劉福裕 覃斌榮
第壹作者簡介：劉福裕，中寶協第三屆人工寶石專業委員會委員，廣西梧州市福裕三友寶石機械廠廠長。
梧州人工寶石業起源於20世紀80年代初，當時的人工寶石加工機械，如寶石切石機、圍形機、打磨機（角度機）等，全部是進口產品。隨著人工寶石業進壹步在梧州發展，各類人工寶石加工機械逐步本地化，技術不斷地改良，到20世紀90年代末，幾乎所有機械都已經本地化。本地的機器價格是進口機器的25%左右，大大地促進了梧州人工寶石業的發展。
梧州人工寶石加工機械是以刻面寶石的加工機械為主，機器改良也是圍繞刻面寶石加工工藝進行改良。改良工作按進程可以粗略地分為本地化階段、改造階段與創造階段。本地化階段從20世紀80年代初開始，到90年代後期基本完成；20世紀90年代中、後期進入機械和工藝改造階段；2000年以後機器設備進入創造與改造並進的時代。比較典型的改良事例有以下幾項。
圖1 單刀切石機
壹、切石機的改良
切石機又稱開料機、切割機。最初是單刀機，用手拿著寶石移向鋸片切割，存在切割位置不準確（切片不壹）、操作危險、效率低（每次只能切壹片）等不足之處（圖1）；後來增加了寶石送料平臺，切石位置準確度提高了很多，切片切條的厚度、寬度統壹了；2000年後改造成定位加多刀切割，既可以控制切割位置，又能壹次切幾片，效率提高了5～6倍，而且切出來的坯料形狀、大小、厚薄統壹，為機械化、工業化加工寶石奠定了基礎（圖2）。
圖2 多刀切石機
二、圍形機的改良
圍形機又稱圈石機、萬能整形機。最初圍形機只能圍平面或凸面的石坯，且局限於合成立方氧化鋯、合成紅寶石和藍寶石等幾個品種，圍橄欖石等石料會碎裂。改良後不但能圍平面、凸面石坯，而且能圍凹面、坑形石坯；有些圍形機改良後轉速可以靈活調整，圍硬度高的寶石可以用高速擋，圍橄欖石、石榴子石等容易破裂的寶石用低速擋，適應性擴大了很多。
三、磨石機的改良
磨石機的改良是最多的，不但改造，而且創造出很多新的機型和零部件。
1.自動刻面機
以前是手工打磨寶石刻面，現在已創造出機器自動打磨刻面、自動拋光刻面（圖3），但有些品種的拋光效果不太理想，拋光的工藝有待改進。有些廠家采取“機器＋人工”的方法，即用機器自動磨刻面，人工拋光刻面，壹臺機器配備4人拋光，效率是原來的4倍，而且產品的刻面整齊、大小壹致，光潔度也理想，達到AA、AAA級別。
圖3 自動寶石刻面機
2.機械八角機
傳統的寶石刻磨機基本上分為兩類，機械手機與八角手機。機械手（人工操作）的優點是精確度高，缺點是效率較低、成本高；八角手的優點是效率高、成本低，缺點是精確度低、零配件更換快。現在創造的機械八角手，綜合了兩者的優點，又避免了各自的缺點，產品質量與加工效率都得到了很大的提高，尤其適合應用在專業圓形產品加工廠。機械八角手是為專業性加工單壹產品設計的，加工不同形狀要用不同的手柄，這是機械八角手的缺點，因而機械八角手只在專業工廠使用，不能得到普及。目前加工“八箭八心”寶石的工廠大部分采用機械八角手（圖4）。
3.三板升降臺
普通八角機的升降座只有壹塊平臺，而加工寶石時壹般需要使用中、高、低三個檔次，故使用時要將平臺移上移下，有效率低、準確度低等不足之處；現在把它改造成三個平臺的升降座，加工寶石時不用將平臺移上移下，對應檔次使用即可，既提高了效率也提高了準確度（圖5）。
圖4 機械八角手
圖5 三板升降臺
4.翻石對接器
傳統的粘石、翻石是靠手工粘平粘直的。磨好臺面後要翻過寶石才能磨底，這就是翻石。翻石時要先將寶石脫下來，然後調過另外壹端再粘上去，要求粘平，工藝不熟練時常會粘歪，導致鏟邊、歪尖等缺陷，不適宜大批量生產。現在創造出壹種對接器，翻石時先把寶石粘好在另壹根粘桿上，再把它脫離原來粘桿，避免了翻不平的缺陷，從很大程度上避免了鏟邊、歪尖等缺陷的發生。
5.石坯磨平器
在石坯的加工中不可避免地會出現壹些端面不平整（壹端或兩端不平整）的石坯，壹般占有10%～20%幅度（多刀切割加工石坯則比較少）。天然寶石的石坯則絕大多數是不平整的，加工時傳統上沒有好的辦法解決這個問題，只能將就著把寶石粘上粘桿再細心扶正。加工天然寶石時可以花時間慢慢扶正，但效率很低；加工人工寶石時要求高效、量大，根本沒有時間去慢慢扶正，所以粘不正的現象經常發生，從而造成產品歪尖、鏟邊、腰線壹邊厚壹邊薄等缺陷出現。使用石坯磨平器（平端器）則很容易解決石坯不平整的問題：把石坯裝上夾具夾穩，用壓面器把石坯壓平即可，不必用粘膠，也不必上桿，既可以用來壓石坯，也可以用於拋光臺面。所以石坯平端器（磨平器）也稱為無膠壓面器（圖6、7）。
圖6 無膠壓面器
圖7 無膠壓面器的夾嘴
6.無膠粘桿
粘桿俗稱鐵棍，無膠粘桿在市場上也稱為無膠鐵棍（圖8）。磨石的傳統方法是先將石坯用膠粘上鐵棍，進行扶正，然後壓臺面、磨面、光面、光臺面，再把寶石脫下來，調頭再粘上鐵棍進行磨底、光底。加工過程中難點有兩個：壹是粘石坯時粘得正粘得直比較困難，尤其是不平整的石坯，粘歪的情況不少；二是翻石時翻得平翻得直也比較難，經常出現腰線不平衡（腰線不垂直鐵棍）的現象。這兩種情況都會造成歪尖、鏟邊、腰線壹邊厚壹邊薄的缺陷。
圖8 無膠粘桿及其夾嘴
用無膠鐵棍幾乎全部解決了這些問題。操作方法是：用夾嘴夾住石坯，然後再用螺絲緊固（不會出現夾歪的現象），再壓臺面、磨面、光面、光臺面，磨好臺面後把寶石從夾嘴中間推到另壹端，已加工好的冠部留在夾嘴裏面，腰線厚度剛好合適，亭部露出外面恰好加工，接著磨底、光底即可。磨底時也不存在腰線不平衡的問題。無膠鐵棍唯壹的缺點是壹個規格的夾嘴只能加工壹個規格的石坯，加工另壹種規格石坯就要換夾嘴，這對於單壹規格的專業廠家來說，不存在任何問題。傳統工藝所產生的次品當中有80%左右是因為粘石、翻石不平不正而引起鏟邊、歪尖、壹邊厚壹邊薄等缺陷，用無膠鐵棍則完全可以避免此等缺陷的出現，這是壹個很大的飛躍。
以上的例子是人工寶石行業機器設備改良工作中的壹些典型例子，還有很多工藝的改良就不在此壹壹列舉了。
總而言之，寶石機械的改良對人工寶石業的發展起到了很大的作用，但這些成果都是個人研究成功的，或者是私人企業研究出來的，研究人員不願意把技術在整個行業中推廣，技術交流在人工寶石行業中不活躍。如果研究工作得到政府的支持，如科技項目立項，能申請壹些項目經費，通過立項研究出來的技術，則順理成章可在整個行業中推廣使用了，對梧州人工寶石經濟的發展將起到更大的促進作用。比如，由於八角手的長短不統壹、鐵棍的長短不統壹、加工後的寶石形狀非常雜亂，造成產品參差不齊，首飾廠退貨現象時有發生。可見，需要統壹其標準，才能提高整個行業的產品質量，但目前還沒有人去做這方面的研究工作。現在的問題，往往是有經濟實力的企業不去研究，有研究能力的人沒有經濟實力進行研究。建議科技系統重點扶持人工寶石業的技術發展。