CNC Rapid Prototyping: Een revolutie in sieradenontwerp

Gepost op 21 juni 2019 | Door Kenzi, Projectmanager bij WayKen

Sieradenfabricage is een van de oudste ambachten ter wereld, maar het is te vroeg om te zeggen dat alles wat nuttig zou kunnen zijn voor het maken van sieraden al is uitgevonden. Voortgang gaat door en CNC Rapid Prototyping van sieraden kan verbeterd worden met metaal rapid prototyping diensten evenals laser- en waterstraalsnijden. Je kunt lezen hoe in dit artikel.

Het conventionele proces van sieradenfabricage

Sieraden zijn traditioneel gegoten. Dat is zo omdat edele metalen goede gietings-eigenschappen hebben en de mould met zeer lage oppervlakteafwerking gemaakt kan worden. Het gietproces is snel en heeft goede herhaalbaarheid. Het vereist echter een meester-model. De algehele kwaliteit van de mould en het gegoten onderdeel is sterk afhankelijk van de kwaliteit van het meester-model. Hoe werden die oorspronkelijk gemaakt?

Meester-modellen worden conventioneel van was gemaakt. Dat betekende meestal dat ze uit een stuk was gesneden werden door de juwelier. Het proces was tijdrovend en vereiste veel vaardigheid van de fabrikant.

Zodra het meester-model compleet is, wordt het ingepast in een speciaal materiaal dat lijkt op beton. Je verhit de stof zodra deze is uitgehard en de was verdampt uit het beton. Daarna giet je smeltmetaal en breekt de betonmould om het sieraad te verkrijgen. Je moet dus voor elk stuk het meester-model vanaf nul maken. Moderne industrie en de consument bieden simpelweg niet genoeg tijd om sieraden commercieel op deze manier te produceren. Als je elk meester-model handmatig maakt, produceer je niet genoeg producten op de vereiste snelheid en zullen je concurrenten je voorbijgaan. Hier komt CNC rapid prototyping van pas.

Hoe je je sieradenzaak versnelt met CNC-bewerkingsdiensten

CNC-bewerkingsdiensten

Er zijn een aantal goede opties die CNC-prototyping kan bieden om de concurrentiekracht van je sieradenzaak te vergroten. Bij WayKen is niet alleen CNC-metaalbewerking nuttig, maar ook wasbewerking en laser- en waterstraalsnijden kunnen een succesvolle toevoeging zijn in het sieradenbedrijf.

CNC sieraden meester-modellen

Het eerste wat je in gedachten komt is CNC-bewerking implementeren om was meester-modellen te produceren. En dat is echt een efficiënte manier die in veel moderne fabrieken geïmplementeerd is. Je kunt echter geen willekeurige CNC-bewerkingsapparatuur en snijparameters gebruiken, omdat was gemakkelijk buigt en smelt bij hoge temperaturen. Daarnaast, omdat het erg zacht is, heb je extreem hoge spindelsnelheden nodig (tot 70.000 rpm). Over het algemeen kun je was meester-modellen met een ontzagwekkende snelheid produceren. Daarnaast zijn laser- en waterstraalsnijtechnieken zeer nuttig voor dit type werk. Ze genereren weinig warmte en kunnen verder worden afgekoeld met speciale koelmiddelen.

Productie van metalen moulds

Een andere efficiënte manier om gegoten ringen of armbanden te produceren is het maken van herbruikbare moulds door metaalbewerking. Op die manier heb je zelfs geen meester-model nodig. Je kunt gewoon een 3D-model van het sieraad maken en een kaviteit eruit maken door specifieke Boolean-operaties die in alle CAD-systemen aanwezig zijn. Voeg daarna de elementen toe die nodig zijn voor de mouldhelften om te worden samengevoegd en je kunt produceren. Het resultaat is een duurzame mould die je tienduizenden sieraden zal dienen. Eén ding wel: het is vitaal om de mouldhelften zo nauwkeurig mogelijk op elkaar af te stemmen. Anders heb je een verspringing en moet je veel nabewerking doen.

CNC-bewerking van sieraden

Sieraden zijn meestal vrij klein en hun ornamenten en details nog kleiner, maar als je werktuig en snijder klein genoeg zijn, is het altijd mogelijk om sieraden direct op de CNC-machine te maken. Zilver en goud bewerken is niet ongebruikelijk, hoewel ze vrij zacht zijn, dus de spanningsvoorzieningen moeten van vergelijkbare hardheid zijn en meer contactoppervlak hebben. De spindelsnelheden moeten ook erg hoog zijn, anders blijft het metaal aan het gereedchap plakken en wordt het meer geduwd dan gesneden, wat leidt tot ongewenste vervormingen. Daarnaast heeft CNC-bewerking limieten. Het kan in principe niet snijden waar geen ruimte is voor het gereedschap om te opereren. Het kan wel complexe patronen creëren en biedt een zeer goede oppervlakteafwerking, wat de polijsttijd drastisch vermindert.

Graveren van sieraden met CNC-bewerking

Zelfs als je nieuwe rapid prototyping methoden voor het maken van sieraden onnodig vindt en de conventionele methoden prefereert. Die zijn ook geweldig, aangezien elk sieraad handgemaakt is. Maar zelfs als je de oude manieren prefereert, kun je nog steeds CNC Rapid Prototyping voor sieraden gebruiken. Hoe? Veel armbanden, hangers en ringen worden gegraveerd met een complex patroon dat handmatig moeilijk te produceren is en CNC-bewerkingscentra kunnen uitgerust worden met graafgereedschappen en perfecte patronen creëren met een tolerantie minder dan 0,05 mm.

Diamanten snijden met CNC

Last but not least is het gebruik van CNC-metaalprototypingapparatuur met abrasieve gereedschappen om multifacette prachtige diamanten te maken uit rauwe ongesneden stenen. Zoals je weet, zijn rauwe diamanten niet die prachtige glinsterende kristallen die we aan onze ringen zien. Ze zijn eigenlijk vrij saai. Het zijn de meesters die ze laten schitteren. Ze snijden stukjes af, facet voor facet, om de schoonheid van de steen te benadrukken. Dit is een gespannen en tijdrovende taak. Het kan echter op een aanzienlijk snellere snelheid gedaan worden door CNC-slijpen te implementeren. Het wiel wordt geprogrammeerd om facet voor facet af te slijpen met een precisie die zelfs de beste meesters niet bereiken.

Conclusies

Na analyse van de belangrijkste toepassingen van CNC rapid prototyping voor sieraden, kunnen we een paar conclusies trekken. Ten eerste verlaagt rapid prototyping de sieradenproductiekosten aanzienlijk, ondanks dat de CNC-prototypingkosten per uur hoger zijn dan die van handarbeid. Het tijdsvoordeel is zo groot dat de totale prijs van het sieraad gemaakt met CNC-bewerking lager is dan de meester betalen voor zijn werk dat hij veel langer doet. Ten tweede is de kwaliteit van moderne CNC-werktuigen zo groot dat geen meester zoveel kan bereiken. En ten derde kan CNC Rapid Prototyping op bijna elk stadium van het sieradenproductieproces geïmplementeerd worden.