Как делают медали для Олимпийских игр

Канадцы решили, что плоские медали — это скучно, и по каждой из них девять раз стукнули пресс-молотом весом под 2000 т. Получилось нечто авангардно-волнистое, отражающее особенности североамериканских ландшафтов. В России ничего гнуть и штамповать не стали, но придумали свою фишку: медали у нас не цельнометаллические, а с большими прозрачными вставками, заключающими в себе узоры в русском стиле. В результате этой задумки изделие получилось сложным, а изготовление его потребовало самого современного оборудования и 25 технологических операций.

Бронзовые медали делались из бронзы, серебряные из серебра 999-й пробы, а золотые... тоже из серебра плюс 6 г позолоты. Для ювелирной промышленности привычна технология литья, но при изготовлении заготовок для медалей ограничиться ею оказалось невозможно: высокопробные сплавы серебра слишком мягки, и, чтобы медаль держала форму, слитки требовалось для начала обработать методом холодного проката. Вышедшую из прокатного стана полосу рубили на квадраты толщиной 12 мм и площадью 120 х 120 мм, затем нагревали в печи до 180 °C и медленно охлаждали.

Так внутри металла снимались внутренние напряжения. Дальше в дело вступали токарные станки: первый вырезал из квадратов круглые «шайбы», а второй производил финишную обработку будущей медали, приводя размеры металлического диска к строгим 100 мм в поперечнике и 10 мм по толщине.

Происходящее далее на взгляд непосвященного могло бы показаться кощунственной порчей изделия из драгметалла: прямо в диске на сверлильном станке проделывались два отверстия. Оказывается, ничего страшного — отверстия технологические и служили лишь для крепления заготовки к оснастке. Когда медаль готова, от отверстий не остается и следа: участок, на котором они сделаны, вырезается под прозрачную вставку.

Но сначала на прецизионных станках методом высокоскоростного фрезерования на аверс и реверс медали наносили все необходимые рисунки: узоры, символы олимпиады, наименование олимпийских дисциплин. На гурте фрезеровали название олимпийских игр на трех языках и, наконец, вытачивали карман под крепление ленты.

В целом изготовление металлической части медали можно было бы считать законченным — теперь ее надо подготовить к встрече с прозрачными вставками, прорезав в металле несколько сквозных «окон». В паралимпийской медали окон восемь, но они имеют небольшой размер, а вот в олимпийской одно из четырех окон занимает процентов тридцать общей поверхности награды.

Причем вытачивать эти отверстия, имеющие острые внутренние углы, необходимо с невероятной точностью, иначе вставка или не влезет, или будет выпадать. При выполнении этой операции пришлось даже отказаться от традиционного фрезерования и применить технологию электроэрозионной резки.

Суть технологии в том, что на проволоку, передвигающуюся между двумя барабанами, подается высокочастотный электрический импульс. Проволока движется вблизи обрабатываемого участка заготовки, не вступая с ней в механический контакт. Однако возникающие между проволокой и заготовкой искровые разряды понемногу выжигают металл, а окружающая жидкость вымывает продукты эрозии. Под управлением исполнительного механизма с ЧПУ заготовка передвигается, «подставляя» проволоке нужный участок, и шаг за шагом на ней формируется требуемый профиль.

После лазерного клеймения изделия с установкой пробы и предварительной шлифовки аверса и реверса наступает время еще одной интересной технологической операции. Дело в том, что хоть борозды на металле, создаваемые фрезой при гравировке, очень неглубоки, на их краях остаются заусенцы. Эти заусенцы так малы, что убрать их вручную с помощью какого-либо механического инструмента (без повреждения рисунка) практически невозможно. Для этого применяется виброгвалтовочный барабан. В барабане — «каша» из мыльной жидкости и большого количества маленьких стальных шариков. Туда и помещается заготовка медали: в течение нескольких часов под воздействием вибрации шарики потихоньку счищают заусенцы с рисунка, делая его линии кристально четкими и ровными.

Завершают работы по металлу операции полировки и шлифования. Гурт, на котором, как мы помним, нанесено название соревнований на трех языках, полируется до блеска, а вот аверс и реверс шлифуются, причем таким образом, чтобы после шлифования на поверхности остался еле заметный, направленный в одну сторону микрорельеф: это элемент дизайна медали.

Прозрачные вставки, как можно догадаться, должны символизировать собой красоту и утонченность российских зимних пейзажей. Как рассказали нам в компании «Адамас», первоначально рассматривался вопрос об использовании искусственного кварца, однако конструкторы предвидели проблемы, которые могли бы возникнуть при сопряжении практически несжимаемого кварца с металлом.

В конце концов решили остановиться на поликарбонате — продукте органического синтеза. Сделанные на основе поликарбоната монолитные пластики отличаются высокой механической прочностью и прозрачностью.

Из листа поликарбонатного пластика кристаллы для вставок вырезали специальной фрезой, охлаждаемой сжатым воздухом. Следующая ответственная операция — создание внутри вставок затейливых узоров по русским мотивам. Хитрость заключалась в том, что рисунок должен был возникать не на поверхности поликарбоната, а внутри его толщи.

Для этого применяется дорогостоящее оборудование, позволяющее сфокусировать лазерный луч с широкой апертурой в определенной точке внутри прозрачного пластика. От нагрева происходит испарение материала и возникают крошечные пузырьки, воспринимаемые как «замутнение». Из таких точек по команде компьютера и согласно 3D-модели лазер создает картинку, однако при этом на гладкой поверхности кристалла никакого рельефа не проступает.

Скрепление металлической и поликарбонатных деталей происходит, разумеется, без участия каких-либо крепежных элементов или клея. Используется лишь трение. Дело в том, что поликарбонат имеет более высокий коэффициент теплового расширения, чем металл. Поэтому детали будущей медали сначала охлаждались до -35°С в холодильных камерах, там монтировались друг с другом, а затем медленно нагревались до комнатной температуры. Поликарбонат расширяется больше, и прозрачные вставки «распирает» внутри предназначенных им отверстий. Выпасть оттуда (конечно, при отсутствии аномального мороза) они уже не смогут.

Наш рассказ о технологии изготовления олимпийских медалей для Сочи-2014 оказался очень кратким — чтобы не утомлять читателя, описание некоторых довольно рутинных процессов пришлось опустить. Упомянем разве что еще один интересный факт: надписи на медалях для паралимпийцев дублируются шрифтом Брайля, причем выпуклости, из которых формируются знаки для чтения незрячими, не гравируют, не штампуют, а набирают из специальных штифтов, которые вставляют в заранее подготовленные отверстия.

Ну и наконец, не стоит забывать, что и бронза, и серебро отнюдь не всегда выглядят так радостно и сияюще, как на свежеобработанных поверхностях. Со временем металлы окисляются, а изделия из них тускнеют. Чтобы надолго сохранить блеск олимпийских наград, ювелиры применили еще одну маленькую хитрость: металлические части медалей покрыты тонким слоем прозрачного диэлектрического лака.