Технологии резки камня – вчера, сегодня, завтра
Извечные человеческие потребности в выживании, добыче пропитания, защите семьи с незапамятных времен были напрямую связаны с умением изготавливать орудия труда, оружие и инструменты для их производства. На ранних этапах необходимость придавать камню определенную форму была вызвана именно этими потребностями.
По мере взросления человечества росли и его запросы – для строительства домов потребовалось распиливать большие камни на малые и придавать им удобную для кладки форму. Решив проблемы с пропитанием люди захотели приобщиться к прекрасному и им потребовалось распиливать как небольшие камни для изготовления амулетов, печатей, гемм, так и блоки гранитные и мраморные для облицовки полов и стен.
Разные виды работ требовали изготовления специального инструмента, производство которого в свою очередь нуждалось в новых технологиях. Таким образом цепочка взаимосвязанных потребностей шаг за шагом вела человечество по пути прогресса.
Первые шаги в обработке камня
Каждому историческому периоду соответствовал определенный уровень развития средств производства. В каменном веке камень обрабатывали каменным инструментом используя так называемую технологию скалывания, что подтверждается археологическими находками, относящимися к эпохе неолита. Появление медного инструмента относится уже к энеолиту – здесь находки полых сосудов свидетельствуют о наличии приспособлений для сверления камня медными сверлами сегментовидной формы.
Медные штрипсовые пилы, предположительно, использовались еще при строительстве египетских пирамид и, хотя археология пока не смогла ни подтвердить, ни опровергнуть эту гипотезу, право на существование она имеет.
Бронзовый, а вслед за ним и железный век принесли свои усовершенствования. Изготовленные из прочного и твердого железа инструменты использовались повсеместно – гранитный карьер и мастерская ваятеля, угольная шахта и ювелирная лавка — далеко не полный список применений. Уже к XIV веку в Чехии для распиловки монолитов применяли канатные проволочные пилы. Появление водяного привода позволило запустить шлифовальные мельницы с крутящимися на одной оси дисками – прообраз современных станков, которые сегодня использует для распила каждый гранитный завод.
Усовершенствование не обошло стороной и штрипсовые пилы – гений Леонардо да Винчи подарил миру идею и чертежи штрипсового станка, в котором использовал кулисный привод для пильной рамы. В начале XIX века такой станок получил новые кривошипно-шатунные механизмы и цепные подвески для пильной рамы.
Паровое оборудование, а вслед за ним и электрический привод произвели существенные изменения в конструкции распиловочных станков, повысили их точность и производительность. Вследствие чего брусчатка из гранита приобрела несколько ровных граней и стала выпускаться массово, а возможность выдерживать точный размер при распиле позволила выпускать плиты мощения из гранита заданной толщины с минимальными отклонениями.
Современное состояние
Уровень развития технологий обработки металлов, научные открытия и исследования в области физики, химии начиная с конца XIX и на протяжении всего XX века способствовали непрерывному росту технической оснащенности камнеобрабатывающей промышленности. Усовершенствование технологии канатной резки и использование алмазных канатов привело к повышению качества – блоки габбро, мрамора, гранита стало возможным извлекать из массива неповрежденными.
Станки с дисковыми пилами с алмазным напылением диаметром до 3 метров, фрезерные станки для резки камня, алмазная резка одновременно двумя, тремя и более канатами – сегодня уже рядовое явление.
Последнее слово техники – станки для гидравлической и гидроабразивной резки. Они позволяют с высокой точностью, а главное – с высокой скоростью, резать не только гранит, мрамор, габбро-диабаз, но и самые твердые металлы, пластики и другие материалы. Тончайшая струя воды смешанная с мельчайшим абразивным песком позволяет сделать пропил очень узким, что создает дополнительную экономию материала, а ровная и гладкая поверхность среза не требует дополнительной обработки.
Нашли свое применение в камнеобработке лазерная и ультразвуковая технологии. Высокоточные автоматические станки для лазерной гравировки позволяют вырезать на полированной поверхности камня сложнейшие изображения и даже воспроизводить фотографии.
Прогноз на будущее
«Будущее – мир покоренного вещества и энергии…» — эти слова, сказанные еще в начале века М. Горьким, во многом оказались пророческими. Давно установлена связь вещества и энергии, работают атомные станции, обуздан термоядерный синтез и солнечная энергия наполняет аккумуляторы гаджетов и освещает дома. И в этом мире природный камень ничуть не утратил свою привлекательность и спрос на него по-прежнему высок, а значит, и технологии резки и обработки будут оставаться востребованными еще долго.
Их совершенствование будет идти в направлении повышения качества и скорости обработки (ультразвуковая и плазменная резка), совершенствования точности детализации при резке художественных деталей, а возможно, и скульптур (лазерная резка высокой мощности и гидроабразивная резка).
