Revolucionando el diseño de joyería: El poder de la impresión 3D

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

Con la llegada de la joyería contemporánea, la experimentación e innovación toman protagonismo, y la gama de materiales usados en la fabricación de joyas aumenta considerablemente; no solo metales nobles y piedras preciosas son válidos. Materiales como plásticos o tejidos comienzan a usarse, integrándose en piezas metálicas o usándose como materiales principales.

MODELADO JOYERÍA: PROGRAMAS CAD-CAM

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

Para fabricar una joya usando impresión 3D, debe modelarse previamente con programas CAD-CAM. Cualquier programa de diseño 3D puede usarse, aunque actualmente hay programas específicos para joyería, como RhinoJewel, RhinoGold o MatrixGold. Estos programas tienen ciertas opciones que agilizan enormemente el proceso de diseño joyero: gemas predefinidas y sistemas de cierre, engastes y rieles con parámetros ajustables, etc.

Un ejemplo de diseño y fabricación joyera con tecnologías de impresión 3D es Nervous System. Esta empresa, fundada en 2007, es un estudio de diseño generativo de joyería que trabaja en la intersección de ciencia, arte y tecnología. En su web, el usuario puede diseñar su propia joya modificando diferentes parámetros y comprarlas impresas en 3D en nailon o metal.

Imagen 1. Interfaz plataforma diseño Nervous System. Fuente: Nervous System.

TECNOLOGÍAS DE IMPRESIÓN 3D USADAS EN JOYERÍA

Tras el modelado 3D de la joya, esta debe imprimirse en 3D. Las tecnologías de impresión 3D más usadas en joyería son:

SLA - Estereolitografía

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

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

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

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

• Resina Castable. Desarrollada con las cualidades perfectas para fundición a cera perdida o casting.
• Castable Wax. Por la alta demanda de Castable Resin, FormLabs desarrolló este material para usuarios más exigentes. Esta resina contiene 20 % cera, lo que asegura fundición sin residuos, perfecta para resultados óptimos, pudiendo crear elementos de joyería muy detallados.
• Resina Standard Negra. Desarrollada para piezas muy pequeñas o con detalles intrincados. Esta resina es muy útil para crear piezas finales o prototipos de joyería.

Tanto Castable Resin como Castable Wax son materiales orientados a la microfusión o fundición a cera perdida. Este es el proceso de fundición más antiguo conocido, y permite obtener réplicas metálicas mediante un molde hecho a partir de un prototipo modelado tradicionalmente en cera. Normalmente se usa un modelo metálico que sirve de matriz. De esta matriz se fabrica un molde de goma, que se rellena de cera para obtener réplicas exactas de la pieza matriz.

Es en este punto donde destaca el uso de resinas fundibles FormLabs, ya que permiten imprimir modelos 3D rápidamente 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 resulta en una reducción significativa de costes y tiempos de producción.

Estas réplicas en cera o resina fundible se colocan dentro de un contenedor tubular, que se rellena de yeso. Luego se introduce en un horno, y la cera o resina fundible se funde; resultando el molde que se rellena de metal para obtener las piezas metálicas finales.

SLS y DMLS - Sinterizado selectivo por láser

Podrían distinguirse dos tipos de tecnologías de sinterizado selectivo por láser: impresión 3D SLS de plástico e impresión 3D DMLS de metal.

Las impresoras SLS usan principalmente polvo de poliamida, material muy usado 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 sobremesa. Sinterit ofrece actualmente dos modelos: Lisa y Lisa Pro, ambas con la misma calidad de impresión 3D industrial. Lisa está enfocada a usuarios que se inician en impresión 3D SLS, mientras que Lisa Pro es la impresora ideal para usuarios más exigentes que requieren mayores volúmenes de impresión o mayor variedad de materiales. Además de impresoras, Sinterit ofrece múltiples accesorios para simplificar etapas de pre y post-procesado, o Sinterit Studio, un software completo y sencillo.

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

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

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

FDM - Modelado por deposición fundida

Quizás sea la tecnología de impresión 3D menos usada en joyería. Esto es porque con esta tecnología no se pueden realizar diseños muy complejos, intrincados o de tamaño reducido satisfactoriamente.

Sin embargo, dependiendo de la pieza a fabricar, la tecnología de impresión 3D FDM puede ser muy útil en joyería. Actualmente hay gran variedad de filamentos para impresión 3D FDM, entre los que se encuentran diferentes materiales, colores y acabados.

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

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

Además de las opciones que ofrecen materiales como PLA, gracias a filamentos como Polycast de Polymaker, se pueden imprimir fácilmente piezas destinadas a microfusión o fundición a cera perdida. Las piezas impresas con PolyCast pueden post-procesarse con la máquina Polysher; con la que se logra acabado liso y brillante, garantizando la calidad de las piezas metálicas resultantes.

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

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

• Permiten la materialización de diseños imposibles de realizar mediante otros procesos.
• Garantizan la replicabilidad del diseño con gran precisión y exactitud.
• Simplifican los procesos de modificación del diseño, haciendo viable el desarrollo de variantes rápida y eficazmente (tallas de anillos, productos personalizados, etc.).
• Gracias al renderizado fotorrealista, diseños y variantes pueden mostrarse al cliente sin tener que producir la pieza. Esta opción también es muy útil para crear portfolios o catálogos de producto.
• En muchas ocasiones, simplifican el proceso de fabricación; se pueden evitar soldaduras y otros pasos del proceso de fabricación.

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