Una guía para principiantes sobre métodos de impresión 3D de joyería

Con el crecimiento de las tecnologías de fabricación aditiva, hay muy pocas industrias que se hayan mostrado tan prometedoras como la producción de joyas. La impresión 3D permite la creación de formas nuevas y novedosas en estos artículos de accesorios de moda con una amplia gama de moldes y, a veces, procesamiento directo de materiales. La fabricación aditiva también ha brindado a varios fabricantes la capacidad de probar y crear prototipos de los diseños para varios accesorios de moda de forma rápida y precisa.

Los métodos tradicionales de preparación de joyas requerían la elaboración artesanal o la fundición en cera, los cuales son 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 de máquina, sino también una repetibilidad y facilidad de uso mucho mejores. También trae una mayor digitalización para una reproducción y desarrollo de patrones mucho más fácil.

Sin embargo, incluso con plazos de entrega reducidos y este mayor control sobre la forma final, todavía hay algunas consideraciones a la hora de elegir sus herramientas de impresión 3D. Hay varias formas de imprimir joyas y tienen sus propias ventajas y desventajas, tecnologías y opciones de software. Este artículo pretende arrojar algo de luz sobre cada uno de estos factores.

Enfoque de la impresión

En términos generales, todos los métodos y tecnologías de impresión de joyas se dividen en dos categorías principales:impresión 3D directa e indirecta. Lo primero es precisamente lo que parece, es decir, una forma de imprimir directamente las joyas utilizando los materiales finales. Los métodos de impresión indirecta, por otro lado, crean un molde o patrón de fundición para el proceso de producción de joyas, que puede utilizar materiales como yeso o ceras.

Impresión directa la mayoría de las veces implica la fusión o sinterización selectiva por láser y es mucho menos común que la creación de moldes o patrones. Tiene sus ventajas en términos de permitir una gama más amplia de posibilidades en términos de formas y formas, que los métodos que dependen de vaciados y moldes no pueden crear. Sin embargo, es mucho menos popular aún.

Hay un montón de factores prohibitivos que han impedido que la impresión directa gane popularidad, pero el más importante es que la tecnología puede ser costosa y, a menudo, depende de máquinas que cuestan $ 100K. Aunque hay máquinas más baratas disponibles, a menudo no tienen el volumen de construcción que uno puede necesitar para la impresión de joyas a escala profesional.

Otro problema prohibitivo es que los materiales para fabricar joyas son costosos y los polvos para estos pueden ser costosos, especialmente porque muchas formas de fusión y sinterización generan una gran cantidad de desechos. De manera similar, los métodos basados ​​en láser tienen problemas con materiales que son muy reflectantes, es decir, oro y plata. Si bien no es imposible, esto los hace más engorrosos que los métodos tradicionales y la impresión indirecta.

Impresión indirecta Los métodos a menudo se basan en la fundición de inversión, que es el método más popular para imprimir joyas en 3D. Esto no significa producir directamente piezas de joyería de uso final, sino más bien producir impresiones en 3D de modelos de cera muy 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 utilizando cera o yeso. Esto requiere que los usuarios impriman en 3D el modelo moldeable en resina, utilizando estereolitografía (SLA) o procesamiento de luz digital (DLP). Luego, el modelo impreso en 3D se cubre con yeso para crear el molde. Una vez fraguado el yeso, se drena la resina y se vierte el metal líquido.

A partir de ahí, es un proceso de fundición de metal tradicional, es decir, esperar a que el molde se endurezca y luego colocar el molde en un ambiente de alta temperatura. Una vez que el metal fragua, se puede quitar el molde. Luego, los usuarios deben sacar el artículo con cuidado y aplicar pasos de posprocesamiento como pulir o más.

La mayor ventaja de este método es que no necesita una forma especial del metal para crear joyas y se puede usar casi cualquier metal. 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 moldear se pueden reproducir fácilmente cuando sea necesario.

Tecnologías

Hay un montón de tecnologías dentro de la impresión indirecta y el modelado de moldes que vale la pena mencionar. SLA y DLP son bastante comunes para crear patrones de molde, pero existen diferencias clave entre las dos tecnologías que vale la pena considerar. Por un lado, dado que las impresoras DLP tienen que albergar proyectores, son más grandes que las impresoras SLA (en términos generales). Tanto SLA como DLP generalmente usan fotopolímeros y son capaces de lograr niveles asombrosos de complejidad y precisión de piezas, con una gran cantidad de materiales dedicados, especialmente para moldes de joyería.

En el frente de SLA, Formlabs Form 2 es bastante popular entre joyeros y fabricantes. Ofrece un sistema de impresión de estereolitografía asequible y de alta calidad y es excelente para moldear patrones. La Castable Resin de Formlabs también asegura que estas impresiones permitirán mejores patrones.

En cuanto al precio, mientras que las máquinas DLP pueden ser más baratas para el consumidor promedio, las máquinas de gama alta en ambas tecnologías pueden oscilar en precios de 5 dígitos. Ciertas máquinas ofrecen subtecnologías dentro de estas formas y también se especializan en la fabricación de joyas. Un ejemplo de ello es el dispositivo Vida cDLM de EnvisionTEC. Su tecnología Continuous Digital Light Manufacturing (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 es la serie S de Solidscape, con modelos como la S300, la S350 y la S390. Estas máquinas son un poco diferentes en el sentido de que moldean patrones de cera directamente. Este utiliza la tecnología Solidjet que ofrece impresiones más rápidas con una confiabilidad razonable. La compañía también ofrece materiales dedicados con soportes solubles manos libres que funcionan en conjunto para producir piezas precisas y fáciles de quitar. También funcionan con materiales no tóxicos, por lo que los usuarios no tendrán que lidiar con guantes.

https://youtu.be/Iy15UN_fuOA

Las máquinas dedicadas a la impresión directa de joyas, aunque raras, existen. Cooksongold ha tenido cierto éxito en este frente, incluso albergando varias colecciones con joyeros. Su M 080 Direct utiliza la tecnología Metal Laser Sintering (DMLS) y puede procesar joyas sin moldes. La impresora puede funcionar bien con oro y platino, ya que se han exhibido en el pasado en varias exposiciones. Funciona fundiendo polvo metálico fino con un láser para crear geometrías extremadamente complejas, como superficies de forma libre, secciones huecas y piezas 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 modelar los patrones que se formarán y luego se moldearán como el molde mismo. Después de quemar el 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 de los pasos que requieren mucho tiempo y el diseño en sí es mucho más fácil de reproducir, modificar e imprimir una vez más como se desee.

Aparte de los sospechosos habituales como TinkerCAD, hay una serie de software que puede ser útil para imprimir varios patrones de moldes de joyería, incluso si el software original no estaba destinado a la elaboración y diseño de joyas. El software de impresión de joyería puede ser bastante costoso, pero tiene mucho que ofrecer en términos de elaboración más rápida o diseños complejos.

https://youtu.be/R_EzGNdLe_w

Rinoceronte 3D es un software popular que se usa a menudo en arquitectura y diseño industrial, sin embargo, tiene una versión dedicada exclusivamente para joyería llamada RhinoGold. Permite un diseño complejo para piezas de joyería muy detalladas, a la vez que ofrece una gran variedad de componentes y complementos para combinaciones como aretes, pulseras, colgantes, anillos de eternidad, etc. Uno puede construir su modelo completamente desde cero u optar por usar plantillas y herramientas integradas para crear algo más rápido o más complejo. RhinoGold incluye módulos de modelado y módulos de grabado, lo que lo convierte en un software eficiente para crear modelos de joyería en 3D. El Rhinoceros original también es popular entre los joyeros, junto con RhinoJewel.

Matriz es, igualmente, también para Joyería. Esto generalmente se considera una herramienta muy compleja, por lo que no se recomienda para principiantes. Sin embargo, permite algunos 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 joyas, uno puede encontrar 3Design . Su interfaz y gráficos se inspiraron en la tecnología de los videojuegos, lo que ayuda al software a producir simulaciones fotorrealistas de la eventual impresión. 3Design es fácil de dominar, pero eso no significa que no pueda producir algunos accesorios y artículos de moda interesantes.

JewelCAD es otro modelador sólido basado en superficies de forma libre en 3D que ofrece potentes herramientas de modelado con mucha libertad abierta para crear diseños artísticos y elegantes. JewelCAD es muy popular entre los fabricantes de joyas en Asia. Es fácil ver por qué, ya que sus herramientas son flexibles e intuitivas y pueden aprenderse y usarse fácilmente con un poco de esfuerzo.

Hay un montón de otras soluciones de software, y muchas que pueden no estar destinadas a la joyería, pero aún pueden hacer el trabajo. Es mejor utilizar las herramientas con las que está más familiarizado, ya que pueden requerir mucho tiempo de aprendizaje y ser costosas. Si tiene un software de modelado que ya conoce, lo mejor sería ceñirse a él.