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3D 打印珠寶 – 終極指南

魔猴君  知識堂   390天前

人氣 1632

傳統(tǒng)的珠寶制作是一個細致且耗時的過程。沒有人可以否認手工制作的戒指或吊墜的技巧和工藝,手工雕刻的個人裝飾品總會有一些獨特之處。但事實是,完全手工制作珠寶需要大量的時間、耐心和技巧。


3D打印技術(shù)使任何人都能生產(chǎn)出獨一無二的優(yōu)質(zhì)珠寶,同時也為專業(yè)珠寶商提供了一種更便宜、更簡單、更快捷的珠寶生產(chǎn)新解決方案。3D打印技術(shù)的出現(xiàn)顛覆了珠寶市場,并激發(fā)了新的技術(shù)型珠寶公司,為客戶提供便捷的定制制造服務(wù)。

今日,魔猴網(wǎng)和大家一起來看看3D打印珠寶的優(yōu)勢、設(shè)計珠寶的最佳軟件、打印珠寶的最佳3D打印機,以及能將您的設(shè)計3D打印出來并送貨上門的頂級3D打印服務(wù)

一、為什么選擇3D打印珠寶?

大多數(shù)時候,當我們談到3D打印珠寶時,我們指的是3D打印蠟?zāi)?,然后用來制作模具,就像傳統(tǒng)的珠寶制作一樣。雖然可以直接用貴金屬進行3D打印,但大多數(shù)珠寶商使用3D打印機根據(jù)數(shù)字設(shè)計制作模型,幾乎只需按一下按鈕,就能取代數(shù)小時或數(shù)天的手工雕刻和所需的技術(shù)。根據(jù)3D打印機的大小,您可以一次打印近十個可澆蠟?zāi)P汀?/span>

使用3D打印機制作珠寶還有許多其他優(yōu)勢。您可以使用3D打印制作原型,以確保成品完全符合您和客戶的要求。如果您決定生產(chǎn)同一設(shè)計的多個版本,這一點尤其有用。

3D打印珠寶樣品供客戶在最終生產(chǎn)開始之前試戴并批準。作者:Jenny Wu,《蕾絲》(來源:《蕾絲》 

二、設(shè)計您自己的珠寶


3Design的珠寶設(shè)計軟件(來源:3Design)

3D打印珠寶的第一步是數(shù)字設(shè)計。如果您心中已經(jīng)有了一個概念,就必須使用計算機輔助設(shè)計(CAD)軟件來創(chuàng)建它。有多種三維設(shè)計軟件可供選擇,以滿足您的需求。

如果你對從頭開始設(shè)計珠寶不感興趣,編輯現(xiàn)有的設(shè)計可能更容易接受。Thingiverse等三維設(shè)計庫中有大量令人驚嘆的設(shè)計供你選擇。

翻遍了所有3D模型庫,還是找不到完美的設(shè)計?如果您想用自己喜歡的古董傳家寶或朋友的作品,不妨試試三維掃描。魔猴網(wǎng)有多種3D掃描儀可供選擇。

珠寶設(shè)計軟件

CAD軟件非常適合珠寶設(shè)計等結(jié)構(gòu)藝術(shù)。它能讓你在珠寶設(shè)計所需的小范圍內(nèi)保持精確度。此外,它還有助于在需要的地方建立統(tǒng)一性,如耳環(huán)、結(jié)婚戒指和任何批量生產(chǎn)的產(chǎn)品。

大多數(shù)具有三維建模功能的CAD程序都能支持珠寶設(shè)計的總體思路。基本原理甚至是比例有時都與設(shè)計小型機械相同。如果您的設(shè)計像某些類型的項鏈吊墜一樣需要平放,您可能會發(fā)現(xiàn)非特定的2D CAD程序也很有用。

不過,如果您正在尋找專門用于設(shè)計珠寶的CAD,尤其是專業(yè)級別的CAD,那么有一些額外的注意事項會讓您的工作更輕松:

珠寶專用模板:這些模板可讓您減少對技術(shù)部分的擔心,從而將更多精力放在設(shè)計的創(chuàng)意部分。使用基本的標準化珠寶組件(如耳環(huán)背)模板,可以讓你輕松地符合行業(yè)標準,同時又能展示設(shè)計的獨特之處。

逼真建模:由于珠寶是一種視覺媒介,因此具有三維建模功能的程序可以向你展示你的設(shè)計在現(xiàn)實世界中的樣子,并幫助你在制作原型之前發(fā)現(xiàn)任何缺陷或問題。這樣,當你在設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)有問題時,就不會再心痛了。

界面簡潔:簡潔的工作空間,易于查找的工具和功能,將最大限度地減少您的學習曲線,最大限度地增加您的設(shè)計時間。

三、3D打印珠寶

 

Cloud Factory在SLM Soultions金屬3D打印機上直接3D打印純銀珠寶(來源:Cloud Factory)

說到3D打印珠寶,我們提到有兩種主要方法:一種是直接3D打印,即直接用金屬或塑料打印出最終作品;另一種是熔模鑄造,即3D打印出蠟型,然后根據(jù)蠟型鑄造作品。

直接3D打印


您可以直接用貴金屬3D打印珠寶。大多數(shù)珠寶商不采用這種方式使用3D打印機,因為對于獨立珠寶商來說,3D打印機的價格并不便宜。

直接3D打印是利用激光將金屬粉末顆粒燒結(jié)在一起,采用粉末床熔融技術(shù),也稱為選擇性激光熔融(SLM)或金屬激光粉末床熔融。您還可以使用另一種稱為粘合劑噴射的三維打印技術(shù),這種技術(shù)適用于金屬或聚合物??捎玫慕饘兕愋腿Q于所使用的三維打印機。

一臺裝滿金粉的3D打印機是一筆投資,但幸運的是,生產(chǎn)一批珠寶時沒有用完的材料可以在下一批珠寶中重復使用。此外,您還可以用聚合物、陶瓷和非貴金屬打印首飾。

熔模鑄造


Phrozen等公司的樹脂3D打印機可以用可澆注材料3D打印精細的珠寶模具(來源:Phrozen)

熔模鑄造是最流行的3D打印珠寶方法。它將3D打印與傳統(tǒng)的模具制造技術(shù)相結(jié)合。3D打印機取代了將堅硬的模型蠟雕刻成所需形狀的做法。珠寶商使用計算機和珠寶設(shè)計軟件或任何計算機輔助設(shè)計(CAD)軟件進行設(shè)計,然后使用蠟或其他材料(如樹脂)3D打印出珠寶模型。可以通過立體光刻(SLA)或數(shù)字光處理(DLP)來打印樹脂澆鑄模型。從這一點出發(fā),又回到了傳統(tǒng)的失蠟鑄造工藝。

如果您不熟悉,失蠟鑄造法就是將蠟或樹脂模型包裹在石膏狀介質(zhì)中,然后加熱使其硬化,這樣模型就會融化,留下一個模具,然后在模具中注入熔融的貴金屬。這就是傳統(tǒng)的金屬鑄造工藝。一旦金屬凝固,模具被移除,物品就會被小心翼翼地取出,經(jīng)過機械處理和拋光。

3D打印機不僅可以制作精細的主模型,還可以在幾分鐘內(nèi)通過軟件定制珠寶的數(shù)字文件,并同時打印出另一個模型或20個不同的模型。這大大加快了設(shè)計迭代和大規(guī)模定制的速度。這種方法很好,因為你不需要特殊形式的金屬,大多數(shù)金屬都可以使用。

樹脂3D打印可生產(chǎn)出適合復雜珠寶設(shè)計的高度精細的零件(來源:Formlabs)

3D打印設(shè)計模型的優(yōu)勢:

速度:簡而言之,3D打印比手工刻蠟快得多。傳統(tǒng)方法需要花費數(shù)小時甚至數(shù)天的時間來精心雕刻蠟?zāi)#?D打印機只需數(shù)小時就能制作出詳細的模型。此外,更改也要容易得多,因為您只需修改數(shù)字文件并打印出另一個版本即可。

復雜性:與手工雕刻相比,3D打印機能打印出更加復雜和錯綜復雜的幾何圖形。您可以打印CAD軟件所能設(shè)計的任何東西,因此它甚至能讓那些缺乏雕刻技能的藝術(shù)家更容易獲得出色的設(shè)計。此外,根據(jù)作品的不同,您甚至可以制作出手工雕刻幾乎不可能完成的幾何圖形。

定制:由于原始主模型存儲為數(shù)字CAD文件,因此您可以根據(jù)客戶的要求快速修改主模型。您既可以提供定制珠寶,也可以在未來佩戴者對最初設(shè)計不滿意時,輕松對模型進行修改。

批量生產(chǎn):根據(jù)3D打印機的能力,您可能一次就能打印出幾十種不同的蠟型。

復制3D打印為您帶來的另一個便利是,您可以復制舊珠寶。使用3D掃描儀,您可以將現(xiàn)有的珠寶重新制作成數(shù)字模型,然后在CAD軟件中進行清理并打印出來。

成本效益:珠寶級3D打印使用的打印材料很少。雖然可鑄蠟材料可能比普通打印材料更貴,但一批材料的使用量很大,有助于降低材料成本。

快速原型:在鑄造最終作品之前,將石頭放入3D打印模型中,以確保完美貼合并獲得客戶認可。客戶可以試戴3D打印模型,獲得比2D圖像更真實的最終作品效果。

四、蠟和鑄造材料


BlueCast X5樹脂首飾模型(來源:BlueCast)

鑄造材料不盡相同。當然,您可以使用純蠟進行打印,但較新的材料(如可澆鑄樹脂)在澆鑄過程中具有更強的強度和更清潔的燃燒等特性。

例如,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是一種丙烯酸塑料,具有極佳的燃燒性能,常用于工業(yè)鑄造。這些材料并不總是適合直接替代蠟,因為有些材料可能會與磷酸鹽粘結(jié)和石膏粘結(jié)的投資材料產(chǎn)生負面影響。因此,請確保您的鑄造材料與您的投資材料相匹配。

您的3D打印機可能只與您的設(shè)備廠商制造的蠟兼容。但是,如果您的打印機兼容第三方材料,那么在購買澆注材料時應(yīng)注意以下幾點:

熔化時間:蠟或可澆注樹脂材料從模具中完全熔化或燒盡需要多長時間?兩小時還是五小時?

灰分水平:低灰分或無灰分蠟材料在燃盡后幾乎不會在模具內(nèi)留下殘留灰分或煙塵,而其他蠟材料則可能需要徹底清潔模具。

收縮率低:所有蠟和可澆注材料都會有一定的收縮,您需要考慮到這一點,因此了解收縮系數(shù)非常重要,收縮系數(shù)應(yīng)列在材料的技術(shù)數(shù)據(jù)表上。

低吸水性:大多數(shù)可澆注樹脂在沒有覆蓋的情況下都會吸濕,所以一開始要選擇具有一定防潮性能的樹脂,然后將其放在陰涼干燥的地方。

有關(guān)蠟和其他材料打印的更多信息,請參閱我們的文章《用于圖案和模型

五、珠寶3D打印機

 

使用X-vest合成包埋材料打印的裝飾品(來源:BlueCast)

選擇珠寶3D打印機時首先要考慮的是技術(shù)。大多數(shù)希望打印鑄造模型的珠寶商都會選擇樹脂型三維打印機,因為其打印分辨率高。專門用于鑄造的蠟樹脂使珠寶商能夠打印出精細的模型,并能干凈利落地燒制出來。

對于直接打印貴金屬珠寶,可選項較少。

挑選打印機時的注意事項:

分辨率:珠寶很小,因此打印機能打印的細節(jié)越精細越好。您應(yīng)該選擇一臺能制作出最精細細節(jié)的機器,最好能小到10微米。作為參考,人類頭發(fā)的平均寬度為75微米。

打印速度:很難想象手工雕刻蠟像會比3D打印蠟像更快,所以說到速度,我們就不得不提到3D打印機。理想情況下,您可以選擇一臺可以調(diào)節(jié)速度的機器,以獲得速度超快但細節(jié)較少的原型以及極其精細的細節(jié),后者通常需要更長的時間。

材料兼容性:選擇不局限于某一制造商材料的打印機??赡苤挥械谌缴a(chǎn)的蠟樹脂最適合你的用途。專有材料通常比第三方材料更貴,但有些打印機可以完美地使用自己的樹脂進行打印,從而減少了試驗和出錯的機會。

成本:購買打印機時,您不僅要考慮打印機的價格,還要考慮維護和材料的成本。雖然珠寶3D打印機可以在幾個月內(nèi)收回投資,但還是要注意預算。

曝光:如果您的設(shè)計具有精細的特征和光滑的表面,那么您就需要注意LCD技術(shù)。有些LCD機器生產(chǎn)的模型表面像素化,除非您花時間做一些后期處理,否則這可能會影響最終作品的鑄造。

體積:如果你只打算一次制作一到六個模型,那么小批量的機器就可以勝任,但如果你認為你將大規(guī)模定制數(shù)百個戒指或吊墜,那么就需要選擇大批量的機器。

配件:您的模型還不能從打印機上直接打印出來。您還需要一些其他設(shè)備,如清洗機和固化機(雖然沒有這些設(shè)備也可以)。所以要找一家能提供全套設(shè)備的公司。

無論打印機的紙面性能有多好,要評估打印機是否適合您的工作臺,您可以向制造商索取打印樣本。大多數(shù)生產(chǎn)商都很樂意展示其打印機的實際性能。



編譯整理:ALL3DP

 

本文提到的3D打印材料簡介

適合做戒指、掛墜、耳環(huán)等首飾,獎?wù)隆⒓o念幣或者對導電性要求高的工業(yè)零件。35元/克為小件(如首飾)的名義價格,如果制作零件較大,價格會顯著下降。
   
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