Na machinale bewerking van diamant met een laser,
bedekt een zwarte laag het bewerkte oppervlak. Deze laag maakt het
moeilijk om de interne kenmerken en de kleur van de steen te
onderzoeken. Deze elektrisch geleidende koolstoflaag kan het slijpproces
verstoren, bij het gebruik van een pot contact. De noodzaak voor een
veilige en makkelijke manier om deze laag te verwijderen is duidelijk.
De micro-blaster voldoet aan al deze vragen.
In
dit deel wordt een overzicht gegeven van de verschillende methoden om
deze zwarte lagen te verwijderen van het diamantsubstraat.
Thermische verwijdering
Om de zwarte laag te verwijderen wordt de diamant
thermisch opgewarmd tot ±700°C in een zuurstofrijke omgeving (bijvoorbeeld
lucht). Op deze manier zal de zwarte laag wegbranden. Dit proces wordt
uitgevoerd in een oven. Er is echter het risico dat niet alleen de
zwarte laag weg is, maar dat ook de diamant zelf zal worden beschadigd.
Spanning en gletsen in de diamant kunnen zelfs leiden tot breuk.
Afkoken en diep afkoken
Deze methoden werken heel goed met een minimaal risico voor de diamant. Beide
methoden zullen het meeste van de zwarte laag verwijderen. De resultaten
van diep afkoken zijn over het algemeen beter dan de resultaten van
standaard afkoken in zuren. De verwijdering kan gelijktijdig worden
uitgevoerd voor een groot aantal stenen. Een belangrijk nadeel van deze
methoden is het gezondheidsrisico bij het gebruik van zuren. Ook zijn
deze methoden geen oplossingen die onmiddellijk door de slijper zelf kunnen worden gebruikt tijdens de
productie .
Micro blasting
Micro zandstralen gebruikt een luchtstroom om de
kleine abrasieve deeltjes naar het oppervlakte te sturen dat moet worden
behandeld. Deze kleine deeltjes raken het oppervlak en op deze manier
reinigen ze het oppervlak. Micro zandstralen is gebaseerd op hetzelfde
principe als zandstralen. Alleen het pistool en de deeltjesgrootte
verschillen. Deze methode is snel en het resultaat benadert het
resultaat van diep afkoken. Zwarte lagen binnen laser inscripties zijn
moeilijker te verwijderen door deze methode. Micro stralen van diamant
kan gemakkelijk worden gebruikt
tijdens de productie, maar vraagt een handmatige manipulatie, wat een
nadeel is voor grotere loten van diamanten. Wanneer correct gebruikt
is deze methode veilig voor diamant en is er geen gevaar voor de
gezondheid. Om het verkregen resultaat aan te tonen, werd een deel van een
gelaserde oppervlak bedekt om slechts de helft met de micro blaster te
bewerken (figuur 1).Het is
duidelijk dat de zwarte laag aan de linkerzijde volledig is verwijderd
en dat de interne kenmerken zichtbaar worden.
In een vooraf gedefinieerde test,
is de elektrische weerstand aan het oppervlak verhoogd van ±1 kΩ tot
meer dan 50 MΩ na zandstralen. De elektrische geleidbaarheid is sterk
teruggebracht (vergelijkbaar met afkoken en diep afkoken). Daar zijn
verstoringen tijdens het slijpen met pot contact opgelost. Diep afkoken
lost niet het probleem op van de beoordeling van de kleur van de
gelaserde diamant, noch doet micro stralen. Tests wijzen uit dat alleen
slijpen het mogelijk maakt om kleur te bepalen correct te bepalen.
Wanneer we de micro blaster gebruiken op een geslepen oppervlak, moet
men zich bewust zijn van de mogelijkheid dat, in sommige gevallen, de
schuurdeeltjes aan het oppervlak kunnen vastkitten. Dit is duidelijk
zichtbaar op figuur 2. Deze laag kan men mechanisch of chemisch
verwijderen.
Het abrasief
Het gebruik van een abrasief met de juiste
korrelgrootte is cruciaal voor twee redenen. De eerste reden is de
veiligheid van de steen. Een grotere korrelgrootte leidt tot een grotere
lokale impact en dit kan leiden tot schade. De tweede reden is de
kwaliteit van het resultaat. Grotere korrels kunnen niet zo makkelijk
als kleinere korrels infiltreren in de fijne microstructuur van het
gelaserde oppervlak en dus zullen ze de zwarte laag niet voldoende
verwijderen. Korrelgroottes van 50 tot 100 micron geven goede
resultaten. De keuze van het abrasief materiaal heeft ook een impact. De
beste resultaten worden verkregen met glaskralen van aluminium oxide.
Zoals in figuren 3 en 4 te zien, aluminium oxide deeltjes hebben
puntige, scherper randen. Vanwege deze vorm is aluminium oxide zeer
efficiënt voor het verwijderen van bijvoorbeeld Tipp-Ex (vaak gebruikt
als een initiator wanneer we diamanten laseren). Werken met glasparels
is goedkoper dan met aluminium oxide maar dit abrasief heeft een grotere
neiging vast te kitten aan oppervlakken van geslepen diamant. Daarom
gaat onze voorkeur naar aluminium oxide. In principe is het mogelijk om
het abrasief te recycleren maar dit niet aan te raden is: micro
diamantdeeltjes kunnen de levensduur
van het straalpistool verminderen, en verhogen ook het risico op
beschadiging van de stenen.
Het voorstuwmiddel
Perslucht van 4,5 tot 7,5 bar geeft goede
resultaten. Hoe hoger de druk, des te gemakkelijker de zwarte laag zal
worden verwijderd, maar ook hoe meer het abrasief de neiging zal hebben
vast te kitten. Om het slecht functioneren van het pistool te voorkomen is
het aangeraden gedroogde lucht te gebruiken.
Veiligheid
Elastische materialen zullen de impact van de
korrels dempen. Rubber of tape kan volstaan om de korrels tegen te
houden. Rubber handschoenen geven voldoende bescherming met de gebruikte
korrelgrootte en druk. Oogbescherming en luchtwegenbescherming is van
cruciaal belang. De meest praktische oplossing is een zandstraalkast met
stofcollector.
Locatie
Aangezien de methode zeer fijn abrasief stof kan veroorzaken is het
aangeraden om de cabine ver weg van meetapparatuur en machines met
precisiemechanica of optische componenten, zoals lasers, te houden.
Veiligheid voor de diamant
Deze methode is zorgvuldig getest door WTOCD. We hebben geen enkel spoor
van beschadiging gevonden bij normaal gebruik, dit wil zeggen; correcte
druk, pistool en abrasief.
Nodige gereedschappen
Gecompresseerde
lucht (compressor met droger) met voldoende druk en debiet , een
aangepast pistool en een cabine met stof collector zijn essentieel voor
deze methode. De meeste standaard cabines zijn niet voorzien voor het
behandelen van kleine voorwerpen en zijn vrij volumineus.
WTOCD heeft een prototype ontwikkeld van een micro blaster cabine aangepast
aan de diamantindustrie.
Meer informatie over deze technologie en de uitgevoerde tests
kunnen verkregen worden via de technologische adviseerdienst van WTOCD:
Voor toepassingen en advies: