Máy giác đá là một mâm quay nằm ngang gắn đĩa mài, cộng với một cánh tay giữ viên đá có thước đo góc nghiêng và bánh chia vòng. Đĩa mài được phủ hạt kim cương, đi từ hạt thô để tạo mặt đến hạt cực mịn để đánh bóng. Nhờ cánh tay ấy, thợ đặt được từng mặt giác đúng góc tới từng phần mười độ và cách đều nhau quanh viên đá, điều mà tay không gần như không làm nổi.
Ba bộ phận chính của máy giác
Mâm quay và đĩa
Mâm là một trục đứng do mô tơ quay, trên đặt đĩa mài (lap) phẳng tuyệt đối. Tốc độ chỉnh được: chậm cho đánh bóng và đá mềm, nhanh hơn cho mài thô. Có hệ thống nhỏ giọt nước lên đĩa để làm mát và cuốn bụi đá đi. Đĩa được thay theo từng công đoạn.
Cột và cánh tay giữ đá
Bên cạnh mâm là một cột đứng. Trên cột gắn cánh tay (gọi là đầu máy hay quill) nghiêng lên xuống được, đầu cánh tay có ngàm kẹp que gắn đá (dop). Góc nghiêng của cánh tay so với mặt đĩa chính là góc của mặt giác so với mặt phẳng viền viên đá. Một thước đo góc trên cánh tay cho biết góc đang đặt, từ 0° (mài mặt bàn hoặc mặt song song viền) đến 90° (mài viền).
Cánh tay có cữ chặn: thợ chỉnh độ cao cột để khi mặt giác mài đến đúng độ sâu, cánh tay chạm cữ và không mài sâu thêm được. Nhờ vậy các mặt cùng nhóm có kích thước bằng nhau.
Bánh chia vòng
Ở đầu cánh tay có một bánh răng chia vòng (index gear). Mỗi răng là một vị trí xoay của viên đá quanh trục. Bánh răng 96 răng là loại rất phổ biến vì 96 chia hết cho 2, 3, 4, 6, 8, 12, 16, 24, 32, 48, nên làm được hầu hết các kiểu giác đối xứng. Viên brilliant tròn tám hướng thì mài mặt chính ở các răng 96, 12, 24, 36… cách nhau 12 răng. Ngoài ra có bánh 64, 72, 80, 120 răng cho các kiểu giác đặc biệt.
Cạnh bánh răng có một vít tinh chỉnh nhỏ (thợ hay gọi là "cheater") cho phép xoay lệch viên đá một chút giữa hai răng, để sửa khi mặt giác lệch nhẹ do chuyển que hay do mài không đều.
Đĩa mài kim cương: hạt to, hạt nhỏ, và con số mesh
Kim cương là vật liệu cứng nhất, nên đĩa phủ bột kim cương mài được mọi loại đá quý. Có hai kiểu chính:
- Đĩa gắn kim cương: hạt kim cương được mạ hoặc thiêu kết dính chặt vào mặt đĩa kim loại. Bền, mài nhanh, dùng cho các cấp thô và trung bình.
- Đĩa tẩm bột: đĩa mềm hơn bằng thiếc, đồng, kẽm, hợp kim, nhựa tổng hợp hoặc gốm, thợ tự bôi bột hoặc kem kim cương lên. Dùng cho các cấp mịn và đánh bóng.
Độ hạt thường ghi theo con số mesh hoặc theo micromet. Số mesh càng lớn, hạt càng mịn. Một chuỗi đĩa điển hình trên bàn thợ giác trông như sau (các con số dao động tùy xưởng):
| Công đoạn | Độ hạt (mesh, xấp xỉ) | Dùng để làm gì |
|---|---|---|
| Tạo phôi | 180–360 | Mài nhanh ra dáng thô, chừa dư |
| Cắt mặt | 600 | Mài các mặt gần đúng kích thước, vết xước còn thô |
| Làm mịn | 1200 | Mài tới cữ chặn, mặt đã đúng hình |
| Tiền đánh bóng | 3000 | Xóa xước của cấp trước, mặt mờ đều như kính mờ mịn |
| Đánh bóng | 8000 đến 50000–100000, hoặc bột oxit | Tạo mặt bóng gương |
Nguyên tắc vàng: mỗi cấp phải xóa hết vết xước của cấp trước. Nhảy từ 600 lên đánh bóng luôn sẽ tốn hàng giờ mà vẫn còn vết sâu. Một nguyên tắc khác: đĩa thô và đĩa mịn phải để riêng, rửa tay và rửa que gắn đá giữa các cấp. Một hạt kim cương thô lạc lên đĩa đánh bóng đủ làm xước cả loạt mặt.
Que gắn đá và sáp gắn
Viên đá được gắn lên đầu que kim loại bằng sáp gắn (dopping wax) nung mềm, hoặc bằng keo epoxy, keo cyanoacrylate. Que có nhiều dạng đầu: phẳng cho mặt bàn, lõm chữ V hoặc côn cho phần đáy nhọn. Khi chuyển sang giác nửa còn lại, thợ dùng một khối định tâm (transfer jig) để gắn que thứ hai đối diện đúng trục với que thứ nhất.
Sáp nóng dễ làm nứt đá nhạy nhiệt như opal, topaz, tanzanite, fluorite nếu hơ trực tiếp hoặc để nguội đột ngột. Với những đá này, thợ chuyển sang keo nguội hoặc làm nóng đá từ từ.
Cưa đá, máy mài đứng và các máy phụ
Xưởng giác thường có thêm vài máy trước khi đá lên máy giác:
- Cưa tỉa: lưỡi cưa mỏng viền kim cương, đường kính nhỏ, chạy với nước hoặc dầu làm mát. Dùng để cắt bỏ vết nứt, chia đá thô.
- Cưa xẻ tấm: lưỡi lớn hơn, xẻ khối đá thành lát để mài cabochon. Nhiều loại chạy ngập dầu khoáng; dầu này bốc hơi tạo sương mù và cháy được, nên cưa phải có nắp và xưởng phải thông gió.
- Máy mài bánh đứng hoặc đĩa phẳng: bánh quay thẳng đứng hoặc đĩa nằm ngang, dùng tạo phôi và mài cabochon, có nước nhỏ giọt liên tục.
- Kính lúp và đèn: thợ giác kiểm tra mặt giác liên tục bằng kính lúp 10x, có khi gắn ngay trên máy.
Những rủi ro của máy, không chỉ là bụi
- Điện và nước: máy giác, máy mài đều dùng nước cạnh mô tơ điện. Ổ cắm phải có tiếp địa, mạch điện nên có aptomat chống giật. Dây điện để cao, xa khay nước.
- Vật quay cuốn vào: tóc dài, dây đeo, tay áo rộng, găng tay vải có thể bị cuốn vào trục hoặc lưỡi cưa. Buộc tóc, xắn tay áo, không đeo găng vải gần lưỡi cưa quay.
- Mảnh văng: đá vỡ trên đĩa có thể văng ra. Kính bảo hộ là bắt buộc khi cưa và mài thô.
- Lưỡi cưa: lưỡi viền kim cương không có răng sắc như cưa gỗ nên nhiều người chủ quan, nhưng vẫn mài rách da rất nhanh. Không đưa tay về phía lưỡi để đẩy đá; dùng dụng cụ đẩy.
- Bụi và bùn đá: nước mài có bùn chứa bụi đá. Để bùn khô rồi quét là đưa bụi trở lại không khí. Bùn phải gom ướt, đổ bỏ đúng chỗ, không xả thẳng ra cống.
Góc nhìn hôm nay: tay nghề vẫn nằm ở người
Máy giác cơ khí đã có từ lâu và ngày càng chính xác, có loại hiển thị góc bằng số. Với kim cương, các xưởng lớn còn dùng máy tự động hoàn toàn cho viên nhỏ. Nhưng máy chỉ giữ góc; nó không biết khi nào dừng. Thợ giác vẫn phải nhấc đá lên soi sau vài vòng mài, nhìn các đỉnh mặt giác có gặp nhau đúng một điểm không, nghe tiếng đĩa để biết đá đã chạm cữ chưa, và cảm được qua tay khi một mặt bắt đầu bóng.
Người muốn hiểu nghề có thể tìm đến câu lạc bộ khoáng vật, các khóa chế tác có xưởng và người hướng dẫn. Đọc thêm tài liệu về sơ đồ giác (faceting diagram): mỗi sơ đồ là một bảng ghi góc và răng chia vòng cho từng mặt, giống bản nhạc cho người giác đá. Đọc được một sơ đồ là hiểu được viên đá được "lập trình" ra sao.
Câu hỏi thường gặp
Máy giác đá gồm những bộ phận gì?
Máy giác đá gồm mâm quay nằm ngang gắn đĩa mài, cột đứng với cánh tay giữ đá có thước đo góc nghiêng, và bánh răng chia vòng để xoay viên đá đúng vị trí. Cánh tay có cữ chặn giúp các mặt mài đến cùng độ sâu. Máy có hệ thống nhỏ giọt nước để làm mát và giữ bụi.
Vì sao bánh chia vòng máy giác thường có 96 răng?
96 chia hết cho 2, 3, 4, 6, 8, 12, 16, 24, 32 và 48, nên một bánh răng làm được hầu hết các kiểu giác đối xứng phổ biến. Viên đá đối xứng tám hướng chỉ cần xoay mỗi lần 12 răng. Một số kiểu giác đặc biệt dùng bánh 64, 72, 80 hoặc 120 răng.
Đĩa mài kim cương độ hạt bao nhiêu?
Chuỗi đĩa thường đi từ khoảng 180–360 mesh để tạo phôi, 600 và 1200 để cắt mặt, 3000 để tiền đánh bóng, rồi đánh bóng ở mức 8000 đến 100000 hoặc bằng bột oxit. Con số mesh càng lớn hạt càng mịn. Mỗi cấp phải xóa hết vết xước của cấp trước.
Mài đá quý có cần nước không?
Có. Nước làm mát viên đá để không nứt vì nóng, cuốn hạt mài và vụn đá khỏi mặt đĩa, và quan trọng nhất là giữ bụi đá không bay vào không khí. Mài khô tạo ra bụi mịn, với đá chứa silic có thể gây bệnh bụi phổi silic.
Sơ đồ giác (faceting diagram) là gì?
Sơ đồ giác là bản vẽ kèm bảng ghi góc nghiêng và vị trí răng chia vòng cho từng mặt của một kiểu giác. Thợ giác làm theo sơ đồ như đọc bản nhạc. Sơ đồ thường ghi cả chiết suất đá phù hợp vì góc phải đổi theo loại đá.
