Um guia para iniciantes sobre métodos de impressão 3D de joias

Com o crescimento das tecnologias de manufatura aditiva, há muito poucas indústrias que se mostraram tão promissoras quanto a produção de joias. A impressão 3D permite a criação de novas formas nesses acessórios de moda com toda uma gama de moldes e, às vezes, processamento direto de materiais. A manufatura aditiva também deu a vários fabricantes a capacidade de testar e prototipar rapidamente os designs de vários acessórios de moda com rapidez e precisão.

Os métodos tradicionais de preparação de joias exigiam artesanato ou fundição em cera, ambos mais propensos a erros humanos e geralmente mais lentos que a impressão 3D. Isso oferece oportunidades únicas no campo de manufatura aditiva, que não apenas oferece precisão de máquina, mas muito melhor repetibilidade 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 existem algumas considerações na hora de escolher suas ferramentas de impressão 3D. Existem várias maneiras de imprimir joias e elas têm seus próprios benefícios e desvantagens, tecnologias e opções de software. Este artigo tem como objetivo lançar alguma luz sobre cada um desses fatores.

Abordagem para impressão

De um modo geral, todos os métodos e tecnologias de impressão de joias vêm em duas categorias principais:impressão 3D direta e indireta. O primeiro é exatamente o que parece, ou seja, uma forma de imprimir diretamente a joia usando os materiais finais. Os 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 na maioria das vezes envolve Sinterização ou Fusão Seletiva a Laser e é muito menos comum do que criar moldes ou padrões. Tem suas vantagens em termos de permitir uma gama maior de possibilidades em termos de forma e forma, que os métodos que dependem de moldes e moldes não podem criar. No entanto, é muito menos popular ainda.

Existem vários fatores proibitivos que impediram a impressão direta de ganhar popularidade, mas o maior deles é que a tecnologia pode ser cara, muitas vezes dependendo de máquinas que custam US$ 100 mil. Embora existam máquinas mais baratas, elas geralmente não têm o volume de construção necessário para a impressão de joias em escala profissional.

Outra questão proibitiva é que os materiais para fazer joias são caros e os pós para eles podem ser caros, especialmente porque muitas formas de fusão e sinterização criam muitos resíduos. Da mesma forma, os métodos baseados em laser apresentam problemas com materiais que são muito refletivos, ou seja, ouro e prata. Embora não seja impossível, isso os torna mais complicados do que os métodos tradicionais e a impressão indireta.

Impressão indireta métodos muitas vezes dependem de fundição de investimento, que é o método mais popular para jóias de impressão 3D. Isso não significa produzir diretamente peças de joalheria de uso final, mas sim produzir impressões 3D de modelos de cera altamente detalhados de várias peças de joalheria, que são posteriormente usadas para fazer moldes.

Ele combina a impressão 3D com técnicas tradicionais de fabricação de moldes, geralmente usando cera ou gesso. Isso exige que os usuários imprimam em 3D o modelo moldável em resina, usando estereolitografia (SLA) ou processamento digital de luz (DLP). Em seguida, o modelo impresso em 3D é coberto com gesso para criar o molde. Depois que o gesso é definido, a resina é drenada e o metal líquido é derramado.

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

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

Tecnologias

Há um monte de tecnologias dentro da impressão indireta e modelagem de moldes que merecem menção. SLA e DLP são bastante comuns para criar padrões de molde, mas existem diferenças importantes entre as duas tecnologias que valem a pena considerar. Por um lado, como as impressoras DLP precisam abrigar projetores, elas são maiores que as impressoras SLA (de um modo geral). Tanto o SLA quanto o DLP geralmente usam fotopolímeros e são capazes de atingir níveis impressionantes de complexidade e precisão das peças, com muitos materiais dedicados, especialmente para moldes de joias.

Na frente do SLA, o Formlabs Form 2 é bastante popular entre joalheiros e fabricantes. Oferece um sistema de impressão estereolitográfico acessível e de alta qualidade e é ótimo para moldes de moldes. A Resina Castable Formlabs também garante que essas impressões permitirão melhores padrões.

Em termos de preço, enquanto as máquinas DLP podem ser mais baratas para o consumidor médio, as máquinas de ponta em ambas as tecnologias podem variar em preços de 5 dígitos. Certas máquinas oferecem sub-tecnologias dentro dessas formas especializadas na fabricação de joias também. Um exemplo é o dispositivo Vida cDLM da EnvisionTEC. Sua tecnologia Continuous Digital Light Manufacturing (cDLM) oferece alta resolução e alta velocidade. Tecnologias como essa também podem reduzir a necessidade de estruturas de suporte, o que significa menos problemas com o acabamento.



Outro conjunto de impressoras dedicadas à joalheria é a série S da Solidscape, com modelos como S300, S350 e S390. Essas máquinas são um pouco diferentes, pois lançam padrões de cera diretamente. Este usa a tecnologia Solidjet oferecendo impressões mais rápidas com confiabilidade razoável. A empresa também oferece materiais dedicados com suportes solúvel de mãos livres que trabalham em conjunto para produzir peças precisas e fáceis de remover. Eles também operam com materiais não tóxicos, para que os usuários não precisem lidar com luvas.

https://youtu.be/Iy15UN_fuOA

Máquinas de impressão direta de joias, embora raras, existem. A Cooksongold teve algum sucesso nessa frente, chegando até a hospedar várias coleções com joalheiros. Seu M 080 Direct utiliza a tecnologia Metal Laser Sintering (DMLS) e pode processar joias sem moldes. A impressora pode funcionar bem com ouro e platina, como foram exibidos no passado em várias exposições. Ele opera fundindo pó de metal fino com um laser para criar geometrias extremamente complexas, como superfícies de forma livre, seções ocas e peças articuladas.

Software

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

Além dos suspeitos usuais, como o TinkerCAD, existem vários softwares que podem ser úteis para imprimir vários padrões de moldes de joias, mesmo que o software original não tenha sido destinado à criação e design de joias. O software de impressão de joias pode ser bastante caro, mas tem muito a oferecer em termos de criação mais rápida ou designs complexos.

https://youtu.be/R_EzGNdLe_w

Rhino3D é um software popular frequentemente usado em arquitetura e design industrial, porém possui uma versão dedicada exclusivamente para joias chamada RhinoGold. Permite um design complexo para peças de joalheria muito detalhadas, oferecendo uma grande variedade de componentes e complementos para combinações como brincos, pulseiras, pingentes, pulseiras eternas etc. modelos e ferramentas construídos para criar algo mais rápido ou mais complexo. O RhinoGold inclui módulos de modelagem e módulos de gravação, o que o torna um software eficiente para criar modelos 3D de joias. O Rhinoceros original também é popular entre os joalheiros, junto com o RhinoJewel.

Matriz é, da mesma forma, também para Jóias. Esta é geralmente considerada uma ferramenta muito complexa, por isso não é aconselhável para iniciantes. No entanto, ele permite alguns designs muito interessantes e únicos e possui muitos dos mesmos recursos do Rhino. O construtor passo a passo permite uma exploração bastante criativa.

No lado mais fácil do espectro de software de design de joias, pode-se encontrar 3Design . Sua interface e gráficos foram inspirados na tecnologia dos videogames, o que ajuda o software a produzir simulações fotorrealistas da eventual impressão. 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 de sólidos baseado em superfície de forma livre 3D que oferece ferramentas de modelagem poderosas com muita liberdade na criação de designs artísticos e elegantes. JewelCAD é muito popular para os fabricantes de joias na Ásia. É fácil ver por que suas ferramentas são flexíveis e intuitivas e podem ser facilmente aprendidas e usadas com um pouco de esforço.

Há 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 elas podem ser demoradas e caras para aprender. Se você tem um software de modelagem que já conhece, seria melhor ficar com ele.