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珠宝如何3D打印?终极指南来了,请收好!

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传统的珠宝制作是一个细致且耗时的过程。没有人可以否认手工制作的戒指或吊坠的技巧和工艺,手工雕刻的个人装饰品总会有一些独特之处。但事实是,完全手工制作珠宝需要大量的时间、耐心和技巧。


    3D打印技术使任何人都能生产出独一无二的优质珠宝,同时也为专业珠宝商提供了一种更便宜、更简单、更快捷的珠宝生产新解决方案。3D打印技术的出现颠覆了珠宝市场,并激发了新的技术型珠宝公司,为客户提供便捷的定制制造服务。

今日,中国3D打印和大家一起来看看3D打印珠宝的优势、设计珠宝的最佳软件、打印珠宝的最佳3D打印机,以及能将您的设计3D打印出来并送货上门的顶级3D打印服务

一、为什么选择3D打印珠宝?

      大多数时候,当我们谈到3D打印珠宝时,我们指的是3D打印蜡模,然后用来制作模具,就像传统的珠宝制作一样。虽然可以直接用贵金属进行3D打印,但大多数珠宝商使用3D打印机根据数字设计制作模型,几乎只需按一下按钮,就能取代数小时或数天的手工雕刻和所需的技术。根据3D打印机的大小,您可以一次打印近十个可浇蜡模型。使用3D打印机制作珠宝还有许多其他优势。您可以使用3D打印制作原型,以确保成品完全符合您和客户的要求。如果您决定生产同一设计的多个版本,这一点尤其有用。

3D打印珠宝样品供客户在最终生产开始之前试戴并批准。作者:Jenny Wu,《蕾丝》(来源:《蕾丝》 

二、设计您自己的珠宝


3Design的珠宝设计软件(来源:3Design)

    3D打印珠宝的第一步是数字设计。如果您心中已经有了一个概念,就必须使用计算机辅助设计(CAD)软件来创建它。有多种三维设计软件可供选择,以满足您的需求。如果你对从头开始设计珠宝不感兴趣,编辑现有的设计可能更容易接受。Thingiverse等三维设计库中有大量令人惊叹的设计供你选择。翻遍了所有3D模型库,还是找不到完美的设计?如果您想用自己喜欢的古董传家宝或朋友的作品,不妨试试三维扫描。魔猴网有多种3D扫描仪可供选择

珠宝设计软件

    CAD软件非常适合珠宝设计等结构艺术。它能让你在珠宝设计所需的小范围内保持精确度。此外,它还有助于在需要的地方建立统一性,如耳环、结婚戒指和任何批量生产的产品。大多数具有三维建模功能的CAD程序都能支持珠宝设计的总体思路。基本原理甚至是比例有时都与设计小型机械相同。如果您的设计像某些类型的项链吊坠一样需要平放,您可能会发现非特定的2D CAD程序也很有用。不过,如果您正在寻找专门用于设计珠宝的CAD,尤其是专业级别的CAD,那么有一些额外的注意事项会让您的工作更轻松:

       珠宝专用模板:这些模板可让您减少对技术部分的担心,从而将更多精力放在设计的创意部分。使用基本的标准化珠宝组件(如耳环背)模板,可以让你轻松地符合行业标准,同时又能展示设计的独特之处。

逼真建模:由于珠宝是一种视觉媒介,因此具有三维建模功能的程序可以向你展示你的设计在现实世界中的样子,并帮助你在制作原型之前发现任何缺陷或问题。这样,当你在设计过程中发现有问题时,就不会再心痛了。

界面简洁:简洁的工作空间,易于查找的工具和功能,将最大限度地减少您的学习曲线,最大限度地增加您的设计时间。

三、3D打印珠宝

 

Cloud Factory在SLM Soultions金属3D打印机上直接3D打印纯银珠宝(来源:Cloud Factory)

说到3D打印珠宝,我们提到有两种主要方法:一种是直接3D打印,即直接用金属或塑料打印出最终作品;另一种是熔模铸造,即3D打印出蜡型,然后根据蜡型铸造作品。

直接3D打印


您可以直接用贵金属3D打印珠宝。大多数珠宝商不采用这种方式使用3D打印机,因为对于独立珠宝商来说,3D打印机的价格并不便宜。

直接3D打印是利用激光将金属粉末颗粒烧结在一起,采用粉末床熔融技术,也称为选择性激光熔融(SLM)或金属激光粉末床熔融。您还可以使用另一种称为粘合剂喷射的三维打印技术,这种技术适用于金属或聚合物。可用的金属类型取决于所使用的三维打印机

一台装满金粉的3D打印机是一笔投资,但幸运的是,生产一批珠宝时没有用完的材料可以在下一批珠宝中重复使用。此外,您还可以用聚合物、陶瓷和非贵金属打印首饰。

熔模铸造


Phrozen等公司的树脂3D打印机可以用可浇注材料3D打印精细的珠宝模具(来源:Phrozen)

熔模铸造是最流行的3D打印珠宝方法。它将3D打印与传统的模具制造技术相结合。3D打印机取代了将坚硬的模型蜡雕刻成所需形状的做法。珠宝商使用计算机和珠宝设计软件或任何计算机辅助设计(CAD)软件进行设计,然后使用蜡或其他材料(如树脂)3D打印出珠宝模型。可以通过立体光刻(SLA)或数字光处理(DLP)来打印树脂浇铸模型。从这一点出发,又回到了传统的失蜡铸造工艺。

如果您不熟悉,失蜡铸造法就是将蜡或树脂模型包裹在石膏状介质中,然后加热使其硬化,这样模型就会融化,留下一个模具,然后在模具中注入熔融的贵金属。这就是传统的金属铸造工艺。一旦金属凝固,模具被移除,物品就会被小心翼翼地取出,经过机械处理和抛光。

3D打印机不仅可以制作精细的主模型,还可以在几分钟内通过软件定制珠宝的数字文件,并同时打印出另一个模型或20个不同的模型。这大大加快了设计迭代和大规模定制的速度。这种方法很好,因为你不需要特殊形式的金属,大多数金属都可以使用。

树脂3D打印可生产出适合复杂珠宝设计的高度精细的零件(来源:Formlabs)

3D打印设计模型的优势:

速度:简而言之,3D打印比手工刻蜡快得多。传统方法需要花费数小时甚至数天的时间来精心雕刻蜡模,而3D打印机只需数小时就能制作出详细的模型。此外,更改也要容易得多,因为您只需修改数字文件并打印出另一个版本即可。

复杂性:与手工雕刻相比,3D打印机能打印出更加复杂和错综复杂的几何图形。您可以打印CAD软件所能设计的任何东西,因此它甚至能让那些缺乏雕刻技能的艺术家更容易获得出色的设计。此外,根据作品的不同,您甚至可以制作出手工雕刻几乎不可能完成的几何图形。

定制:由于原始主模型存储为数字CAD文件,因此您可以根据客户的要求快速修改主模型。您既可以提供定制珠宝,也可以在未来佩戴者对最初设计不满意时,轻松对模型进行修改。

批量生产:根据3D打印机的能力,您可能一次就能打印出几十种不同的蜡型。

复制3D打印为您带来的另一个便利是,您可以复制旧珠宝。使用3D扫描仪,您可以将现有的珠宝重新制作成数字模型,然后在CAD软件中进行清理并打印出来。

成本效益:珠宝级3D打印使用的打印材料很少。虽然可铸蜡材料可能比普通打印材料更贵,但一批材料的使用量很大,有助于降低材料成本。

快速原型:在铸造最终作品之前,将石头放入3D打印模型中,以确保完美贴合并获得客户认可。客户可以试戴3D打印模型,获得比2D图像更真实的最终作品效果。

四、蜡和铸造材料


BlueCast X5树脂首饰模型(来源:BlueCast)

    铸造材料不尽相同。当然,您可以使用纯蜡进行打印,但较新的材料(如可浇铸树脂)在浇铸过程中具有更强的强度和更清洁的燃烧等特性。例如,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是一种丙烯酸塑料,具有极佳的燃烧性能,常用于工业铸造。这些材料并不总是适合直接替代蜡,因为有些材料可能会与磷酸盐粘结和石膏粘结的投资材料产生负面影响。因此,请确保您的铸造材料与您的投资材料相匹配。

您的3D打印机可能只与您的设备厂商制造的蜡兼容。但是,如果您的打印机兼容第三方材料,那么在购买浇注材料时应注意以下几点:

熔化时间:蜡或可浇注树脂材料从模具中完全熔化或烧尽需要多长时间?两小时还是五小时?

灰分水平:低灰分或无灰分蜡材料在燃尽后几乎不会在模具内留下残留灰分或烟尘,而其他蜡材料则可能需要彻底清洁模具。

收缩率低:所有蜡和可浇注材料都会有一定的收缩,您需要考虑到这一点,因此了解收缩系数非常重要,收缩系数应列在材料的技术数据表上。

低吸水性:大多数可浇注树脂在没有覆盖的情况下都会吸湿,所以一开始要选择具有一定防潮性能的树脂,然后将其放在阴凉干燥的地方。

有关蜡和其他材料打印的更多信息,请参阅我们的文章《用于图案和模型

五、珠宝3D打印机

 

使用X-vest合成包埋材料打印的装饰品(来源:BlueCast)

选择珠宝3D打印机时首先要考虑的是技术。大多数希望打印铸造模型的珠宝商都会选择树脂型三维打印机,因为其打印分辨率高。专门用于铸造的蜡树脂使珠宝商能够打印出精细的模型,并能干净利落地烧制出来。

对于直接打印贵金属珠宝,可选项较少。

挑选打印机时的注意事项:

分辨率:珠宝很小,因此打印机能打印的细节越精细越好。您应该选择一台能制作出最精细细节的机器,最好能小到10微米。作为参考,人类头发的平均宽度为75微米。

打印速度:很难想象手工雕刻蜡像会比3D打印蜡像更快,所以说到速度,我们就不得不提到3D打印机。理想情况下,您可以选择一台可以调节速度的机器,以获得速度超快但细节较少的原型以及极其精细的细节,后者通常需要更长的时间。

材料兼容性:选择不局限于某一制造商材料的打印机。可能只有第三方生产的蜡树脂最适合你的用途。专有材料通常比第三方材料更贵,但有些打印机可以完美地使用自己的树脂进行打印,从而减少了试验和出错的机会。

成本:购买打印机时,您不仅要考虑打印机的价格,还要考虑维护和材料的成本。虽然珠宝3D打印机可以在几个月内收回投资,但还是要注意预算。

曝光:如果您的设计具有精细的特征和光滑的表面,那么您就需要注意LCD技术。有些LCD机器生产的模型表面像素化,除非您花时间做一些后期处理,否则这可能会影响最终作品的铸造。

体积:如果你只打算一次制作一到六个模型,那么小批量的机器就可以胜任,但如果你认为你将大规模定制数百个戒指或吊坠,那么就需要选择大批量的机器。

配件:您的模型还不能从打印机上直接打印出来。您还需要一些其他设备,如清洗机和固化机(虽然没有这些设备也可以)。所以要找一家能提供全套设备的公司。

无论打印机的纸面性能有多好,要评估打印机是否适合您的工作台,您可以向制造商索取打印样本。大多数生产商都很乐意展示其打印机的实际性能。


关键词:珠宝3D打印

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