Выбрав целью своей магистерской работы снизить себестоимость, повысить производительность и качество обработки высокоскоростным точением с использованием современных инструментальных материалов за счет обоснования оптимальных режимов резания и применения смазочно-охлаждающих технологических сред (СОТС), я ознакомилась с многочисленными исследованиями по использованию СОТС при обработке точением твердосплавными инструментами. Я наткнулась на статью в интернете и узнала, что данный метод уже применяют при высокоскоростном фрезеровании, но самым большим удивлением было то, что в этой статье описывалась технология обработки олимпийской медали.
С древних лет олимпийские игры были главным спортивным событием всех времен и народов. В дни проведения олимпиад на всей земле воцарялось согласие и примирение. Войны прекращались и все сильные и достойные люди соревновались в честной борьбе за звание лучшего. За много веков олимпийское движение преодолело много препятствий, забвение и отчуждение. Но, не смотря ни на что, олимпийские игры живы и по сей день. Конечно это уже не те соревнования, в которых принимали участие обнаженные юноши и победитель которых въезжал в город через пролом в стене.
С детства меня интересовал этот праздник спорта. Я с большим интересом смотрела как церемонии открытий, закрытий, так и спортивные соревнования и награждения спортсменов самой высокой спортивной наградой – олимпийской медалью. Впервые выбранная мною профессия пересеклась с моими интересами вне учебы. И так, я решила поделиться с вами тем, что узнала как за годы моего увлечения историей олимпиад, так и тем, что узнала, изучаю технологию, которая использовались в изготовлении высших наград олимпийцев.
Для начала стоит отметить, что олимпийская медаль не должна оцениваться прежде всего по своему материальному наполнению. Все-таки эта награда несет более гуманный и масштабный смысл и воспринимается как сплав благородства, смелости, силы духа и воли. Все эти качества и делают человека Спортсменом. А медаль – это всего лишь способ поощрения его достижений. Однако мне, как технологу внезапно стало весьма интересно, как и из чего изготавливают высшие награды для олимпийцев. Но прежде хотелось бы вспомнить историю и понять, почему олимпийские медали так вожделенны для каждого спортсмена в мире.
Первые Олимпийские игры были проведены еще в 776 году до н.э. Атлетические соревнования проводились в честь героя мифов Геракла, при этом за свои победы в борьбе и рукопашном бою он не получал наград. А вот царь Эндимион за победу отдал своё царство, правда участниками были его сыновья. В разные годы победители получали большую сумму золотых монет, славу и разные ценности. За 293 Олимпиады Древней Греции было разыграно много призов, вручённых приблизительно 330 участникам, но ни одной медали выковано и подарено не было.
А вот традиция вручения медалей появилась уже в современное время. В 1894 году Первый олимпийский конгресс за два года до I Олимпийских игр, прошедшим в Греции, в городе Афины, принял соответствующее решение. Все требования, правила, принципы награждения были четко прописаны в Олимпийской хартии – главном сборнике уставных документов Олимпийского движения. Так, первый и второй призер получали награды из серебра 925-й пробы, третий призер получал бронзу, а победитель – медаль, которая была покрыта золотом. Уже тогда были примерно определены параметры: вес и состав наград, а также решен вопрос о том, сколько золота в золотой олимпийской медали.
Первые современные Игры были проведены в 1896 году в Афинах. Тогда победители получили серебряные награды, а вторым местам были вручены награды из меди. В Греции было разыграно 43 комплекта наград, при этом их дизайн был разработан Жюлем Шапленом, а вес олимпийской медали составлял всего 47 граммов. До 196о года их изготавливали без крепления для ленты и вручали спортсмену прямо в руки.
Самые необычные награды вручались на следующей Олимпиаде, в 1900 году, которая проходила в Париже. Дизайнер Фредерик Вернон впервые в олимпийской истории предложил прямоугольные медали, на одной стороне которых была изображена богиня победы Ника, а на другой – атлет. Именно с этих Игр началась традиция вручения золотых, серебряных и бронзовых наград. Вес олимпийской медали постоянно менялся: например, на Играх в 1904 и 1908 году он был самым маленьким и составлял всего 21 грамм. Для сравнения: медали на зимних соревнованиях в Ванкувере весили 576 граммов, а в Сочи – 585 граммов, что считается абсолютным рекордом Игр.
Конечно, за все время олимпийского движения не обошлось без различных нюансов и казусов. Допустим, для Зимней Олимпиады в Ванкувере устроители решили сделать медали из вторичного сырья. Это было сделано для того, чтобы улучшить экологическую обстановку на Земле, а потому олимпийские медали создавались из отработанных электрических плат. А это позволило Канаде существенно сэкономить на проведении Игр. Примечательно, что каждая награда имела свою гравировку, то есть ни у одного спортсмена не повторялись медали.
Золотая олимпийская медаль тоже сделана, как ни странно, из серебра 925-й пробы или выше. По сути, это те же серебряные медали. Единственное отличие – сверху на них наносится 6 грамм чистого золота. Стоимость золотой медали около 800 долларов.
Игры в Сент-Луисе в 1904 году стали во многом знаковыми – впервые трем призерам вручались золотые, серебряные и бронзовые медали. При этом, золотые медали впервые были сделаны из чистого золота. Медали победителей изготавливались целиком из золота только до Олимпийских игр в Стокгольме в 1912 году, а затем стали лишь покрываться шестью граммами золота.
Вероятно, при принятии решения о вручении именно золотых, серебряных и бронзовых медалей, основатели Международного Олимпийского Комитета в конце 19 века руководствовались следующими соображениями:
золотооднозначно воспринимается как
первое место;
Труды и Дни, написанной около 700 года до н.э., греческий поэт Гесиод выделяет пять периодов. Золотой период относится ко времени, когда люди жили среди богов в мире и согласии. Серебряный характеризуется безбожием и человеческой слабостью. Бронзовый период знаменует собой время войны и насилия. После этих периодов идет героическая эпоха (время, когда жили герои Троянской войны) и далее железный век (новое время);
Первый вариант кажется мне наиболее убедительным.
Отказ от изготовления медалей из чистого золота, вероятнее всего, произошел по экономическим соображениям. Принимающая Олимпиаду страна почти полностью несет расходы по организации Игр и приему участников. Число разыгрываемых комплектов постоянно увеличивалось, также росло число командных видов спорта. Одновременно, повышался престиж Олимпиад, и, по сути, золотые олимпийские медали начали цениться значительно дороже, чем стоимость входящего в них металла.
Из прочих правил, установленных Международным Олимпийским Комитетом в отношении медалей, хочется отметить следующие:
Дизайн медалей разрабатывается страной, принимающей Олимпийские игры, но последнее слово всегда за Международным олимпийским комитетом (МОК).
Нельзя не отметить отдельно прошедшие недавно XXII Олимпийские зимние игры в российском городе Сочи с 7 по 23 февраля 2014 года, на которых
30 мая 2013 года в Санкт-Петербурге в присутствии Президента МОК Жака Рогге был обнародован дизайн медалей Зимних Олимпийских игр и Паралимпийских игр в Сочи. Всего было изготовлено около 1300 наград, что является рекордным показателем для зимних олимпийских игр. Каждая медаль на лицевой стороне имеет изображения олимпийских колец, на оборотной стороне на английском языке отлит вид соревновательной олимпийской программы, а также изображен официальный логотип Сочи – 2014
.
Изготовление олимпийских наград было поручено компании Адамас
. Интересно, что изначально, для того, чтобы получить права на изготовление медалей был проведен конкурс среди разных компаний. Адамас
сделал лучшую версию медали в соответствии с техническим заданием Оргкомитета и выиграл конкурс. Но создание прототипа медали было завуалировано под юбилей завода, чтобы никто не догадался об истинной цели изготовления медали.
Производили медали в отдельном цеху, гам они проходили все стадии изготовления – от вырезания круглой заготовки до окончательной шлифовки. Технологический процесс для каждой медали состоял из 25 стадий. Большая их часть связана с обработкой металлической заготовки (более 20 операций), а оставшиеся – с обработкой поликарбоната.
Изготовление медали начинается с полунепрерывного литья. В процессе литья в листе металла могут образоваться воздушные поры и, чтобы избежать этого, он прокатывается на многотонном прокатном стане.
Далее из прокатанного листа металла производятся заготовки медалей – квадратные пластины, которые помещаются в печь, где нагреваются с защитной атмосферой до температуры 180 градусов Цельсия и выдерживаются в течение 2 часов, для того, чтобы снять внутреннее напряжение в будущей медали. Затем она медленно охлаждается.
После охлаждения заготовка попадает сперва на один токарный станок, где вырезается шайба, потом на второй, более высокой точности, где происходит точение заготовки. Диаметр корпуса медали после этих операций составляет 100 мм, толщина 10 мм.
Далее следует сверление технологических отверстий и закрепление заготовки на приспособлении-спутнике.
После этого приспособление с заготовкой попадает внутрь прецизионного фрезерного обрабатывающего центра с ЧПУ, где методом высокоскоростного фрезерования выполняется нанесение узоров и символов олимпиады – олимпийских колец на аверсе медали. Затем на тех же станках выполняется гравировка официального наименования олимпийских игр на трех языках на гурте и фрезеровка кармана под крепление ленты.
Затем медаль попадает в ванну прецизионно электроэрозионно-проволочно-вырезного станка, где методом электрической эрозии металла выполняется резка 4-х окон под кристаллы. Таким образом, для изготовления олимпийских медалей применяются самые передовые методы обработки металлов. Затем на серебряные и золотые медали наносится клеймо изготовителя, проводится опробование на соответствие 960 пробе и клеймение в государственной инспекции пробирного надзора. После в медали вырезают окна, в которые будут помещены поликарбонатные кристаллы. Затем награду несколько раз шлифуют на прецизионном плоскошлифовальном станке и моют в ультразвуковой ванне– до окончательного получения финального вида. Следующая операция – сверление отверстий для крепления штифта, фиксирующего ленту и обрабатывание кромок отверстий, которые проводятся мастерами вручную надфилем. После обработки кромок медали попадают на галтовку. После этих истязаний медаль попадает на шлифовальный станок, где производится предварительная обработка гурта медали – подготовка поверхности к полировке. Затем она попадает в полировальную машину, где обычно шлифуют золотые цепи, которые производятся здесь же, на заводе Адамас
. После полировки медаль в очередной раз попадает в ультразвуковую ванну. Последний этап в изготовлении олимпийских медалей – сборка, соединение металлической части медали и кристаллов.
Кристаллы изготавливаются из поликарбонатного стекла и имеют толщину, равную толщине медали. Для вырезки кристаллов из поликарбоната специалистами завода была выбрана специальная фреза с защитным покрытием на режущей кромке. На станке с ЧПУ из листа поликарбоната вырезаются кристаллы разного размера. При резке поликарбонат охлаждается струёй сжатого воздуха, чтобы уменьшить трение и деформирование заготовок. На всех кристаллах лазером наносится узор подобный тем, что были выгравированы на металлической части медали. Узор нанесенный на награды с помощью гравировки представляет собой:
мезенская, ракульская, уфтюжская роспись, узоры русского ситца, гжель, хохлома, палех, жостовская роспись, рисунки павлопасадских платков, вологодское кружево, якутские мотивы и даже узоры кубачинских мастеров Дагестана, практически все есть на этих медалях. Визуальный образ Олимпийских игр в Сочи разработан компанией BOSCO и передан в дар Оргкомитету Олимпиады. Это – лоскутное одеяло
, представляющее собой объединение в единую концепцию 16 орнаментов национальных промыслов России. Гравировка выполняется на высокоточном лазерном оборудовании.
И так, все стадии обработки отдельных частей детали выполнены, займемся технологическим процессом сборки, а именно вставкой в металлическую часть элементов из поликарбоната. Они стыкуются за счет особой точности изготовления деталей. Совпадение размеров измеряется в сотых и тысячных долях микрона. Для этого поликарбонат сильно охлаждается и вставляется в корпус медали.
Затем она нагревается и, за счет перепада температур, происходит расширение элементов и их взаимная фиксация. Именно поэтому в качестве материала вставки был выбран поликарбонат, а не стекло. Надежность полимера гораздо выше, кроме того, его не надо клеить.
Полный цикл изготовления одной медали любого достоинства – 18 часов. Изготовление награды для Параолимпийских игр занимает 20 часов, так как там есть процессы, которых нет у обычной медали. Например, нанесение шрифта Брайля, что необходимо для слабовидящих и незрячих спортсменов.
На заводе обещают, что эти медали переживут все – радостные укусы победителей, купание в шампанском, нечаянные падения на асфальт с большой высоты и даже броски о стену, если награды окажутся не того достоинства, на которые рассчитывали их обладатели.
В древние времена спортсменам-олимпийцам полагались различные дары от целого царства до гор золота. В наши дни другие нравы и спортсменам, проявившем чудеса человеческой силы и выносливости полагается медаль. Я считаю, что олимпийские медали – это не только высшая награда для спортсмена, но еще и сложное изделие, для изготовления которого применяют самые передовые методы обработки металлов. Это совокупность спортивных достижений, силы духа, воли к победе и инженерной мысли, достижений науки и техники. В такие моменты я очень счастлива, что выбрала для себя профессию технолога, ведь в данном случае именно мои коллеги занимались разработкой технологии изготовления медалей, которые теперь украшают шеи самых выдающихся спортсменов мира.