(A)切割多面寶石。
刻面寶石有很多種，其中最基本的有圓形刻面、玫瑰形、階梯式和混合式。根據這四種基本剪裁，演變出上百種款式。因為這四種基本的切工圖案都是來源於鉆石的切工圖案，和鉆石的切工圖案是壹模壹樣的，它們的角度只是在加工過程中根據寶石種類的不同而發生變化。所以，對於刻面寶石的切工圖案，參考本章第壹節鉆石的切工圖案。
應該指出的是:
1)玫瑰形切工雖然幾何形狀優美，但對寶石的火彩和亮度都不好，所以現在很少使用，在小扁鉆、鋯石、石榴石的切磨中也只是偶爾見到。
2)階梯式切工中的祖母綠型主要用於祖母綠的切工，也適用於所有透明寶石，尤其是色彩艷麗的彩色寶石。這種切割的刻面數和步數並不是最重要的，因為色彩的美在首要位置，而火彩在次要位置。因此，鉆石加工除了階梯切割外，還需要嚴格的刻面尺寸、比例、冠角和亭角。壹般寶石的臺面較大，冠較薄，閣較厚。
3)混切可以使寶石的火彩、色澤、重量達到最佳效果，但由於加工復雜，不利於大批量生產，所以僅限於高檔寶石的設計和琢磨。常見的樣式是冠為圓形刻面，亭為階梯狀。
4)近年來市場上流行的彩色寶石“千禧工”(圖5-1-32(a)和“格子工”(圖5-1-32(b))也是由四種基本圖案演變而來。它們在加工設備和比例上有所變化，樣式新穎。其中“千年工”每個面都是凹面，有聚光的作用，增強寶石表面的亮度；“格仔宮”可分為單面和雙面，每壹面都是方形或菱形，簡潔明快，充滿現代氣息。
圖5-1-32千年珠寶(a)和方格珠寶(b)
(2)多面寶石的設計
刻面型適用於所有無色和有色透明寶石。刻面寶石的設計和弧面寶石的設計壹樣，需要完成原石命名、了解寶石內外特征、原石分析、設計方案選擇等步驟。具體刻面寶石的設計主要可以從顏色、重量、瑕疵、比例四個方面進行。
1.色彩設計
寶石的顏色與其厚度和顆粒大小有關，所以在設計中，顏色淺的原石可以設計成粗切，比如海藍寶石往往設計成祖母綠型，以增強色度。同樣，顏色較深的原石設計成厚度較小的切工，比如山東藍寶石。如果設計成階梯狀方形(祖母綠冠平底)，厚度會更薄，色度會減弱。
此外，使用改良款式還可以提高寶石的顏色。對於低折射率的淺色寶石，如淺色的黃玉、水晶等，則采用主刻面垂直的改良型圓鉆樣式，並利用亭中更多的刻面同時反射光線，以增強其光澤效果。對於顏色較淺的紫晶、茶晶，除了臺階式，還可以選擇水平分主面的改良圓鉆式或雜石式，增加寶石的高度，以達到加深顏色的效果(見圖5-1-33)。對於深色寶石，如深紅色石榴石、山東藍寶石等。，選擇改良的圓鉆型(即亭部高度適當降低)，使其漏光以降低寶石的色濃度，從而改善寶石的顏色。
圖5-1-33色彩設計中的切割加工流程
2.重量設計
從原料上切割研磨寶石時，材料損耗很大，比如鉆石，重量損失往往在50%以上。有資料顯示，山東藍寶石的成品率只有30%左右。重量的損失直接關系到商品的價值。因此，在體現寶石整體美感的情況下，打理成為寶石工匠的重要課題。
重量包括兩層含義，即單顆寶石的成品要盡可能大，壹種原料加工後的總產量要高。哪個是主要的，要看具體情況。
對於低檔寶石，壹般以產量為主。因為這個時候寶石的價格和重量成正比，產量越高價格越高。對於高檔寶石來說，單顆寶石的價格更高。因為這種寶石的價格與其重量不是簡單成正比的，有時候是指數級的，大而珍貴的寶石品種價格是不可估量的。
有四種方法可以增加單顆寶石的重量:
(1)增加腰部直徑
(2)增加腰部厚度
(3)增加展館的深度
(4)改進原有寶石風格。
前三種方法如圖5-1-34所示。第四種方法往往是將寶石的臺面平面改為曲面，這樣接收的光線更多，使寶石看起來更亮，如“千年工”、“格子工”，但這種研磨機損耗更大，成本更高。
圖5-1-34增加寶石重量的三種方法
3.缺陷和夾雜物的設計
缺陷和內含物是影響寶石凈度的主要因素。寶石加工過程中，對於內含物和內部缺陷要考慮六個因素:大小、數量、位置、顏色、輪廓、透明度。
在缺陷和夾雜物的設計中，我們應采取以下措施:
1)沿裂紋面切割原石時應去除有色夾雜物和大裂紋。
2)在設計原石時，盡量了解缺陷和夾雜物的位置，並做好標記。
3)本著先去除大的瑕疵或夾雜物，再去除小的原則，最好是減小樣式尺寸，去除有隱患的裂紋。
4)對於無法去除的瑕疵或內含物，盡量設計在不會影響寶石美觀的位置，也就是靠近腰部不顯眼的地方(見圖5-1-35)。這裏需要註意的是:①寶石表下的包裹體容易被發現；②館內的內含物容易反射成多重影像，形成“星空”；(3)祖母綠式的內含物在任何地方都容易被發現，包括腰部，所以在設計這種切工時要使用幹凈的原材料。
圖5-1-35處理夾雜物的位置
5)顏色鮮艷、形狀規則、輪廓清晰、易於觀察的包裹體可以充分利用，如琥珀中的昆蟲、水膽瑪瑙、發晶等。
4.比例設計
在刻面切割的設計中，要充分考慮臺面尺寸、冠角、腰厚、亭深等因素，才能使寶石切割打磨後的體色、亮度、火彩、閃耀程度達到最佳效果。
(1)表格尺寸的設計
桌子的大小是相對於寶石的腰徑而言的。對於彩色寶石來說，臺面的大小影響寶石的顏色、火彩、閃耀程度和重量。這裏需要強調的是，色彩包括色相、明度和彩度(飽和度)。其中，顏色的明度又叫明度和光彩，它與色散有關的“火色”是設計中的壹對矛盾，因為明度是各種顏色的反射光和透射光的總量，明度強意味著寶石中每種單色光的全反射比較強，單色光反射光的任何減少都會削弱明度。而火色的要求正好相反，要求每種單色光的反射不壹致，有些單色光要反射多壹些，有些要小壹些，這樣才能表現出優良的色散，也就是火色。就是這個原因，亮度和火色不能同時達到最佳狀態。所以在寶石的比例設計上，我們追求的是它們的綜合效果，是兩者的折中。這種折衷通常被稱為閃耀度。理解以上關系，對我們的尺度設計很有幫助。
對於色散效應較強的寶石，如鉆石、鋯石等，在設計時應相應降低臺面，因為色散區域主要集中在冠部的斜面區域。減小臺面會增加冠部的斜坡面積，光線會以不同的折射角從亭部反射。但是，如果色散無限增大，寶石的亮度會大大降低，對寶石的重量也是不利的。如果寶石的顏色較深，臺面的增加可以提高，因為可以透射更多的光線。但當臺面超過腰徑的2/3時，臺面反射的光線會壓制斜面區域的光線，產生“光暈”反射效果，使寶石顯得暗淡無光。
(2)冠角的設計
牙冠角是指牙冠的主要刻面與腰部平面之間的銳角。當腰部直徑固定時，其大小由桌面和冠高決定。
在腰徑和冠高不變的情況下，冠角的變化效果是壹樣的，冠角增大，臺面增大，冠角減小，臺面減小。
根據寶石折射率的計算或寶石折射率與臨界角的關系曲線，可以求出刻面寶石冠的角度。具體計算公式如下:
β=8×(45安培)
其中:β-冠角，單位:度；α—亭角，單位為度。
確定冠部角度後，根據以下關系式獲得星形刻面和上腰部表面之間的角度:
星形刻面角=冠角-(12 ~ 7)
上腰角=冠角+(5° ~ 9°)
(3)腰圍厚度的設計
腰部是寶石的鑲嵌邊緣，其厚度直接影響寶石的重量和完美程度。太薄容易導致腰部損傷，太厚會產生模糊的灰色反射。就標準圓鉆款式而言，腰邊由16條粗細交替的曲線組成，腰厚變化如下:
{δ}毫米= { a }+{ b }毫米2/{ D }毫米
其中:δ-腰部厚度；d-腰部直徑；a——經驗系數，為0.017mm；B—經驗系數，0.05～0.08 mm2
(4)亭角的設計
亭角是指亭的主刻面與腰平面之間的銳角，其大小由腰直徑和亭深決定。
亭部角度對寶石的閃耀度有很大的影響，因為正確的亭部角度可以從亭部刻面反射盡可能多的光線，以產生最大的亮度(如圖5-1-36(a))。
如果寶石的亭部角度小於正常範圍，亭部的深度會減小，進入寶石的光線會從亭部漏出。從桌子上往下看，中央會出現壹個“窗口”，也就是魚眼效應(如圖5-1-36(b))。
如果寶石的亭角大於正常的變化範圍，亭的深度增加，進入寶石的光線也從亭中漏出。從表格上看，中心變暗，產生“釘頭”效果或黑色背景效果(如圖5-1-36(c))。
圖5-1-36寶石光路圖
理想的加工；(b)厚度小(魚眼效應)；(c)厚度大(黑矩陣效應)
美國寶石學家E.S.Love描述的二維石亭角度計算公式如下:
如果
如果
其中:A為亭子主角，φ為介質臨界角，單位均為度。
對於鉆石來說，亭角約為40°，但對於其他寶石來說，這個角度根據折射率的不同而不同。壹般來說，折射率越低，寶石的亭角越大，即亭越深，以產生內反射，增加閃耀度。
常見寶石的臨界角、冠角、亭角見表5-1-4。
表5-1-4常見寶石的冠角和亭角
繼續的
(3)刻面切割的定位和方向
刻面寶石不具備弧面寶石的貓眼效應和星光效應，但為了更好地體現透明寶石的體色、亮度、火彩和閃耀程度，也需要對其進行定位。刻面寶石的定位主要是臺面的定位，方法如下。
1.具有明顯多色色彩的寶石
異質寶石是多色的，大多不明顯，在設計和定位上可以忽略。紅寶石、藍寶石、碧璽、坦桑石是常見的寶石，具有明顯的多色性，所以在設計上存在取向的問題。不同寶石的朝向和定位是不壹樣的，要看具體情況。比如藍寶石，從平行於晶軸(Z軸)的方向看，壹般是藍色的，但從垂直於Z軸的方向看，往往呈現壹定的黃綠色。設計時，切割臺面通常選擇在垂直於晶體Z軸的方向，這樣可以得到較柔和的藍色。再如綠色碧璽，從垂直於Z軸的方向看，通常呈亮綠色或青綠色，從平行於Z軸的方向看，常呈深棕綠色或深橄欖綠色。設計時，切割臺通常選擇在平行於晶體Z軸的方向(見圖5-1-37)。但如果碧璽顏色極淺，有時需要選擇垂直於Z軸的方向作為臺面，可以增加顏色的深度。
圖5-1-37藍寶石臺面的定位(a)和綠色電氣石臺面的定位(b)
2.沒有或不明顯多色的寶石。
因為這種寶石的顏色在各個方向都沒有變化或者變化很小，所以在設計中要充分考慮寶石的最大用途。保證成品尺寸的壹個方法是臺面平行於對角線平面(見圖5-1-38)。常用這種方式確定臺面位置的寶石有石榴石、尖晶石、水晶等。
圖5-1-38無多色性或明顯多色性寶石的臺面定位
3.帶有色帶、色區、色簇和色點的寶石。
壹些寶石在普通水晶中顏色分布不均勻，如藍寶石中的色帶、紫水晶中的色斑、碧璽中的色帶等。如果臺面方向確定不當，可能會造成成品從臺面看時顏色分布不均，從而影響其商品價值。
對於藍寶石色帶來說，通常放置在寶石腰部附近，與臺面平行，這樣通過光線在寶石內的反復反射和折射，色帶的顏色可以在頂面呈現均勻、正、厚的藍色。
對於紫水晶色簇和斑點，壹般放在寶石表正下方的中央區域，即冠、腰或亭中，這樣從上面看顏色更均勻。如果汙漬很小，最好放在亭子的尖角處，通過光的反射和折射，將原來無色的折射光變成有色光，達到增色的效果(見圖5-1-39)。
圖5-1-39色群和色斑的處理
碧璽的色區要酌情處理。如果色區不規則，就要用以上兩種方法放置色區。如果彩色區域排列整齊，顏色鮮艷，桌面可以用圖5-1-40所示的方法定位。
4.解理寶石
對於解理發育的寶石來說，切割原料非常方便，但寶石加工的拋光工藝難度較大，容易產生熱量使臺面破裂。因此，在原石的定位中，應避免臺面與解理面平行，臺面與解理面可以成5 ~ 10(或80 ~ 85)的角度定向，也可以與縱軸平行。如果原石的解理數較大，其走向原則上應避免臺面平行於解理最發達的那組(見圖5-1-41)。
圖5-1-40多色電氣石桌面定位
圖5-1-41表定位用解理寶石
(4)多面寶石的選擇
傳統上，透明度被視為是否采用刻面切割的重要衡量標準。刻面切割常用於透明寶石，弧形切割或其他切割常用於不透明寶石。刻面寶石原料的選擇要比弧面寶石嚴格很多，因為刻面寶石原料的價格更高，如果選擇不當，損失會很大。很難根據寶石的外觀來推斷其質量。寶石的價值往往不僅僅在於它美麗的外表，還在於它良好的內在質地。
首先要查看原料的顏色屬性和分布情況。很多寶石都有明顯的多色、色帶或色帶，如果定位合理，價值可以翻倍。
其次，檢查原材料的形狀。很多原料呈薄片狀或鋸齒狀，不利於原料的利用，對成品率影響很大。寶石學家可以接受形狀規則的寶石晶體。例如，碧璽通常呈細長的鉛筆狀，帶有三角形斷口。這很接近祖母綠的切工風格，所以切磨時損耗很小。石榴石晶體往往呈圓形、球形，有利於加工成圓形菱形樣式。
再次檢查原材料中缺陷和裂紋的數量和分布。選料的時候要從各個角度檢查，想象原材料沿著裂縫切開後的形狀和大小。如果預計損失可能超過60%，那麽在選擇材料時要小心。另外，要了解裂縫的性質。自然裂紋往往是外觀為深褐色或黑色的細絲被鐵汙染造成的，而錘擊損傷留下的許多小裂紋則是因為空氣而呈白色，所以我們在選擇這類材料時要更加小心。因為這裏面可能隱藏著很多裂縫。所以，在寶石加工行業，怕小裂縫，怕大裂縫。
最後，要檢查原材料的重量。寶石的原料不能太小，不利於加工和鑲嵌，對不同寶石的重量要求也不壹樣。壹般要求在0.6ct以上，群鑲寶石可以降到0.1ct以上。對於寶石晶體，要求粒度在5mm以上，貴重的可以在3 mm以上。
刻面寶石材料有很多種，如鉆石、紅寶石、藍寶石、祖母綠、海藍寶石、變質巖、電氣石、長石、水晶、黃玉、橄欖石、尖晶石、石榴石等。
(5)刻面寶石的加工工藝
刻面寶石的加工工藝比弧面寶石復雜得多，分為出料、上弦、磨冠、磨冠、上弦、磨亭、磨亭、後處理九道工序。
1.免除
下料是指將原料切割成小塊，然後用修復鋸切割出寶石樣式的原型。切割用的鋸片為薄鐵板，直徑為100 ~ 150 mm，厚度為0.3 ~ 0.5 mm，其外緣刻有300多個小凹槽，其中嵌有100 ~ 120目金剛石粉。具體操作步驟如下:
1)清潔石臺，開啟切割機和冷卻水。
2)切掉原料的皮(沒有皮的可以直接進行下壹步)。將原料握在手中，均勻地推入鋸片。剛開始餵的時候，速度要慢。在進料的中途，當物料順暢時，應提高速度。當材料切得差不多時，速度要放慢，以免開裂。
3)沿深裂縫切割原材料。這樣就可以得到不同尺寸的毛坯。
4)仔細觀察毛坯，用墨線標出不易觀察到的棉花裂紋位置，避免設計成寶石樣式的輪廓。
5)如果可感粒徑仍然很大，就需要進壹步分料。要求切出的毛坯大顆粒多，小顆粒少，邊角廢料少，毛坯尺寸能被寶石款式接受。
6)寶石毛坯分為規則形和不規則形。規則的毛坯(立方體、方棱柱)可以用切割機沿對邊分割成兩部分，也可以用平行的對角線面分割成壹大壹小兩部分。得到的橫截面是正方形或矩形。方形適合切割成圓形、六邊形、八邊形和方形。長方形適合加工成橢圓形、階梯形和橄欖形。
不規則的毛坯要裁成倒圓錐形，圓錐的高度要在頂面長邊的壹半以上，有利於款式設計。如果圓錐體的頂面是近似正多邊形，坯料可以設計成圓形、方形等切割形狀；如果圓錐體靠近船體，毛坯可以設計成橢圓形、階梯狀等形狀；如果圓錐體的頂面壹端大，另壹端小，坯料可以設計成水滴或心形。如果圓錐體頂面的長度遠大於寬度，可以將坯料設計成橄欖形等軸形狀。
以上是中低檔寶石的下料流程。對於等級較高的寶石來說，除非寶石的原料存在棉、裂紋等嚴重缺陷，否則不宜切割成小塊。對於高等級的寶石，應該簡單地去除廢料，以達到最初的空白。
登上桿子
上桿指的是用膠水把坯料和棍子粘合在壹起。刻面寶石的纏繞比凸面寶石復雜得多，因為刻面寶石在打磨過程中需要更精確的角度。
粘棒主要由黃銅或鐵制成，其長度壹般為100 ~ 150 mm，粘棒的粘端有各種形狀，以粘接不同的切工寶石(見圖5-1-42)。膠水壹般是黑蠟膠或者紅蠟膠。
圖5-1-42粘桿
上桿的具體操作步驟如下:
1)清潔棒和寶石坯的表面。
2)將膠水碾碎，放入火杯中，用酒精燈加熱至融化。
3)加熱棒的粘合端，然後均勻加熱坯料。如果毛坯怕熱，用石棉網單獨加熱。
4)把木棒和毛坯粘在壹起，在膠水沒有完全凝固的情況下校正角度。要求坯料的中心線與棒的軸線重合，頂面與棒重合，直至自然冷卻。
以上裝桿過程是給有經驗的珠寶商看的。對於初學者來說，為了使毛坯的角度準確，要使用桿式粘接架。這裏不詳述其結構和方法。
3.戒指形狀(以下程序均基於托帕石的標準圓鉆類型)
環形是指寶石的腰形和冠部的基本弧面，環形使用的磨料為180 # ~ 220 #。在圈腰形時，要保證棒的軸線與磨削面平行，這樣坯料的頂面才能與腰面垂直。繞冠部基本弧面時，弧度要小，即弧面與棒的夾角要小。弧面的曲率要壹致，否則會影響牙冠的小面磨削。研磨方法見圖5-1-43。
圖5-1-43寶石表冠的環形形狀
4.牙冠磨削
冠磨是指利用寶石雕刻研磨機帶動毛坯在磨盤上磨出不同角度的小面。寶石雕磨機壹般采用八角手雕磨機和機械手雕磨機。磨盤壹般為金剛石磨盤，直徑為150mm，磨粒粒度壹般為600目。具體操作步驟如下:
1)打開研磨機和冷卻水。
2)將帶坯棒安裝在45塊上，然後放入45。將擋塊安裝在寶石雕刻和研磨機上，使臺面朝下並與研磨臺平行，然後將寶石臺面研磨平整(見圖5-1-44)。
圖5-1-44磨削45塊天車工作臺
3)取下45°擋塊，直接將帶坯棒安裝在寶石雕刻機上(以八角手雕磨床為例)，調整主平臺使寶石與磨盤成40°接觸，將“八角手”調整到L孔位置。通過八角形手在平臺上的八個側面的旋轉，可以研磨表冠的八個主要表面。此時主面大小要壹致，桌子直徑要達到腰徑的50% ~ 60%。
4)擡起主平臺，使毛坯與磨盤成23°角，將“八角手”調整到2孔位置。冠部的八個星形刻面可通過八面旋轉進行研磨。此時，恒星的刻面和主表面剛好形成兩個正方形。
5)降低主平臺，使毛坯與磨盤成46°角，將“八角手”調整到3孔位置，通過八邊的旋轉，可以磨削出表冠左側的八個腰面。
6)保持平臺不動，將“八角手”調整到4孔位置，通過八個邊的旋轉，可以打磨表冠右側的八個腰面。這時，牙冠打磨完畢。這裏需要註意的是，在打磨過程中，寶石與磨盤的接觸要輕，力度要合適，並要連續觀察打磨進度。
打磨皇冠
拋光用的拋光盤壹般是銅盤，拋光劑是金剛石粉。具體操作步驟如下:
1)取下磨盤，換上拋光盤，開機，塗少量拋光劑。
2)通過粘油找到合適的角度，壹定要和磨削角度絕對壹致，否則會出現多余的小面。拋光順序是先拋光星面，再拋光主面，最後拋光腰面。
3)改成45。分塊，用上述粘油方法拋光寶石臺。
登上桿子
表冠打磨拋光後，將寶石毛坯放在酒精燈上加熱，然後取下寶石毛坯，翻轉，將表冠粘在平頭粘棒上。方法參見第二個過程。
7.亭子的打磨
具體操作步驟如下:
1)將鬥桿安裝到八角形手柄上。
2)調整主機平臺，使毛坯與磨盤成40°角，選擇八角手的1孔位置，通過八面旋轉，打磨出亭子的八個主面。
3)降低主平臺，使毛坯與磨盤成43°角，選擇八角手的3孔位置，通過八邊的旋轉，可以磨出亭子左側的八個腰小面。腰部刻面的長度應為亭部主刻面長度的2/3。
4)保持平臺不動，選擇八角手的四個孔。同樣，亭子右側的八個腰面也可以磨。
8.擦亮亭子
亭部拋光的方法與冠部拋光相同。順序是先投8館主面，再投16腰面。
9.後處理
具體操作步驟如下:
1)如果怕閣底尖損壞，可以在閣底尖磨壹個小平面，磨拋方法和之前壹樣。
2)打磨腰部為了寶石的整體美觀，可以打磨腰部。
3)除膠處理:將寶石加熱，用酒精燈粘住，使膠水融化，擰下寶石。
4)清洗處理:將帶膠的寶石和木棒分別放入酒精中，待膠溶解後，取出寶石和木棒，用清水清洗幹凈。
此時，刻面寶石已經加工完畢。