Le travail des pierres
Préhistoire
Le travail des pierres, minéraux et fossiles a une longue tradition. Déjà à l'âge de pierre, les humains fabriquaient des outils à partir de pierres dures comme le silex, le jaspe, etc. pour, par exemple, produire des lames de couteau, des armes, etc. de la manière la plus simple en leur donnant manuellement la forme appropriée pour différents usages. Au Moyen Âge, des pierres colorées, des pierres semi-précieuses et précieuses étaient déjà transformées en bijoux et articles de décoration. Le travail, c'est-à-dire le polissage et le meulage de ces pierres, était à l'époque un processus complexe, car tout devait être fait à la main au début. Des guildes se sont formées, spécialisées dans le travail de la pierre. À l'époque, seules de véritables minéraux, pierres colorées, pierres semi-précieuses et précieuses étaient travaillés, car une fabrication synthétique n'était pas possible. Les pierres polies avaient déjà une très grande valeur, car elles étaient utilisées dans des bijoux, des couronnes, des fermoirs de manteaux, etc. et n'étaient pas accessibles ni abordables pour tout le monde. Le processus de meulage et de polissage, plus tard alimenté par l'énergie hydraulique et des roues en grès, était jalousement gardé par les meuleurs et représentait un processus épuisant et chronophage. De magnifiques expositions comme des coupes à parois fines, des gobelets, des camées, etc. peuvent aujourd'hui être admirées, entre autres, au musée des pierres précieuses à Idar-Oberstein. On rend un grand respect à ces artistes, compte tenu des outils encore simples de l'époque.
Présent
Aujourd'hui, la situation est un peu différente. Le travail des pierres de rivière, des galets, des minéraux, des pierres précieuses et semi-précieuses ainsi que le travail des fossiles peuvent être appris par presque tout le monde avec l'équipement d'outils approprié. Grâce à une grande variété de machines pour le travail des minéraux et des pierres précieuses, cette activité est aujourd'hui très répandue tant comme hobby que dans la production professionnelle, permettant à un grand nombre de personnes intéressées d'y accéder. Les informations ci-dessous proviennent d'expériences pratiques personnelles, donc du praticien pour le praticien et ne sont pas le résultat d'études scientifiques.
Comment travaille-t-on aujourd'hui les pierres, minéraux, pierres semi-précieuses et précieuses, fossiles ?
Cette réponse dépend fortement de l'objectif du meuleur ainsi que de la taille, de la nature, etc. des pierres. Certains réalisent un meulage plan ou une tranche de la pierre avec une meuleuse à plan, pour « extraire » les structures internes de la pierre, d'autres arrondissent les pierres avec un spirateur, un tumbler selon leur forme naturelle, beaucoup meulent des pendentifs, des cabochons, des pierres de bague et divers bijoux avec des meuleuses à roues, des machines à cabochon, certains meuleurs embellissent la belle pierre brute avec de nombreuses facettes à l'aide d'une machine à facetter, des boules, des sculptures et divers objets sont également polis à partir des pierres, etc.
Selon l'objectif de meulage, une variété de méthodes de travail s'offre à vous. On distingue également si l'on meule les pierres à la main ou si l'on utilise des machines (meulage mécanique) pour cela.
Comment les pierres, minéraux, pierres précieuses, etc. sont-ils meulés à la main ?
Pour cela, une série d'outils sont disponibles. Voici un extrait :
- Meulage sur une plaque de verre ou de métal avec un abrasif libre en ajoutant de l'eau (Sica, oxyde d'aluminium, corindon,
- Meulage avec un bloc de meulage en utilisant du papier de verre humide (Sica équivaut au carbure de silicium) avec de l'eau
- Meulage avec des pads manuels diamantés avec de l'eau
- Meulage sur un plateau de meulage diamanté (« Lap ») avec de l'eau
- Outils revêtus de diamant comme par exemple des limes diamantées avec ou sans eau
Dans certains pays, des meuleuses à pédale sont également utilisées (similaires à une machine à coudre à pédale...) avec des résultats parfois très beaux.
Dans de nombreux cas, les pierres sont séparées ou formatées (coupées) avant le processus de meulage et de polissage pour obtenir des résultats efficaces. Cela permet souvent d'économiser beaucoup de travail de meulage. La coupe consiste en fait en un « meulage à travers » des pierres - ce qu'on appelle le meulage de séparation. Pour cela, on utilise généralement des scies à diamant avec des lames de scie diamantées galvanisées ou des disques de séparation frittés. À cette fin, différentes machines sont utilisées.
Hier un extrait
Scie à pierre Goliath 450
Scie à onglet "Alligator"
Meuleuse humide
Meuleuse humide
Scie à ruban Inland DB-100 incluant bande de coupe diamant
Scie à élaguer HI-TECH 6"
Comment les pierres sont-elles coupées de la meilleure façon ?
Dans la plupart des cas, ils sont maintenus en toute sécurité avec les deux mains et guidés par la lame de scie rotative ou la bande de coupe (pour les scies à ruban). (En respectant toutes les réglementations de sécurité pertinentes!).
Ou les pierres sont solidement maintenues dans un étau à pierre et ensuite guidées manuellement, ou par un système d'alimentation (alimentation par poids ou électrique) à travers la lame de scie. (En respectant toutes les réglementations de sécurité pertinentes!).
Les meilleures scies pour votre projet
Scie à découper diamant GERMANY 250
Scie à pierre Goliath 450
En tant qu'additif de refroidissement, des huiles de refroidissement et des additifs sont utilisés. L'eau seule est le pire choix, car elle ne permet pas un refroidissement suffisant de la lame de scie dans la zone de coupe. Comme variante économique, des additifs de coupe (additifs) mélangés à de l'eau se sont révélés efficaces. Des pierres très dures sont généralement séparées avec de l'huile de refroidissement pure. Attention, lisez la fiche technique, car elle peut contenir des substances potentiellement nuisibles pour la santé et l'environnement. Coupez uniquement avec un masque respiratoire/bouche !
Les lames de scie diamantées doivent également être aiguisées de temps en temps, car les diamants sur la lame s'arrondissent et la lame ne coupe plus correctement. Pour les rendre à nouveau tranchantes, divers agents d'aiguisage/pierres à aiguiser sont utilisés. Il ne faut pas laisser les lames de scie dans le mélange d'eau de refroidissement pendant une longue période, car elles peuvent être attaquées par la rouille et cela peut entraîner des dommages ou même des blessures en fonctionnement ! Par conséquent, il faut vidanger le liquide de refroidissement jusqu'à ce que la lame ne soit plus immergée. Un système de pompe à circulation peut également être utilisé. Les vitesses maximales indiquées par le fabricant de la lame de scie doivent absolument être respectées. Elles ne doivent pas être dépassées !
Conclusion : plus la coupe est belle, moins on a de travail de meulage à attendre. La qualité de coupe (rugosité de la surface) dépend de divers facteurs :
- Lame de scie
- Vitesse de rotation
- Vitesse d'avance (à quelle vitesse on coupe)
- Liquide de refroidissement
L'accessoire approprié
Refroidissant Cool 1:1, diverses quantités
Huile blanche
Pierre à aiguiser pour lame de scie, Aluoxid
Pierre à aiguiser pour lames de scie diamantées
Lame de scie diamantée AM frittée
Lame de scie diamantée, premium
Comment les pierres sont-elles polies ?
Meulage mécanique avec disques abrasifs (revêtus de carbure de silicium. “Papier de verre humide“. Meulage humide
On utilise ici un abrasif lié, peu coûteux, qui est appliqué sur des feuilles légèrement cartonnées (également disponible dans les magasins de bricolage). Il est découpé au format disque et appliqué avec un adhésif (spray) sur une plaque porteuse plane (collé). Les disques abrasifs usés peuvent être retirés et la plaque porteuse peut être réapprovisionnée. Les résultats sont satisfaisants, car la qualité des papiers abrasifs est généralement bonne. Il est à noter que les grains grossiers doivent être utilisés à faible vitesse (150-300 tr/min) pour devenir plats. L'inconvénient du papier de verre humide est que ces disques s'usent relativement rapidement et deviennent émoussés, ce qui entraîne des coûts plus élevés avec des pierres plus dures. De plus, la durée de meulage est plus longue par rapport aux disques diamantés (“Laps“). Avec une approche soignée, des résultats propres peuvent également être obtenus avec cette méthode.
Le polissage se fait sur différents supports tels que le feutre, le liège, le cuir, des disques en plastique avec des pâtes à polir diamantées et des oxydes de polissage. Lors du polissage avec de l'oxyde de cérium et d'autres oxydes, des vitesses de 150-200 tr/min sont recommandées tout en maintenant le disque de polissage humide.
Le meulage à sec avec du papier de verre humide est généralement déconseillé pour des raisons de santé!
Meulage mécanique humide - Meuleuse à bande
Une méthode qui est beaucoup plus courante aux États-Unis et en Amérique du Sud qu'en Europe. On utilise des bandes abrasives Sica ou diamantées avec ajout d'eau pour le refroidissement et l'évacuation du matériau meulé. Cette méthode est également utilisée comme meulage à sec, ce qui est cependant préoccupant en termes de santé.
Meulage avec disques abrasifs en diamant fritté, meulage humide
Cette méthode a ses avantages, surtout pour le planage après la coupe, car elle est rapide. La durée de vie du disque de meulage est élevée à très élevée selon la hauteur du revêtement et peut donc être considérée comme économiquement rationnelle. Il est à noter que le disque doit être travaillé de temps en temps avec un affûteur diamanté pour rester aussi plat que possible. De nombreux meuleurs évitent cette méthode, surtout lors de l'utilisation de plusieurs disques frittés, car cela entraîne des coûts considérables. On trouve ces disques frittés plus souvent chez les facetteurs.
Meulage avec tambour de meulage, Spirator (Tumbler)
Avec de tels appareils, la forme originale des pierres remplies est modifiée de légèrement à considérablement. Cela dépend de la taille des grains de meulage et de la durée de meulage. Les pierres meulées et polies sont appelées “meulées baroque”. On peut meuler et polir non seulement des pierres brutes mais aussi des pendentifs pré-meulés, des plaques de pierre, ainsi que des pierres pré-découpées. Le temps de traitement moyen varie de 2 à 4 semaines selon la dureté des pierres. Les pierres sont remplies dans le conteneur de meulage avec du grain abrasif libre (sous forme de poudre) Sica ou Aluoxd, corindon, et de l'eau. Le volume de remplissage ne doit pas dépasser 2/3 pour atteindre un bon frottement mutuel. Avec le Spirator (Tumbler), le processus de meulage/polissage est plus rapide, car ces appareils fonctionnent à une vitesse de vibration élevée et les pierres s'usent mutuellement dans toutes les directions de manière plus intense. De nombreux meuleurs ajoutent encore des pellets en céramique ou d'autres matériaux, auxquels le grain abrasif s'attache pendant le processus de meulage. Il est également important d'ajouter environ 1/3 de petites “pierres de propulsion” (environ 1-2 cm de morceaux de marbre ou de quartz) qui sont responsables du mouvement constant de la masse dans le Spirator. Le mélange de pierres, de poudre abrasive, de pellets en céramique et d'eau rempli dans le Spirator doit tourner lentement en cercle tout en montrant également un mouvement roulant. La quantité d'eau ajoutée est un critère important, car elle détermine si tout tourne bien dans le Spirator ou non. Si l'on ajoute trop d'eau, la quantité va bientôt stagner et vibrer sur place, ce qui ne mènera pas au succès. On commence donc avec un Spirator de 2,5 litres en ajoutant 1/16 à 1/8 litre d'eau – et cela en portions. Ensuite, on observe si la masse tourne et roule après un certain temps. Si nécessaire, ajouter toujours un peu d'eau avec un vaporisateur. Observer le processus toutes les quelques heures et ajouter PEU d'eau si nécessaire. Après 24 heures, tout doit être nettoyé et si un plus grand usure de la pierre est souhaitée, meuler à nouveau avec la même quantité de poudre abrasive (environ 3 cuillères à soupe) mais fraîche. Ensuite, répéter le même processus avec la granulométrie suivante plus fine, etc. Lorsque les pierres de tambour ont finalement été finement meulées avec un grain de 1200 (selon le type de pierre, etc.), un nettoyage approfondi est à nouveau nécessaire, car le polissage peut maintenant être effectué. De nombreux meuleurs utilisent un conteneur de polissage séparé pour éviter que des grains grossiers des passages de meulage précédents ne rayent les pierres. La propreté et le nettoyage entre les différentes étapes sont ici la première règle!
Spirateurs
Spirator modèle 106
Spirateur Raytech Tumble-Vibe 10
Spirator modèle 113
Spirator modèle 114
Spirator modèle 121
Spirator-9
Processus de polissage :
On remplit les pierres finement polies avec un agent de polissage approprié, peu d'eau et éventuellement l'ajout de granulés en céramique de polissage dans le récipient de polissage. Les petites pierres de guidage, qui ont également été finement polies, sont également ajoutées au récipient pour que la rotation et la vibration nécessaires soient en marche. Certains polisseurs utilisent également des ajouts de polissage comme des morceaux de coquilles de noix, de petits cubes de bois et bien d'autres (leurs secrets).
Les pierres baroques finement polies peuvent ensuite être serties, équipées d'un œillet ou utilisées en vrac, etc.
Les spirateurs sont également utilisés dans divers domaines de l'industrie pour le débourrage, l'arrondi et le polissage.
Dans ce contexte, il convient également de mentionner le spirateur plat, sur lequel des pierres (uniquement déjà découpées) avec un grain lâche sont meulées et polies sous vibration. Ce procédé nécessite certes un certain temps, mais il produit de beaux résultats, surtout lorsque la surface de contact dans le bac est en métal dur (les bacs en aluminium courants s'usent après un certain temps et une légère dépression se forme, où les pierres ne reposent plus à plat). Il est également utile de peser les pierres ou les plaques de pierre avec du poids (mastic ou similaire) pour augmenter la pression de contact et ainsi augmenter l'usure.
Meulage mécanique avec grain abrasif libre (Sica=carbure de silicium) sur fonte, disque métallique
Une méthode traditionnelle, toujours très efficace pour le traitement des minéraux. Pour cela, on utilise généralement des disques en fonte, qui ont une légère inclinaison vers le centre (ou pas).
Ces disques sont parfois également rainurés, ce qui aide à mieux évacuer la boue abrasive usée. On travaille ici à basse vitesse (environ 100-180 tr/min) pour éviter l'éjection du grain abrasif appliqué. Un mélange d'eau et de grain abrasif est appliqué et réparti sur le disque plan fixe à l'aide d'un pinceau propre. On commence avec un grain grossier (K80-K120) avec une pression manuelle adéquate et on meule la pierre en effectuant un mouvement circulaire. Ensuite, il faut nettoyer soigneusement le disque plan et la pierre (ainsi que les mains et les doigts, etc.) pour ne pas transporter de gros grains vers le prochain grain plus fin. Après quelques tailles de grain, on atteint le grain 600, 800 ou même 1200. Ensuite, on polit par exemple avec de l'oxyde de cérium (entre autres pour tout le groupe de quartz) humide sur un disque de polissage en feutre à une vitesse également faible (150-300 tr/min). Pour cela, des machines de meulage à plat avec contrôle de la vitesse comme notre EMSCH 200 RPM. sont recommandées.
Cette méthode est encore souvent utilisée par les polisseurs d'agate, qui obtiennent des résultats parfaits. Chaque polisseur d'agate connaît la procédure avec la durée de meulage, la pression d'appui accrue et les travaux de nettoyage qui en découlent.
Nous avons remplacé ce procédé par nos propres tampons de meulage diamantés spécialisés en quartz/agate, tant pour nous que pour de nombreux clients, et nous obtenons après 3 passages de meulage + polissage des résultats (quasi) équivalents. Certains meuleurs qui utilisent nos tampons propres ne polissent plus, car ils trouvent que la brillance après le 3ème tampon leur suffit déjà. Ainsi, nous privilégions ces tampons spécialisés, car la somme des inconvénients disparaît.
Meuleuse plane EMSCH RPM
Tampon spécial, 3 étapes, Ø 200 mm
Achat pad de meulage humide, Ø 200 mm
Tampon spécial, 3 étapes, Ø 125 mm
Dynamique 200 mm
Tampon spécial, 3 étapes, Ø 150 mm
Tampon spécial, 6 étapes, Ø 125 mm
Tampon spécial, 6 étapes, Ø 150 mm
Set de ponçage en agate, marron 150 mm
Comment fonctionne le polissage mécanique des cabochons ?
Après un peu d'entraînement et un travail précis, c'est une forme populaire de polissage de pierres précieuses. Pour cela, on utilise souvent des pierres translucides, à la structure intéressante, moins précieuses, des pierres semi-précieuses comme par exemple diverses variétés de quartz, œil de chat, œil de tigre, du turquoise bon marché, lapis, agates, pierres rayées ou à motifs, ou simplement des pierres ramassées soi-même, mais aussi des pierres précieuses comme des opales, saphirs étoilés, etc. Les types de pierres précieuses transparentes et sans inclusions sont généralement facettés. Les cabochons existent en différentes formes et épaisseurs, et avant le polissage, il est important de déterminer où la pierre présente le plus de brillance, le meilleur motif, la meilleure réfraction de la lumière et la couleur la plus intense. Pour cela, on découpe la pierre en une tranche et on dessine ensuite la forme finale souhaitée dessus. La forme peut également être transférée à partir de gabarits à l'aide d'un stylo en laiton ou en aluminium. Ensuite, on scie de manière à laisser un peu de surplus après la coupe. Cette pierre grossièrement découpée est ensuite polie manuellement (si elle n'est pas trop petite) sur la meule (généralement une meule diamantée à grain dur 80, 100, 120) selon sa forme. Ensuite, la pierre est fixée avec de la pâte à pierre ou à l'aide d'une colle 2K sur un support en bois (bâton) et poncée avec des meules plus fines. Après avoir utilisé une meule de grain 280, on laisse sécher la pierre et on vérifie la présence de rayures profondes et d'erreurs de courbure, car ces erreurs peuvent encore être corrigées en repolissant avec du grain 280. En général, on ponce jusqu'à un grain de 1200 ou mieux jusqu'à un grain de 3000. (Vitesse de rotation d'environ 1400-1700 tr/min) Enfin, le cabochon est poli et détaché du support en bois. Les pierres collées sont à nouveau détachées à l'aide d'une flamme et la colle 2K se dissout avec de l'eau chaude. (environ 70-90 degrés) Il est important de faire attention aux pierres sensibles à la chaleur et d'agir avec précaution avec la flamme. (brûleur à alcool ou à gaz). Nous proposons également un fondeur de pâte électrique.
CabKing 6"
Meuleuse humide
Meuleuse humide
Meulage mécanique avec des disques de meulage diamantés
Cette méthode innovante est devenue de plus en plus connue au cours des 10 dernières années (avec des variations régionales). Diapads sont disponibles dans différentes formes et tailles. On s'est inspiré des tailleurs de pierre, qui utilisent depuis longtemps cette technique pour traiter avec succès des surfaces en pierre naturelle (FLEX). Ces disques sont utilisés en combinaison avec des meuleuses d'angle à eau. Ils sont également utilisés depuis un certain temps dans la restauration de pierres naturelles (sols, appuis de fenêtres, plans de travail de cuisine, etc.). Nous avons adapté cela pour le traitement des minéraux et nous nous sommes consacrés depuis plus de 6 ans à leur forme, leur composition interne, leur liant, leur concentration en diamant et leur structure de surface. Grâce à des années de recherche et de tests, nous sommes aujourd'hui en mesure de proposer des disques spéciaux pour le traitement des minéraux, des pierres précieuses, des fossiles, etc., qui donnent d'excellents résultats. Pour cela, il suffit d'eau. Nous utilisons également ces disques sur les meuleuses à plan, par exemple pour meuler des agates.
Nous proposons ces disques en agate/quartz avec un système de fixation par velcro pour les meuleuses d'angle à eau (FLEX), ainsi que collés et pressés sur des disques en métal, qui peuvent ensuite être fixés sur des meuleuses à plan avec un plateau magnétique. Pour cela, le disque de réception magnétisé doit idéalement être équipé d'un mandrin de centrage, afin que les disques ne soient pas projetés latéralement à grande vitesse. De tels plateaux peuvent également être fournis par nos soins.
Les disques diamantés conventionnels proposés sur le marché (pour la plupart d'origine chinoise) existent dans les plus diverses versions et conceptions en fonction des différents domaines d'application. Pour le traitement des minéraux et des fossiles, ceux-ci ne sont que partiellement utilisables, car ils contiennent souvent trop peu de grains de diamant, souvent pas de grains de diamant tamisés et présentent un liant trop dur, ce qui entraîne inévitablement des rayures.
Labradorite
Labradorite polie avec une meuleuse à angle humide et des tampons en diamant.
Carvingtechnik
On voit souvent des pierres « sculptées » qui ont été travaillées à l'eau avec un Dremel ou d'autres outils de ponçage à main. Ces outils sont particulièrement populaires pour le polissage de l'opale, car ils permettent d'évider des formes naturelles ondulées et irrégulières, où la couche d'opale est posée, sans avoir à gaspiller beaucoup de (coûteuse) couleur de l'opale. On utilise souvent ici des corps abrasifs durs, galvanisés et frittés avec des formes pointues, rondes et concaves, pour atteindre les zones souhaitées de la pierre. On utilise également des pointes de ponçage diamantées, comme celles proposées par Diamond Pacific sous forme de stylos de ponçage NOVA. Des feuilles de ponçage diamantées découpées rondes sur un support souple sont également couramment utilisées.
Set de sculpture SSP
