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Impresión 3D en joyería

La elaboración de joyas siempre ha sido un proceso tradicional, apoyado en diferentes avances tecnológicos. Hasta la fecha, ningún avance tecnológico ha tenido tanto impacto en la industria de la joyería como la impresión 3D o la fabricación aditiva. .

Con la llegada de la joyería contemporánea , la experimentación y la innovación cobran protagonismo, y la gama de materiales utilizados en la fabricación de joyas aumenta considerablemente; no sólo son válidos los metales nobles y las piedras preciosas. Materiales como plásticos o tejidos comienzan a utilizarse, integrándose en
piezas metálicas o utilizándose como materiales principales.

MODELADO DE JOYERÍA:PROGRAMAS CAD-CAM

La impresión 3D en el mundo de la joyería permite superar muchas de las limitaciones inherentes a los procesos tradicionales de diseño y fabricación.

Para fabricar una pieza de joyería mediante impresión 3D, se debe modelar previamente con programas CAD-CAM . Se puede utilizar cualquier programa de diseño 3D, aunque actualmente existen programas específicos para joyería, como RhinoJewel, RhinoGold o MatrixGold. Estos programas cuentan con ciertas opciones que agilizan mucho el proceso de diseño de joyas:gemas y sistemas de cierre prediseñados, engastes y rieles con parámetros ajustables, etc.

Un ejemplo de diseño y fabricación de joyas con tecnologías de impresión 3D es el Sistema Nervioso . Esta empresa, fundada en 2007, es un estudio de diseño de joyas generativas que trabaja en la intersección de la ciencia, el arte y la tecnología. En su web, el usuario puede diseñar sus propias joyas a partir de la modificación de diferentes parámetros y comprarlas impresas en 3D sobre nylon o metal.

Imagen 1. Interfaz de la plataforma de diseño del Sistema Nervioso. Fuente:Sistema Nervioso.

TECNOLOGÍAS DE IMPRESIÓN 3D UTILIZADAS EN JOYERÍA

Después del modelado 3D de la joya, debe imprimirse en 3D. Las tecnologías de impresión 3D más utilizadas en el campo de la joyería son las siguientes:

SLA - Estereolitografía

Las piezas resultantes de la impresión 3D de resina tienen una alta calidad superficial . Esta tecnología le permite imprimir diseños que no se podrían hacer con ningún método manual, como la fundición a la cera para microfusión.

La llegada de impresoras 3D de sobremesa como FormLabs ha supuesto una auténtica revolución en el sector de la joyería, por la facilidad de uso y los extraordinarios acabados que ofrece.

FormLabs ha desarrollado varios materiales orientados a la impresión de joyas en 3D. Esto, unido a un precio asequible, ha hecho que muchas escuelas, talleres y fábricas de joyería puedan permitirse trabajar con estas máquinas.

Actualmente existen muchos tipos de resinas para impresión 3D con tecnología SLA. El catálogo de resinas de FormLabs debe incluir:

Tanto Castable Resin como Castable Wax son materiales destinados a la microfusión o fundición a la cera perdida. . Es el proceso de fundición más antiguo que se conoce y permite obtener réplicas en metal mediante un molde realizado a partir de un prototipo modelado tradicionalmente en cera. Normalmente se utiliza un modelo de metal que sirve de matriz. A partir de esta matriz se fabrica un molde de caucho, que se rellena con cera para obtener réplicas exactas de la pieza matriz.

Es en este punto cuando el uso de las resinas moldeables de FormLabs destaca, ya que permiten imprimir modelos 3D en 3D de forma rápida y con extrema precisión. Así, se elimina la necesidad de crear la matriz, el molde y el proceso de llenado del molde para obtener réplicas de la pieza inicial. Esto se traduce en una reducción significativa de costes y tiempos de producción .

Estas réplicas en cera o resina calcinable se colocan dentro de un recipiente tubular, que se rellena con yeso. A continuación, se introduce en un horno y se funde la cera o resina moldeable; dando como resultado el molde que se llena de metal para obtener las piezas metálicas finales.

SLS Y DMLS - Sinterización selectiva por láser

Se pueden distinguir dos tipos de tecnologías de sinterización selectiva por láser:impresión 3D SLS de plástico e impresión 3D DMLS de metal.

Las impresoras SLS utilizan principalmente polvo de poliamida, un material muy utilizado a nivel industrial por sus buenas propiedades mecánicas y durabilidad. Además de poliamida, también pueden imprimir con materiales elásticos como TPE y TPU.

La empresa polaca Sinterit ha desarrollado la primera impresora 3D SLS de escritorio. Sinterit ofrece actualmente dos modelos de impresoras 3D: Lisa y Lisa Pro, ambos con la misma calidad de impresión 3D industrial. Lisa está enfocada a aquellos usuarios que se inician en la impresión 3D SLS, mientras que Lisa Pro es la impresora 3D ideal para aquellos usuarios más exigentes que requieren mayores volúmenes de impresión o una mayor variedad de materiales. Además de las impresoras, Sinterit ofrece múltiples accesorios destinados a simplificar las etapas de preprocesamiento y posprocesamiento, o Sinterit Studio, un software completo y sencillo.

Lynne Maclachlan es una diseñadora de joyas inglesa que utiliza esta tecnología para fabricar sus diseños. Esta diseñadora fabrica sus joyas en poliamida y posteriormente los tiñe manualmente en colores, obteniendo piezas finales muy llamativas, tanto en forma como en color.

Imagen 2. Pendientes Helix por Lynne Maclachlan. Fuente:Lynne Maclachlan.

La impresión 3D Metal SLS o DMLS en metales preciosos es una de las innovaciones más importantes para el sector de la joyería. Esto se debe a la considerable simplificación del proceso de fabricación involucrado:la impresión 3D DMLS permite la fabricación directa de un diseño de metal. Así, se reducen costes y tiempos de fabricación. Hoy ya existen impresoras 3D DMLS con la capacidad de imprimir en metales preciosos.

FDM - Modelado de deposición fundida

Quizás esta sea la tecnología de impresión 3D menos utilizada en el campo de la joyería. Esto se debe a que con esta tecnología no se pueden realizar satisfactoriamente diseños muy complejos, intrincados o de tamaño reducido.

Sin embargo, dependiendo de la pieza a fabricar, la tecnología de impresión 3D FDM puede ser de gran utilidad en el campo de la joyería.
Actualmente existe una gran variedad de filamentos para impresión 3D FDM, entre los que se pueden encontrar diferentes materiales, colores y acabados.

Como ejemplo del uso de esta tecnología en la fabricación de joyas, nos gustaría destacar el trabajo de Comme des Machines; un estudio de fabricación sostenible y personalizada a través de la impresión 3D. Comme des Machines colabora con la diseñadora de joyas Helena Rohner y, recientemente, también ha colaborado con Mango, diseñando una colección de joyería impresa en 3D.

Imagen 3. Piezas impresas en 3D y colaboración pendiente entre Comme des Machines y Helena Rohner. Fuente:Helena Rohner.

Además de las opciones que ofrecen materiales como el PLA, gracias a filamentos como el Polycast de Polymaker, puedes imprimir fácilmente piezas destinadas a microfusión o fundición a la cera perdida. Las piezas impresas de PolyCast se pueden procesar posteriormente con la máquina Polysher; con lo que se consigue un acabado liso y brillante, garantizando la calidad de las piezas metálicas resultantes.

Imagen 4. Proceso de fabricación con pieza impresa con PolyCast. Fuente:PolyMaker.

Sin duda, la impresión 3D ofrece diferentes opciones y soluciones orientadas al sector de la joyería. Así, el diseño y fabricación CAD-CAM mediante impresión 3D en el sector de la joyería:

Es por todas estas razones que el modelado y la impresión 3D se han hecho un hueco en el sector de la joyería, y cada vez son más las empresas que implementan estas tecnologías en sus procesos de diseño y fabricación de joyas.


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