Ювелирное дело

3D-технологии в производстве ювелирных изделий.

Скорость 3D-печати и способность выполнять несколько итераций дизайна за один день – ключ к использованию этой технологии. Сокращенное время выполнения заказа делает 3D-печать выгодной технологией для изготовления ювелирных изделий, поскольку это даёт конкурентное преимущество.

Выбрав этот метод производства, вы сможете создавать сложные проекты для каждого клиента, изготавливать замысловатые модели. Либо вы можете использовать эту технологию для создания прототипов, чтобы убедиться, что готовый продукт – это то, что вам нужно.

3D-печать металлом один из самых сложных процессов аддитивного производства. Это, по сути, носимое произведение искусства, его необходимо тщательно полировать после того, как оно сойдёт с печатного стола. Добавление вставок или драгоценных камней ещё больше усложняет производство. Тем не менее, это все ещё может стать наиболее простым способом получить идеальное украшение.

Сейчас 3D-печать для ювелирных изделий используется небольшими мастерскими, потому что становится все проще в использовании, доступнее. Широкое распространение получают сервисы печати с возможностью внесения кастомизации в модели конечными пользователями, размещению заказов через интернет. Применение принтеров сильно сокращает срок изготовления заказа, увеличивает конкурентоспособность компаний.

Когда дело доходит до печати ювелирных украшений, используются два основных метода: литье по выплавляемым/выжигаемым моделям, которое не сильно отличается от традиционного метода изготовления, и прямая 3D-печать, которая только начинает прокладывать свой собственный путь в ювелирный мир.

Два метода 3D-печати в ювелирном деле

Выплавляемые модели – самый популярный метод печати ювелирных изделий. Он происходит в 8 шагов:

1. Создание восковой/пластиковой модели изделия.
Традиционно это делается путём заливки специального литейного воска в металлическую / силиконовую форму. 3D-печать теперь позволяет напрямую печатать восковку или печатать изделие из литьевой смолы.

2. Сборка матрицы.
Матрица затем собирается на «дерево литья». Это позволяет одновременно отливать несколько деталей. Некоторые методы нарушают этот шаг, печатая образцы деталей и дерево за один шаг.

3. Создание литьевой формы.
После завершения сборки матрицы вся сборка погружается в суспензию несколько раз. Затем суспензионное покрытие оставляют сохнуть и затвердевать, образуя керамический внешний слой поверх рисунка.

4. Выжигание.

Структура затем помещается внутрь печи, и исходная структура воск / смола расплавляется / выгорает, что приводит к образованию полой отрицательной формы (полости).
При переходе с традиционных методов изготовление ювелирных украшений (восковки) на методы с использованием оборудования, печатающего пластиком, требуется использовать печи с более высокими температурами, что иногда может становится стоп фактором при принятии решений.

5. Литье.
После того, как весь исходный материал из формы был удалён с керамического отрицательного слоя, окончательный литейный материал заливается в форму и оставляется для охлаждения и затвердевания. Части часто отливаются из латуни, а затем гальванизируются в драгоценных металлах на завершающей стадии.

6. Разрушение формы.
Внешняя керамическая форма должна быть удалена. Обычно это делается путём вибрации формы, чтобы сбить внешнюю оболочку.

7. Отрезание изделий от литника.
После того, как керамическая оболочка полностью удалена, отдельные отлитые изделия срезаются с дерева плесени.

8. Постобработка / Финишная обработка.
Затем отлитые детали проходят традиционную ювелирную отделку.

Этот метод хорош тем, что вам не нужен металл в особой форме (мелкодисперсный порошок), и можно использовать практически любой металл в его обычной форме.

01| Печать ювелирных изделий по выплавляемым моделям

Отличие технологии выплавляемых от выжигаемых 3D-моделей

Выплавляемые – это обычно модели, которые печатаются легкоплавким материалом, в самом простом случае на основе воска. Воск плавится при невысоких температурах, отсюда и выплавляемость. 

Самыми распространёнными восковыми высокоточными признаны принтеры от компании Solidscape США, печатающие по технологии DOD (Drop on Demand), и принтеры 3D-Systems США с технологией MJM (Multi Jet Modeling), похожей на технологию струйных принтеров.

02| Пример выплавляемой модели

Выжигаемые – это обычно пластиковые модели, которые печатаются из специальных смол по технологиям SLA и DLP. 

03| Пример выжигаемой модели

Достоинства восковой DOD/MJM технологии выплавляемых моделей:

• более высокий уровень детализации;
• ювелирам не нужно менять технологию – они могут полностью использовать все оборудование, которое они использовали при печати через восковки;
• не требует строгих процедур выгорания, требуемых для смол SLA/DLP.

Недостатки восковой DOD/MJM технологии выплавляемых моделей:

• высокая стоимость оборудования по сравнению с SLA/DLP технологиями;
• более высокая стоимость материалов;
• очень чувствительны к воздействию температур и легко деформируются даже при незначительном воздействии.

Достоинства SLA,DLP технологии с выжигаемыми моделями:

• доступность оборудования;
• невысокая стоимость материалов;
• прочные к физическим воздействиям модели, не боятся повышения температур.

Недостатки SLA,DLP технологии с выжигаемыми моделями:

• конструкция требует вспомогательный материал поддержки. Требуются дополнительные работы по её удалению;
• для обеспечения полного выгорания смолы необходимо соблюдать строгую процедуру выгорания;
• требуется покупка более мощных печей при переходе на эту технологию.

В настоящее время в ювелирной отрасли в мире на равных используются обе технологии.

04| Примеры выплавляемых моделей

Прямая 3D-печать

Это производство конечного украшения прямо из металла. Это гораздо менее популярный метод, так как он намного дороже, чем литье по выплавляемым и выжигаемым моделям. Тем не менее, он дает вам более широкий спектр возможностей, на которые не способен последний.

Прямая 3D-печать включает в себя спекание частиц металлического порошка вместе с лазером с использованием методов плавления в порошковом слое, иначе известных как прямое лазерное спекание металла (DMLS) или селективное лазерное плавление (SLM). Тип доступного металла зависит от используемого 3D-принтера, но все ещё существует широкий спектр доступных металлов.

Далеко не все металлические принтеры с технологиями SLM и DMLS могут печать драгоценными металлами. Принтере Farsoon, которые предлагает наша компания - могут.

05| Ювелирные изделия, напечатанные технологией прямой 3D-печати

Прямая печать ювелирных изделий из металла – самый необычный и дорогой способ производства ювелирных изделий, однако он предлагает самую короткую производственную цепочку. После завершения печати требуется значительная постобработка.

Сравнение технологий с ЧПУ и 3D-печати для ювелирных изделий

Ювелиры во всем мире используют разные методы и технологии в своей работе. Обработка с ЧПУ и 3D-печать могут быть полезны для ювелиров. Сравним преимущества и преимущества каждого из них. 

Преимущества ЧПУ для ювелирных изделий:

• настольные станки с ЧПУ дешевле, чем принтеры SLA / DLP;
• твёрдый воск дешевле, чем жидкие полимеры;
• специальные навыки не требуются.

Преимущества 3D-печати для ювелирных изделий:

• возможность создавать чрезвычайно сложные формы и геометрические формы, которые не могут быть изготовлены с использованием только ЧПУ;
• при помощи технологий SLA и DLP можно «вырастить» несколько восковых моделей одновременно;
• скорость изготовления значительно выше по сравнению с другими методами.

Таким образом, что выбрать: станок ЧПУ или 3D-печати зависит от того, какой продукт вам нужно создать. Если вам нужно сделать относительно простые формы, такие как кольца или браслеты, обычно достаточно ЧПУ. 4-осевые и 5-осевые машины обычно могут выполнять большинство функций 3D-принтера. Кроме того, твёрдый воск, который используется для обработки, дешевле, чем специальные литьевые фотополимеры для 3D-печати. Однако, если учесть очень маленькую и деликатную работу, которую можно выполнить только вручную, вы можете использовать весь потенциал принтеров SLA и DLP.