Dominando a Impressão 3D de Joias: Guia Completo para Iniciantes

Com o crescimento das tecnologias de manufatura aditiva, há poucas indústrias que mostraram tanta promessa quanto a de produção de joias. A impressão 3D permite a criação de formas novas e inovadoras nestes itens de acessórios de moda com uma gama completa de moldes e, às vezes, processamento direto de materiais. A manufatura aditiva também deu a vários fabricantes a capacidade de testar e prototipar rapidamente designs para vários acessórios de moda com rapidez e precisão.

Métodos tradicionais de preparação de joias exigiam either artesanato manual ou fundição em cera, ambos mais propensos a erro humano e frequentemente mais lentos que a impressão 3D. Isso proporciona oportunidades únicas no campo da manufatura aditiva, que não apenas oferece precisão de máquina, mas repetibilidade muito melhor e facilidade de uso. Também traz maior digitalização para reprodução e desenvolvimento de padrões muito mais fáceis.

No entanto, mesmo com prazos de entrega reduzidos e esse maior controle sobre a forma final, ainda há algumas considerações quando se trata de escolher suas ferramentas de impressão 3D. Existem várias maneiras de imprimir joias e elas têm seus próprios benefícios e desvantagens distintos, tecnologias e opções de software. Este artigo visa lançar luz sobre cada um desses fatores.

Abordagem de Impressão

De forma ampla, todos os métodos e tecnologias de impressão de joias se enquadram em duas categorias principais: impressão 3D direta e indireta. A primeira é precisamente o que parece, ou seja, uma forma de imprimir diretamente a joia usando os materiais finais. Métodos de impressão indireta, por outro lado, constroem um molde ou padrão de fundição para o processo de produção de joias, que pode usar materiais como gesso ou ceras.

Impressão Direta mais frequentemente envolve Sinterização Seletiva a Laser ou Fusão e é muito menos comum que a criação de moldes ou padrões. Tem suas vantagens em termos de permitir uma gama mais ampla de possibilidades em termos de forma e formato, que métodos dependentes de fundições e moldes não podem criar. No entanto, ainda é muito menos popular.

Existem vários fatores proibitivos que impediram a impressão direta de ganhar popularidade, mas o maior é que a tecnologia pode ser cara, frequentemente dependendo de máquinas que custam $100 mil. Embora máquinas mais baratas estejam disponíveis, elas frequentemente não têm o volume de construção que se pode precisar para impressão profissional de joias em escala.

Outro problema proibitivo é que os materiais para fazer joias são caros e pós para esses podem ser caros, especialmente porque muitas formas de fusão e sinterização criam muito desperdício. Da mesma forma, métodos baseados em laser enfrentam problemas com materiais muito reflexivos, ou seja, ouro e prata. Embora não impossível, isso os torna mais complicados que métodos tradicionais e impressão indireta.

Impressão Indireta frequentemente depende de fundição por investimento (investment casting), que é o método mais popular para imprimir joias em 3D. Isso não significa produzir diretamente peças de joias de uso final, mas sim produzir impressões 3D de modelos de cera altamente detalhados de várias peças de joias, que são posteriormente usadas para fazer moldes.

Combina impressão 3D com técnicas tradicionais de fabricação de moldes, frequentemente usando cera ou gesso. Isso requer que os usuários imprimam em 3D o modelo fundível em resina, usando either estereolitografia (SLA) ou processamento digital de luz (DLP). Então, o modelo impresso em 3D é coberto em gesso para criar o molde. Uma vez que o gesso endurece, a resina é drenada e metal líquido é vertido.

A partir daí, é um processo tradicional de fundição de metal, ou seja, esperar o molde endurecer e então colocar o molde em algum ambiente de alta temperatura. Uma vez que o metal solidifica, o molde pode ser removido. Os usuários então precisam retirar o item cuidadosamente e aplicar etapas de pós-processamento como polimento ou mais.

A maior vantagem deste método é que você não precisa de uma forma especial do metal para criar joias e quase qualquer metal pode ser usado. Também permite produção muito mais rápida que modos tradicionais de manufatura, mesmo que possa parecer complicado. Os moldes que cria podem ser de muito alto valor ou ter qualidades que métodos tradicionais não podem reproduzir e, além disso, os padrões para moldagem podem ser facilmente reproduzidos quando necessário.

Tecnologias

Existem várias tecnologias dentro da impressão indireta e padronização de moldes que merecem menção. SLA e DLP são ambos bastante comuns para criar padrões de moldes, mas existem diferenças chave entre as duas tecnologias que valem a pena considerar. Por exemplo, como impressoras DLP precisam abrigar projetores, elas são maiores que impressoras SLA (geralmente falando). Ambas SLA e DLP geralmente usam fotopolímeros e são capazes de atingir níveis impressionantes de complexidade e precisão de peça, com uma grande quantidade de materiais dedicados particularmente para moldes de joias.

Na frente SLA, a Formlabs Form 2 é bastante popular entre joalheiros e fabricantes. Oferece um sistema de impressão estereolitográfica acessível e de alta qualidade e é ótima para padrões de moldagem. A Resina Fundível Formlabs também garante que essas impressões permitirão melhores padrões.

Em termos de preço, embora máquinas DLP possam ser mais baratas para o consumidor médio, máquinas de ponta em ambas as tecnologias podem variar em preços de 5 dígitos. Certas máquinas oferecem sub-tecnologias dentro dessas formas especializadas em manufatura de joias também. Um exemplo é o dispositivo Vida cDLM da EnvisionTEC. Sua tecnologia de Manufatura Digital de Luz Contínua (cDLM) oferece alta resolução e altas velocidades. Tecnologias como esta também podem reduzir a necessidade de estruturas de suporte, o que significa menos problemas com acabamento.

Outro conjunto de impressoras dedicadas a joias são a série S da Solidscape, apresentando modelos como S300, S350 e S390. Estas máquinas são um pouco diferentes no sentido que fundem padrões de cera diretamente. Esta usa a tecnologia Solidjet entregando impressões mais rápidas com confiabilidade razoável. A empresa também oferece materiais dedicados com suportes dissolúveis mãos-livres que trabalham em tandem para produzir peças precisas e fáceis de remover. Eles também operam com materiais não tóxicos, então os usuários não terão que lidar com luvas.

https://youtu.be/Iy15UN_fuOA

Máquinas dedicadas de impressão direta de joias, embora raras, existem. A Cooksongold teve algum sucesso nessa frente, até hospedando várias coleções com fabricantes de joias. Seu M 080 Direct utiliza tecnologia de Sinterização a Laser de Metal Direta (DMLS) e pode processar joias sem moldes. A impressora pode funcionar bem com ouro e platina, como demonstraram no passado em várias exposições. Ela opera derretendo pó de metal fino com um laser para criar geometrias extremamente complexas, como superfícies de forma livre, seções ocas e partes articuladas.

Software

Usando um fluxo de trabalho digital, os usuários podem aplicar ferramentas de software CAD e criar seus próprios designs digitalmente, reproduzindo-os com uma impressora 3D. Isso permite que eles criem os padrões que então formarão o molde em si. Após a queima do padrão positivo, o processo segue o mesmo caminho que a fundição tradicional. Este método é útil porque elimina muitas das etapas manuais que se espera com a fundição tradicional. Também elimina algumas das etapas intensivas em tempo e o design em si é muito mais fácil de reproduzir, modificar e imprimir novamente conforme desejado.

Além dos suspeitos de sempre como TinkerCAD, existem vários softwares que podem ser úteis para imprimir vários padrões de moldes de joias, mesmo que o software original não fosse destinado a fins de artesanato e design de joias. Software de impressão de joias pode ser bastante caro, mas tem muito a oferecer em termos de artesanato mais rápido ou designs complexos.

https://youtu.be/R_EzGNdLe_w

Rhino3D é um software popular frequentemente usado em arquitetura e design industrial, porém tem uma versão dedicada puramente para joias chamada RhinoGold. Permite design complexo para peças de joias muito detalhadas, enquanto oferece uma grande escolha de componentes e add-ons para combinações como brincos, pulseiras, pingentes, alianças eternidade, etc. Pode-se construir seu modelo inteiramente do zero ou optar por usar templates e ferramentas embutidas para criar algo mais rápido ou mais intrincado. O RhinoGold inclui módulos de modelagem e módulos de gravação, o que torna este um software eficiente para criar modelos 3D de joias. O Rhinoceros original também é popular entre joalheiros, junto com RhinoJewel.

Matrix é, similarmente, também para Joias. Geralmente é considerado uma ferramenta muito complexa, então não é recomendado para iniciantes. No entanto, permite alguns designs muito interessantes e únicos e tem muitos dos mesmos recursos que o Rhino. O construtor passo a passo permite bastante exploração criativa.

No lado mais fácil do espectro de software de design de joias, pode-se encontrar o 3Design. Sua interface e gráficos foram inspirados na tecnologia de videogames, o que ajuda o software a produzir simulações fotorrealistas da impressão eventual. O 3Design é fácil de dominar, mas isso não significa que não possa produzir alguns acessórios e itens de moda interessantes.

JewelCAD é outro modelador sólido baseado em superfície livre 3D que oferece poderosas ferramentas de modelagem com muita liberdade aberta na criação de designs artísticos e estilosos. O JewelCAD é muito popular entre fabricantes de joias na Ásia. É fácil ver o porquê, pois suas ferramentas são flexíveis e intuitivas e podem ser facilmente aprendidas e usadas com um pouco de esforço.

Existem um monte de outras soluções de software, e muitas que podem não ser destinadas a joias mas ainda podem fazer o trabalho. É melhor usar as ferramentas com as quais você está mais familiarizado, pois estas podem ser tanto intensivas em tempo para aprender quanto caras. Se você tem um software de modelagem que já conhece, seria melhor manter-se nele.