Материаловедение. Обработка камня | Методичка Материаловедение. Обработка камня | Методичка Материаловедение. Обработка камня | Методичка

Главное меню

Карта сайта
Главная
Курсовые работы
Отчеты по практикам
Лабораторные работы
Методические пособия
Рефераты
Дипломы
Лекции



Материаловедение. Обработка камня

РАЗДЕЛ 1. Из истории обработки камня

Роль камня в развитии первобытного человека

Тайна красоты камня с давних времен волновали человека. Камень не зря считается символом вечности. Именно он донес до наших дней бессмертные, запечатленные в нем творения человека. Находки археологов позволяют все больше узнавать об истории человечества, о развитии жизни на земле.

Для первобытного человека камень оказался самым надежным, прочным и долговечным материалом. Целая эпоха в истории человечества называется каменным веком, который разделен на три периода: палеолит, мезолит и неолит.

Камни округлой формы (обыкновенные голыши) после обкалывания, грубой обивки древними людьми превращались в простейшие инструменты в виде ножей, скребков, рубил. Важна была не форма, размер или вес голыша, а твердость и прочность самого камня. Наиболее пригодными оказывались уплощенная галька из диорита, кварца и кремния. Гальки оббивались прямо на месте несколькими ударами до придания им требуемой формы. Так зарождалась первая технология обработки камня. В борьбе за качество получаемой продукции совершенствовалась технология производства, вводились новые операции. Так, для изготовления ручных рубил низкого качества требовалось 10-30 ударов, а более высокого – 50-80 и более ударов. Неолитический мастер при шлифовке топора совершал 50 тысяч движений камня по абразивному материалу за 8-10 часов работы. В археологии давно выделена особая «галечная» культура, одна из самых древних в развитии человечества.

Следы оставленные на камне изучает новое направление в археологической науке – трансология. Технологии обработки камня различны: скалывания, ретуши, сверления, расщепления, пиления, точения. Надо полагать, что одни и те же люди, занимавшиеся изготовлением каменных орудий, совмещали две профессии – геолога-поисковика и камнетеса.

В дальнейшем более широкое применение нашли технологии скалывания и расщепления, а лучшим материалом для этого оказался кремень и вулканическое стекло – обсидиан. Эти камни, имея относительно высокую твердость, обладают способностью при раскалывании образовывать узкие и тонкие пластинки с острыми режущими кромками, которые могут некоторое время держать такую «заточку».

Помимо этих камней подобными свойствами обладают кварцит, окаменелое дерево, кремниевый туф, глинистые и известковые сланцы, граниты, мелкозернистые песчаники и другие породы, которые легко обрабатываются ударными способами. Другие камни, например нефрит, хотя и крепкие, но трудно поддаются обработке ударами вследствие своей вязкости.

Процесс расщепления напоминает колку дров, когда от круглого спила дерева откалываются поленья. При раскалывании каменных заготовок нужно было знать до тонкостей способы выполняемой работы (размер камня, направление и силу удара). Поэтому изготовление кремниевых орудий – это искусство, помноженное на силу, ловкость и точный расчет удара.

Найденные археологами предметы можно отнести к ювелирному искусству, так как трудно представить, как можно было изготовить в то время пластины длиной 55мм, шириной 5мм и толщиной в 1мм! В археологии такая отделка каменных пластин

получила название ретуширования (от французского слова «ретуше» – подправлять).

Ретуширование лезвий позволяло делать режущие кромки делать не гладкие, а с зазубринами. Такие инструменты были более эффективными. Принято считать, что каменному веку свойственны примитивные обработки камня, однако, на самом деле, мастера каменного века обладали совершенными технологиями, такими, как шлифовка, полировка и токарная обработка.

Чувство прекрасного было издревле заложено в душе первобытного человека – художника. Приходится удивляться, как могли в то время сверлить в камне малые отверстия толщиной с иголку длиной превышающей в десятки раз его диаметра. Причем отверстия просверливались не только в мягких породах, но и в твердых, таких как яшма, агат, халцедон. Не исключено, что в качестве наконечника сверла использовался корунд или даже алмаз.

Родоначальником сверлильного инструмента было Т- образное приспособление напоминающее современный топор с каменным наконечником. Таким инструментом отверстие «проверчивалось», для ускорения работы подсыпался песок. Рукой нужно было давить и проворачивать инструмент. В дальнейшем инструмент был усовершенствован и приобрел форму коловорота, работа которым выполняется двумя руками: одной рукой вращают инструмент, а другой давят. Коловорот имеет зажимное устройство (патрон), при помощи которого можно закреплять сменные сверла. Коловоротом с некоторым усовершенствованием пользуются и современные мастера. Т-образным инструментом в виде топора вращательные движения производились в обе стороны, а коловоротом только в одну, что позволило повысить производительность труда. Коловорот стал прообразом современного сверлильного станка. В качестве свободного абразива в настоящее время применяется кварцевый песок: наждачный и корундовый. По абразивным качествам наждак в 3-5 раз эффективнее кварца. Производительность значительно повышается, если песок постоянно смачивать водой.

Для того, чтобы распилить каменную плитку распил делался не полностью, а лишь частично, а затем ее разламывали. Для страховки камнеобработчики делали распилы с обеих сторон.

Шлифование и полирование поверхностей камня требует большего времени по сравнению с распиливанием и сверлением. Сначала эти операции выполняли сухим способом. Применение мокрого шлифования ускоряло работу в 2-3 раза. Такие процессы позволяли изготавливать детали с правильными геометрическими формами и острыми гранями.

Опыт по обработке камня накапливался медленно. Полировать камень люди научились спустя десять тысяч лет после грубой обработки. Как правило, полировали сразу две плиты, накладывая одну на другую. В качестве порошка использовали пемзу и толченый мел. Шлифующими поверхностями служили ровные участки скалы или плоский камень, с которого все неровности стесывали методом точечного пикетажа.

Первые зеркала появились благодаря высокому качеству полирования кусков обсидиана и базальта. Для улучшения отражательной способности они смачивались водой. При полировании зеркальных поверхностей использовали мягкие материалы и кожу.

Метод точечного пикетажа сформировался в обособленную технологию камнеобработки. Частыми ударами по круглому заостренному стержню из крепкого материала можно пробить отверстие, выровнять поверхность, на полированную поверхность нанести фактурный рисунок или буквы. Этим же способом изготавливались немудреные каменные чаши, ступки, лампы-светильники. Способом пикетажа можно пользоваться как при изготовлении мелкой пластики, так и при изготовлении крупных скульптур. Известные исполинские идолы острова Пасхи вытесаны из вулканического туфа и других пород без участия металла методом точечного пикетажа при помощи базальтовых скарпелей. Закольники, скарпели, бучарды (инструменты для каменотесной работы) первоначально изготавливались из камня твердой породы, разной по форме и массе: от немногих десятков граммов до 5-6 килограммов.

Исторические исследования в науке и технике помогают нам полнее представить эволюцию развития технологических процессов обработки материалов, в том числе и различных пород камня. В каменном веке круг изготавливаемых изделий из камня достиг высочайшего уровня, но с приходом бронзового века, а затем и железного значительная часть изделий из камня стали изготавливать из металла. С приходом атомно-космического, электронно-кибернетического века камень не утратил своей значимости. Современные технологии позволяют найти ему новое применение. Сейчас это и сверхтвердые производительные инструменты, и красивые ювелирные украшения, и незаменимый долговечный строительный и облицовочный материал. Из камня художники создают прекрасные предметы декоративно-прикладного искусства в сочетании с различными материалами.