3D-печать в ювелирных изделиях

Изготовление ювелирных изделий всегда было традиционным процессом, поддерживаемым различными технологическими достижениями. На сегодняшний день ни один технологический прогресс не оказал на ювелирную промышленность такого сильного влияния, как 3D-печать или аддитивное производство. .

С появлением современных украшений , эксперименты и инновации выходят на первый план, а ассортимент материалов, используемых при изготовлении украшений, значительно увеличивается; действительны не только благородные металлы и драгоценные камни. Такие материалы, как пластик или ткань начинают использоваться, встраиваясь в
металлические детали или применяясь в качестве основных материалов.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЮВЕЛИРНЫХ ИЗДЕЛИЙ:ПРОГРАММЫ CAD-CAM

3D-печать в ювелирном мире позволяет преодолеть многие ограничения, присущие традиционным процессам проектирования и производства.

Для изготовления украшения с помощью 3D-печати его необходимо предварительно смоделировать в программах CAD-CAM. . Можно использовать любую программу 3D-дизайна, хотя в настоящее время существуют специальные программы для ювелирных изделий, такие как RhinoJewel, RhinoGold или MatrixGold. В этих программах есть определенные опции, которые значительно ускоряют процесс создания ювелирных украшений:предварительно разработанные камни и системы закрытия, настройки и направляющие с настраиваемыми параметрами и т. д.

Примером дизайна и производства ювелирных изделий с использованием технологий 3D-печати является Нервная система. . Эта компания, основанная в 2007 году, является студией генеративного ювелирного дизайна. которая работает на стыке науки, искусства и технологий. На его веб-сайте пользователь может создавать собственные украшения на основе модификации различных параметров и покупать их, напечатанные в 3D на нейлоне или металле.

Изображение 1. Интерфейс платформы проектирования нервной системы. Источник:нервная система.

ТЕХНОЛОГИИ 3D-ПЕЧАТИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ЮВЕЛИРНЫХ ИЗДЕЛИЯХ

После 3D-моделирования драгоценного камня его необходимо распечатать на 3D-принтере. Наиболее часто используемые технологии 3D-печати в области ювелирных изделий:

SLA – Стереолитография

Детали, полученные в результате 3D-печати смолой, имеют высокое качество поверхности. . Эта технология позволяет печатать дизайны, которые нельзя было бы сделать ни одним ручным методом, например, литьем воска для микроплавления.

Появление настольных 3D-принтеров, таких как FormLabs, стало настоящей революцией в ювелирном секторе благодаря простоте использования и необыкновенной отделке, которую они предлагают.

FormLabs разработала различные материалы, предназначенные для 3D-печати ювелирных изделий. Это, в сочетании с доступной ценой, означает, что многие школы, мастерские и ювелирные фабрики могут позволить себе работать с этими станками.

В настоящее время существует множество типов смол для 3D-печати по технологии SLA. Каталог смол FormLabs должен включать:

• Литьевая смола. Разработан с идеальными качествами для литья по выплавляемым моделям или литья по выплавляемым моделям.
• Литьевой воск. Из-за высокого спроса на Castable Resin компания FormLabs разработала этот материал для самых требовательных пользователей. Эта смола содержит 20 % воска, что обеспечивает отливку без остатка, идеальную для достижения оптимальных результатов и возможности создания ювелирных элементов с высокой детализацией.
• Стандартная черная смола. Разработан для очень мелких деталей или сложных деталей. Эта смола очень полезна для создания окончательных изделий или прототипов украшений.

Castable Resin и Castable Wax — это материалы, предназначенные для микроплавления или литья по выплавляемым моделям. . Это старейший известный литейный процесс, который позволяет получать металлические копии с помощью формы, сделанной из прототипа, традиционно смоделированного из воска. Обычно используется металлическая модель, которая служит матрицей. Из этой матрицы изготавливается резиновая форма, которая заполняется воском для получения точных копий детали матрицы.

Именно в этот момент использование литьевых смол FormLabs выделяется тем, что позволяет быстро и с предельной точностью печатать 3D-модели в 3D. Таким образом, устраняется необходимость в создании штампа, формы и процесса заполнения формы для получения копий исходной детали. Это приводит к значительному сокращению затрат и времени производства. .

Эти копии из воска или литьевой смолы помещаются внутрь трубчатого контейнера, заполненного гипсом. Затем его помещают в печь и расплавляют воск или литейную смолу; в результате получается форма, которая заполняется металлом для получения конечных металлических деталей.

SLS Y DMLS — селективное лазерное спекание

Можно выделить два типа технологий селективного лазерного спекания:3D-печать SLS для пластика и 3D-печать DMLS для металла.

В SLS-принтерах в основном используется полиамидный порошок — материал, который широко используется в промышленности из-за его хороших механических свойств и долговечности. Помимо полиамида, они также могут печатать эластичными материалами, такими как TPE и TPU.

Польская компания Sinterit разработала первый настольный 3D-принтер SLS. В настоящее время Sinterit предлагает две модели 3D-принтеров:Lisa и Lisa Pro, обе с одинаковым качеством промышленной 3D-печати. Lisa ориентирована на тех пользователей, которые только начинают заниматься 3D-печатью SLS, а Lisa Pro — идеальный 3D-принтер для более требовательных пользователей, которым требуются большие объемы печати или большее разнообразие материалов. В дополнение к принтерам Sinterit предлагает несколько аксессуаров, предназначенных для упрощения этапов предварительной и последующей обработки, или Sinterit Studio, полное и простое программное обеспечение.

Линн Маклахлан — английский дизайнер ювелирных украшений, которая использует эту технологию для создания своих украшений. Этот дизайнер изготавливает украшения из полиамида. а затем вручную окрашивает их в цвета, получая очень яркие окончательные изделия как по форме, так и по цвету.

Изображение 2. Серьги Helix от Lynne Maclachlan. Источник:Линн Маклахлан.

Металлическая SLS или DMLS 3D-печать на драгоценных металлах — одна из самых важных инноваций в ювелирном секторе. Это связано со значительным упрощением производственного процесса:3D-печать DMLS позволяет напрямую изготавливать металлические конструкции. Таким образом, затраты и сроки изготовления сокращаются. Сегодня уже есть 3D DMLS-принтеры с возможностью печати на драгоценных металлах.

FDM – моделирование наплавленным методом

Возможно, это наименее широко используемая технология 3D-печати в ювелирной сфере. Это связано с тем, что с помощью этой технологии вы не можете удовлетворительно выполнять очень сложные, замысловатые или уменьшенные по размеру проекты.

Однако, в зависимости от изготавливаемой детали, технология 3D FDM-печати может быть очень полезна в сфере ювелирных изделий.
В настоящее время существует большое разнообразие нитей для 3D-печати FDM, среди которых можно найти разные материалы, цвета и заканчивается.

В качестве примера использования этой технологии в ювелирном деле хотелось бы выделить работу Comme des Machines.; исследование устойчивого и персонализированного производства с помощью 3D-печати. Comme des Machines сотрудничает с ювелирным дизайнером Хеленой Ронер а недавно также сотрудничал с Mango, разработав коллекцию украшений, напечатанных на 3D-принтере.

Изображение 3. 3D-печатные детали и предстоящее сотрудничество между Comme des Machines и Helena Rohner. Источник:Хелена Ронер.

В дополнение к возможностям, предлагаемым такими материалами, как PLA, благодаря таким нитям, как Polycast от Polymaker, вы можете легко печатать детали, предназначенные для микроплавления или литья по выплавляемым моделям. Детали, напечатанные PolyCast, могут подвергаться постобработке на машине Polysher; с помощью которой достигается гладкая и блестящая поверхность, гарантирующая качество получаемых металлических деталей.

Изображение 4. Производственный процесс с деталью, напечатанной с помощью PolyCast. Источник:PolyMaker.

Без сомнения, 3D-печать предлагает различные варианты и решения, ориентированные на ювелирный сектор. Таким образом, CAD-CAM проектирование и производство с использованием 3D-печати в ювелирном секторе:

• Они позволяют материализовать проекты, которые невозможно реализовать с помощью других процессов.
• Они обеспечивают воспроизводимость дизайна с высокой точностью и аккуратностью.
• Они упрощают процессы модификации дизайна, делая возможным быструю и эффективную разработку вариантов (размеры колец, персонализированные продукты и т. д.).
• Благодаря фотореалистичному рендерингу конструкции и варианты могут быть показаны заказчику без необходимости изготовления детали. Этот параметр также очень удобен для создания портфолио продуктов или каталогов.
• Во многих случаях они упрощают производственный процесс; сварки и других этапов производственного процесса можно избежать.

Именно по всем этим причинам 3D-моделирование и печать заняли для себя нишу в ювелирном секторе, и все больше и больше компаний внедряют эти технологии в процессы проектирования и производства ювелирных изделий.