Dominando la Impresión 3D de Joyería: Guía Completa para Principiantes

Con el crecimiento de las tecnologías de fabricación aditiva, hay muy pocas industrias que hayan mostrado tanta promesa como la de producción de joyería. La impresión 3D permite la creación de formas novedosas en estos accesorios de moda con una amplia gama de moldes y, a veces, procesamiento directo de materiales. La fabricación aditiva también ha dado a varios fabricantes la capacidad de probar y prototipar rápidamente diseños para diversos accesorios de moda con precisión.

Los métodos tradicionales de preparación de joyería requerían either artesanía manual o fundición a la cera perdida, ambos más propensos al error humano y a menudo más lentos que la impresión 3D. Esto brinda oportunidades únicas en el campo de la fabricación aditiva, que no solo ofrece precisión mecánica sino una repetibilidad mucho mejor y facilidad de uso. También aporta una mayor digitalización para una reproducción y desarrollo de patrones mucho más fácil.

Sin embargo, incluso con tiempos de entrega reducidos y este mayor control sobre la forma final, todavía hay bastantes consideraciones al elegir sus herramientas de impresión 3D. Hay varias formas de imprimir joyería y cada una tiene sus propios beneficios y desventajas, tecnologías y opciones de software. Este artículo pretende arrojar luz sobre cada uno de estos factores.

Enfoques de Impresión

En términos generales, todos los métodos y tecnologías de impresión de joyería se dividen en dos categorías principales: impresión 3D directa e indirecta. La primera es precisamente lo que suena: una forma de imprimir directamente la joyería usando los materiales finales. Los métodos de impresión indirecta, por otro lado, construyen un molde o patrón de fundición para el proceso de producción de joyería, que puede usar materiales como yeso o ceras.

Impresión directa con mayor frecuencia involucra Sinterizado Láser Selectivo o Fusionado (SLS/SLM) y es mucho menos común que crear moldes o patrones. Tiene ventajas en términos de permitir una gama más amplia de posibilidades en forma y forma, que los métodos basados en moldes y fundición no pueden crear. Sin embargo, sigue siendo mucho menos popular.

Hay varios factores prohibitivos que han impedido que la impresión directa gane popularidad, pero el mayor es que la tecnología puede ser costosa, a menudo dependiendo de máquinas que cuestan 100.000 $. Aunque hay máquinas más baratas, a menudo no tienen el volumen de construcción necesario para impresión profesional de joyería.

Otro problema prohibitivo es que los materiales para hacer joyería son caros y los polvos para estos pueden ser costosos, especialmente porque muchas formas de fusión y sinterizado generan mucho desperdicio. Del mismo modo, los métodos basados en láser tienen problemas con materiales muy reflectantes, como el oro y la plata. Aunque no es imposible, esto los hace más engorrosos que los métodos tradicionales e impresión indirecta.

Impresión indirecta a menudo se basa en la fundición a la cera perdida (investment casting), que es el método más popular para imprimir joyería en 3D. Esto no significa producir directamente piezas finales de joyería, sino producir impresiones 3D de modelos de cera altamente detallados de varias piezas de joyería, que luego se usan para hacer moldes.

Combina la impresión 3D con técnicas tradicionales de fabricación de moldes, a menudo usando cera o yeso. Esto requiere que el usuario imprima en 3D el modelo fundible en resina, usando estereolitografía (SLA) o procesamiento digital de luz (DLP). Luego, el modelo impreso en 3D se cubre con yeso para crear el molde. Una vez que el yeso fragua, la resina se drena y se vierte metal líquido.

A partir de ahí, es un proceso tradicional de fundición: esperar a que el molde se endurezca y luego colocar el molde en un entorno de alta temperatura. Una vez que el metal solidifica, el molde puede retirarse. Los usuarios deben entonces sacar la pieza cuidadosamente y aplicar pasos de post-procesado como pulido o más.

La mayor ventaja de este método es que no necesita una forma especial del metal para crear joyería y casi cualquier metal puede usarse. También permite una producción mucho más rápida que los modos tradicionales de fabricación, aunque pueda parecer complicado. Los moldes que crea pueden ser de muy alto valor o tener cualidades que los métodos tradicionales no pueden reproducir y, además, los patrones para moldeo pueden reproducirse fácilmente cuando sea necesario.

Tecnologías

Hay varias tecnologías dentro de la impresión indirecta y patrones de molde que merecen mención. SLA y DLP son bastante comunes para crear patrones de molde, pero hay diferencias clave entre las dos tecnologías que vale la pena considerar. Por un lado, como las impresoras DLP deben albergar proyectores, suelen ser más grandes que las impresoras SLA (en general). Ambas usan fotopolímeros y son capaces de alcanzar niveles asombrosos de complejidad y precisión de pieza, con muchos materiales dedicados particularmente para moldes de joyería.

En el frente SLA, la Formlabs Form 2 es bastante popular entre joyeros y fabricantes. Ofrece un sistema de estereolitografía asequible y de alta calidad, ideal para patrones de moldeo. La Resina Fundible (Castable Resin) de Formlabs también asegura que estas impresiones permitan mejores patrones.

En cuanto a precio, aunque las máquinas DLP pueden ser más baratas para el consumidor promedio, las máquinas de gama alta en ambas tecnologías pueden alcanzar precios de 5 dígitos. Algunas máquinas ofrecen sub-tecnologías dentro de estas formas especializadas en fabricación de joyería. Un ejemplo es el dispositivo Vida cDLM de EnvisionTEC. Su tecnología de Fabricación Digital de Luz Continua (cDLM) ofrece alta resolución y altas velocidades. Tecnologías como esta también pueden reducir la necesidad de estructuras de soporte, lo que significa menos problemas con el acabado.

Otro conjunto de impresoras dedicadas a la joyería son la serie S de Solidscape, con modelos como la S300, S350 y S390. Estas máquinas son diferentes en que funden patrones de cera directamente. Usan tecnología Solidjet que ofrece impresiones más rápidas con fiabilidad razonable. La empresa también ofrece materiales dedicados con soportes disolubles manos libres que trabajan en tándem para producir piezas precisas y fáciles de remover. También operan con materiales no tóxicos, por lo que los usuarios no tienen que lidiar con guantes.

https://youtu.be/Iy15UN_fuOA

Las máquinas dedicadas de impresión directa de joyería, aunque raras, existen. Cooksongold ha tenido éxito en este frente, incluso alojando varias colecciones con fabricantes de joyería. Su M 080 Direct utiliza tecnología de Sinterizado Láser Directo de Metal (DMLS) y puede procesar joyería sin moldes. La impresora trabaja bien con oro y platino, como han mostrado en varias exposiciones. Funciona fundiendo polvo metálico fino con un láser para crear geometrías extremadamente complejas como superficies de forma libre, secciones huecas y partes articuladas.

Software

Usando un flujo de trabajo digital, los usuarios pueden aplicar herramientas de software CAD y crear sus propios diseños digitalmente, reproduciéndolos con una impresora 3D. Esto les permite crear los patrones que luego se fundirán como el molde mismo. Después de la quema del patrón positivo, el proceso sigue el mismo camino que la fundición tradicional. Este método es útil porque elimina muchos de los pasos manuales que se esperan con la fundición tradicional. También elimina algunos pasos que consumen mucho tiempo y el diseño en sí es mucho más fácil de reproducir, modificar e imprimir de nuevo según se desee.

Además de los sospechosos habituales como TinkerCAD, hay varios softwares que pueden ser útiles para imprimir varios patrones de moldes de joyería, incluso si el software original no estaba destinado a la artesanía y diseño de joyería. El software de joyería puede ser bastante costoso, pero ofrece mucho en términos de artesanía más rápida o diseños complejos.

https://youtu.be/R_EzGNdLe_w

Rhino3D es un software popular usado a menudo en arquitectura y diseño industrial, sin embargo tiene una versión dedicada puramente para joyería llamada RhinoGold. Permite diseño complejo para piezas de joyería muy detalladas, ofreciendo una gran elección de componentes y complementos para combinaciones como aretes, pulseras, colgantes, anillos de eternidad, etc. Se puede construir el modelo completamente desde cero o usar plantillas y herramientas integradas para crear algo más rápido o intrincado. RhinoGold incluye módulos de modelado y grabado, lo que lo hace un software eficiente para crear modelos 3D de joyería. El Rhinoceros original también es popular entre joyeros, junto con RhinoJewel.

Matrix es, similarmente, también para joyería. Generalmente se considera una herramienta muy compleja, por lo que no se recomienda para principiantes. Sin embargo, permite diseños muy interesantes y únicos y tiene muchas de las mismas características que Rhino. El constructor paso a paso permite bastante exploración creativa.

En el lado más fácil del espectro de software de diseño de joyería, se encuentra 3Design. Su interfaz y gráficos se inspiraron en tecnología de videojuegos, lo que ayuda al software a producir simulaciones fotorrealistas de la impresión final. 3Design es fácil de dominar, pero eso no significa que no pueda producir accesorios y artículos de moda interesantes.

JewelCAD es otro modelador sólido de superficies libres 3D que ofrece poderosas herramientas de modelado con mucha libertad para crear diseños artísticos y elegantes. JewelCAD es muy popular entre fabricantes de joyería en Asia. Es fácil ver por qué: sus herramientas son flexibles e intuitivas y se pueden aprender y usar fácilmente con un poco de esfuerzo.

Hay un montón de otras soluciones de software, y muchas que pueden no estar destinadas a joyería pero aún pueden hacer el trabajo. Lo mejor es usar las herramientas con las que esté más familiarizado, ya que pueden ser tanto intensivas en tiempo para aprender como costosas. Si tiene un software de modelado que ya conoce, lo mejor es ceñirse a ese.