Een beginnershandleiding voor 3D-afdrukmethoden voor sieraden

Met de groei van additieve productietechnologieën zijn er maar weinig industrieën die zoveel belofte hebben getoond als die van sieradenproductie. 3D-printen maakt het mogelijk om nieuwe, nieuwe vormen te creëren in deze modeaccessoire-items met een hele reeks mallen en soms directe materiaalverwerking. Additive manufacturing heeft verschillende fabrikanten ook de mogelijkheid gegeven om snel en nauwkeurig de ontwerpen voor verschillende modeaccessoires te testen en prototypen te maken.

Traditionele methoden voor het maken van sieraden vereisten ofwel handwerk of wasgieten, die beide meer vatbaar zijn voor menselijke fouten en vaak langzamer dan 3D-printen. Dit biedt unieke kansen op het gebied van additive manufacturing, wat niet alleen machineprecisie biedt, maar ook veel betere herhaalbaarheid en gebruiksgemak. Het zorgt ook voor meer digitalisering voor een veel eenvoudigere reproductie en ontwikkeling van patronen.

Maar zelfs met kortere doorlooptijden en deze grotere controle over de eindvorm, zijn er nog steeds behoorlijk wat overwegingen bij het kiezen van uw 3D-printtools. Er zijn een aantal manieren om sieraden te bedrukken en ze hebben hun eigen duidelijke voor- en nadelen, technologieën en software-opties. Dit artikel is bedoeld om enig licht te werpen op elk van deze factoren.

Aanpak van afdrukken

In het algemeen zijn alle methoden en technologieën voor het printen van sieraden in twee hoofdcategorieën te verdelen:direct en indirect 3D-printen. De eerste is precies hoe het klinkt, d.w.z. een vorm van rechtstreeks afdrukken van de sieraden met behulp van de eindmaterialen. Indirecte drukmethoden daarentegen bouwen een mal of gietpatroon voor het productieproces van sieraden, waarbij materialen zoals gips of was kunnen worden gebruikt.

Direct printen gaat meestal gepaard met selectief lasersinteren of smelten en komt veel minder vaak voor dan het maken van mallen of patronen. Het heeft zijn voordelen in termen van een breder scala aan mogelijkheden in termen van vorm en vorm, die methoden die afhankelijk zijn van afgietsels en mallen niet kunnen creëren. Het is echter nog veel minder populair.

Er zijn een aantal belemmerende factoren die hebben verhinderd dat direct printen aan populariteit won, maar de belangrijkste is dat de technologie duur kan zijn, vaak afhankelijk van machines die $ 100K kosten. Hoewel er goedkopere machines beschikbaar zijn, hebben ze vaak niet het bouwvolume dat nodig is voor het afdrukken van sieraden op professionele schaal.

Een ander onbetaalbaar probleem is dat de materialen voor het maken van sieraden duur zijn en poeders hiervoor kunnen duur zijn, vooral omdat veel vormen van smelten en sinteren veel afval veroorzaken. Evenzo lopen op laser gebaseerde methoden tegen problemen aan met materialen die zeer reflecterend zijn, d.w.z. goud en zilver. Hoewel niet onmogelijk, maakt dit ze wel omslachtiger dan traditionele methoden en indirect printen.

Indirect afdrukken methoden zijn vaak afhankelijk van het gieten van investeringen, wat de meest populaire methode is om sieraden in 3D te printen. Dit betekent niet direct het produceren van sieraden voor eindgebruik, maar het produceren van 3D-prints van zeer gedetailleerde wasmodellen van verschillende sieraden, die later worden gebruikt om mallen te maken.

Het combineert 3D-printen met traditionele matrijzenbouwtechnieken, vaak met was of gips. Dit vereist dat gebruikers het gietbare model in 3D printen in hars, met behulp van stereolithografie (SLA) of digitale lichtverwerking (DLP). Vervolgens wordt het 3D-geprinte model bedekt met gips om de mal te maken. Zodra het gips is uitgehard, wordt de hars afgevoerd en wordt er vloeibaar metaal ingegoten.

Vanaf daar is het een traditioneel metaalgietproces, d.w.z. wachten tot de mal is uitgehard en de mal vervolgens in een omgeving met hoge temperaturen plaatsen. Zodra het metaal is uitgehard, kan de mal worden verwijderd. Gebruikers moeten het item er dan voorzichtig uithalen en nabewerkingsstappen toepassen, zoals polijsten of meer.

Het grootste voordeel van deze methode is dat je geen speciale vorm van het metaal nodig hebt om sieraden te maken en bijna elk metaal kan worden gebruikt. Het maakt ook veel snellere productie mogelijk dan traditionele productiewijzen, ook al lijkt het misschien ingewikkeld. De mallen die het maakt, kunnen van zeer hoge waarde zijn of eigenschappen hebben die traditionele methoden niet kunnen reproduceren en bovendien kunnen de patronen voor het vormen gemakkelijk worden gereproduceerd wanneer dat nodig is.

Technologieën

Er zijn een heleboel technologieën binnen indirect printen en schimmelpatronen die genoemd worden. SLA en DLP zijn beide vrij gebruikelijk voor het maken van malpatronen, maar er zijn belangrijke verschillen tussen de twee technologieën die het overwegen waard zijn. Om te beginnen, aangezien DLP-printers projectoren moeten huisvesten, zijn ze dus groter dan SLA-printers (in het algemeen). Zowel SLA als DLP gebruiken over het algemeen fotopolymeren en zijn in staat om verbluffende niveaus van complexiteit en precisie van onderdelen te bereiken, met een heleboel speciale materialen, met name voor sieradenmallen.

Op het SLA-front is de Formlabs Form 2 behoorlijk populair bij juweliers en fabrikanten. Het biedt een betaalbaar stereolithografie-afdruksysteem van hoge kwaliteit en is geweldig voor het vormen van patronen. De Formlabs Castable Resin zorgt er ook voor dat deze prints betere patronen mogelijk maken.

Wat de prijs betreft, terwijl DLP-machines goedkoper kunnen zijn voor de gemiddelde consument, kunnen high-end machines in beide technologieën variëren in 5-cijferige prijzen. Bepaalde machines bieden subtechnologieën binnen deze vormen en zijn ook gespecialiseerd in het vervaardigen van sieraden. Een voorbeeld hiervan is het Vida cDLM-apparaat van EnvisionTEC. De Continuous Digital Light Manufacturing (cDLM)-technologie biedt een hoge resolutie en hoge snelheden. Technologieën zoals deze kunnen ook de behoefte aan ondersteunende structuren verminderen, wat minder problemen met de afwerking betekent.

Een andere set printers die zich toelegt op sieraden zijn de S-serie van Solidscape, met onder meer de S300, de S350 en de S390. Deze machines zijn een beetje anders omdat ze rechtstreeks waspatronen gieten. Deze maakt gebruik van de Solidjet-technologie en levert snellere afdrukken met een redelijke betrouwbaarheid. Het bedrijf biedt ook speciale materialen met handsfree, oplosbare steunen die samenwerken om nauwkeurige en gemakkelijk te verwijderen onderdelen te produceren. Ze werken ook met niet-giftige materialen, zodat gebruikers niet met handschoenen te maken hebben.

https://youtu.be/Iy15UN_fuOA

Toegewijde directe sieradendrukmachines, hoewel zeldzaam, bestaan ​​​​wel. Cooksongold heeft op dit gebied enig succes geboekt en heeft zelfs verschillende collecties met sieradenmakers gehost. Hun M 080 Direct maakt gebruik van Metal Laser Sintering (DMLS) technologie en kan sieraden verwerken zonder mallen. De printer kan goed werken met goud en platina, zoals ze in het verleden op verschillende tentoonstellingen hebben getoond. Het werkt door fijn metaalpoeder te smelten met een laser om extreem complexe geometrieën te creëren, zoals vrije-vormoppervlakken, holle secties en scharnierende onderdelen.

Software

Met behulp van een digitale workflow kunnen gebruikers CAD-softwaretools toepassen en hun eigen ontwerpen digitaal maken en deze reproduceren met een 3D-printer. Hierdoor kunnen ze de patronen vormgeven en vervolgens worden gegoten als de mal zelf. Na het doorbranden van het positieve patroon volgt het proces hetzelfde pad als traditioneel gieten. Deze methode is handig omdat het veel van de handmatige stappen wegvalt die je bij traditioneel gieten mag verwachten. Het elimineert ook enkele tijdrovende stappen en het ontwerp zelf is veel gemakkelijker te reproduceren, aan te passen en opnieuw af te drukken zoals gewenst.

Afgezien van de gebruikelijke verdachten zoals TinkerCAD, is er een aantal software die nuttig kan zijn voor het afdrukken van verschillende patronen voor sieradenmallen, zelfs als de originele software niet bedoeld was voor het maken en ontwerpen van sieraden. Software voor het afdrukken van sieraden kan behoorlijk duur zijn, maar heeft veel te bieden op het gebied van sneller knutselen of complexe ontwerpen.

https://youtu.be/R_EzGNdLe_w

Rhino3D is een populaire software die vaak wordt gebruikt in architectuur en industrieel ontwerp, maar het heeft een speciale versie puur voor sieraden genaamd RhinoGold. Het maakt een complex ontwerp mogelijk voor zeer gedetailleerde sieraden, terwijl het een grote keuze aan componenten en toevoegingen biedt voor combinaties zoals oorbellen, armbanden, hangers, eeuwigheidsbanden enz. Men kan zijn model helemaal opnieuw bouwen of ervoor kiezen om in- gebouwde sjablonen en tools om iets sneller of ingewikkelder te maken. RhinoGold bevat modelleermodules en graveermodules, waardoor dit een efficiënte software is om 3D-sieraadmodellen te maken. De originele Rhinoceros is ook populair onder juweliers, samen met RhinoJewel.

Matrix is, op dezelfde manier, ook voor sieraden. Dit wordt over het algemeen als een zeer complexe tool beschouwd, dus het wordt niet aanbevolen voor beginners. Het maakt echter een aantal zeer interessante en unieke ontwerpen mogelijk en heeft veel van dezelfde functies als Rhino. De stapsgewijze bouwer zorgt voor behoorlijk wat creatieve verkenning.

Aan de gemakkelijkere kant van het softwarespectrum voor het ontwerpen van sieraden, vindt u 3Design . De interface en graphics zijn geïnspireerd op de technologie van videogames, waardoor de software fotorealistische simulaties van de uiteindelijke afdruk kan produceren. 3Design is gemakkelijk onder de knie te krijgen, maar dat betekent niet dat het geen interessante accessoires en mode-items kan produceren.

JewelCAD is een andere 3D, op vrije vorm gebaseerde solide modeler die krachtige modelleringstools biedt met veel open vrijheid bij het maken van artistieke en stijlvolle ontwerpen. JewelCAD is erg populair bij de sieradenfabrikanten in Azië. Het is gemakkelijk in te zien waarom, aangezien de tools flexibel en intuïtief zijn en ze gemakkelijk kunnen worden geleerd en gebruikt met een beetje moeite.

Er zijn een hele reeks andere softwareoplossingen, en veel die misschien niet bedoeld zijn voor sieraden, maar toch de klus kunnen klaren. Het is het beste om de tools te gebruiken waarmee u het meest vertrouwd bent, omdat deze zowel tijdrovend als duur kunnen zijn om te leren. Als je modelleringssoftware hebt die je al kent, kun je je daar het beste aan houden.