас добыча изумрудов, после длительного перерыва, возобновлена в небольших объемах российско-ирландской фирмой «Зелен камень», организовавшей промывку старых отвалов, из которых она извлекает определенное количество изумрудов, хризобериллов, александритов, фенакитов и слабо окрашенных бериллов. Многие годы насосы вхолостую качают воду из подземных горных выработок чтобы не допустить затопления шахты. В принципе это похвальное решение, но одновременно и пример вопиющей бесхозяйственности. Правильнее было бы организовывать добычу и реализацию изумрудов, пользующихся повышенным спросом на внутреннем и зарубежном рынках.
Благородные корунды. Незначительные запасы рубина и сапфира сосредоточены в мелких неотработанных еще в царский период участках россыпей Мурзинско-Адуйской самоцветной полосы Урала. Они отнесены к резервным и вряд ли окажутся рентабельными к отработке. Ресурсные перспективы благородных корундов в России связываются с объектами Южного, Среднего и Полярного Урала, а также с природными и техногенными россыпями Приморского края.
Демантоид. Неотработанные участки Пол-дневской и Бобровской россыпей Южного и Среднего Урала не имеют серьезного
значения из-за ограниченности запасов. Де-мантоиды Чечатваямского месторождения на Камчатке трудно доступны, уступают уральским по качеству, ограничены по запасам и затруднены с отработкой по экологическим соображениям. Коренное Коркодинское месторождение демантоидов на севере Челябинской области является в настоящее время основным объектом добычи данного самоцвета, реализующегося на внутреннем и зарубежном рынках.
Янтарь. Более 90 % его мировых запасов сконцентрированы на месторождениях Калининградской области, основным из которых является Приморское. Обеспеченность разведанными запасами действующего горнообогатительного комбината исчисляется сотнями лет, даже при ее увеличении в несколько раз.
Чароит и хромдиопсид добываются на единственных в мире месторождениях, расположенных на территории России: хромдиопсид - на месторождении Инагли в Южной части Республики Саха (Якутия), а чароит - на ее границе с Иркутской областью на месторождении Сиреневый камень. Общим недостатком работ на месторождениях этих самоцветов является нерегламентируемая, вопреки правилам цивилизованного рынка, добыча, что естественно привело к длительному затовариванию, резкому снижению цен и потере интереса к этим уникальным камням. Если ЗАО «Инагли» предпринимает шаги по исправлению создавшегося неблагоприятного положения, то по чароиту ситуация только усугубляется. Для получения максимальной отдачи от использования самоцветных богатств необходимо:
• обеспечение привлекательности российского нормативно-правового поля в отношении драгоценных камней;
• защита национальных интересов России при работе с иностранными партнерами на любых уровнях - фирменном, корпоративном, государственном или международном;
• активизация участия геммологов, в содружестве со специалистами других профессий. Коротко об авторах ___________________________в решении проблем камнесамоцветной и юве-
Меиъников Е.П. — доктор геолого-минералогических наук, профессор Московского государственного горного университета.
