3d печать Инвент

3d печать, быстрое прототипирование, макетирование, изделия из пластмассы.

Революция в производстве ювелирных украшений или еще одна грань 3D печати

Приглашаем Вас познакомиться с еще двумя статьями, дополняющими материал этой страницы. В них детально описаны процессы изготовления ювелирных украшений от компьютерной модели до готовых изделий.
Первая статья посвящена использованию результатов 3D печати при прямом литье золотых украшений, подробнее …
Во второй статье описан более сложный процесс изготовления крупной серии серебряных украшений с позолотой с использованием мастер-модели, напечатанной на 3D принтере, подробнее …

На современном рынке ювелирных украшений уже невозможно добиться успеха и прочно удерживать это лидерство без использования современных технологий, которые не только кардинально экономят Ваше время и деньги, но и позволяют создавать истинные шедевры золотых и серебряных изделий, которые ранее были просто недосягаемы для подавляющего большинства ювелиров.

Это не громкие слова – это свершившийся факт: технология 3D печати совершила настоящую революцию в сфере производства ювелирных изделий, позволив быстро и недорого создавать оригинальные изысканные украшения. Об этом и о применяемом для этого оборудовании мы и поговорим в этой статье. 

Возможности 3D печати в интересах ювелиров
Фото - 3D принтеры совершили настоящую революцию в ювелирном деле, убрав барьеры и раскрепостив фантазию мастеров. На фото справа принтер EnvisionTEC Perfactory Micro – именно он применяется в нашей компании.

Для начала мы хотим представить Вам наш специализированный принтер для печати прототипов ювелирных украшений Perfactory Micro от компании EnvisionTEC (см. фото выше). Именно с его появлением в линейке оборудования компании «Инвент-Про» стало возможным говорить об открытии нового направления в деятельности нашей компании, напрямую связанного с ювелирной тематикой.

Основные преимущества ювелирных 3D принтеров – сверхвысокая точность печати и превосходное качество создаваемой поверхности. Еще раз подчеркнем, что благодаря применяемым технологиям напечатанные объемные модели получаются исключительно гладкими и не требуют дополнительной обработки или корректировки.

Таким образом, Вы можете навсегда забыть о ювелирном воске и многообразии сопутствующих инструментов (см. фото ниже). Но, конечно же, самое главное – Вы можете забыть о том объеме высококвалифицированной ручной работы по созданию мастер-моделей из воска, которым прежде приходилось заниматься ювелиру.

Вам больше не нужно вручную работать с воском ...
Фото - Забудьте о традиционном воске, массе вспомогательных инструментов и трудной кропотливой работе. Теперь Вам на помощь придет компьютер и последующая 3д-печать на специальных материалах.

Теперь Вам на подмогу пришло около десятка специализированных (CAD) программ, позволяющих виртуально на экране компьютера проработать все мельчайшие детали будущего золотого или серебряного украшения. А если к возможностям CAD-программ прибавить возможности современных 3D-сканеров, которые также имеются в нашей компании, то труд ювелира еще более упростится.

На первом шаге создаются компьютерные модели украшений
Фото - С помощью одной из специализированных программ для создания дизайна ювелирных моделей, простой компьютерной мыши или вот такого вот гаджета, Вы сможете построить трехмерную модель будущего украшения и просто ее … распечатать на 3D принтере.

Сферы применения 3D принтеров в ювелирном производстве и их характеристики.

На следующем фото представлено шесть основных направлений применения результатов 3D печати в сфере создания ювелирных украшений и сувенирной продукции.

основные направления применения 3D принтеров при создании украшений
Фото - Результаты 3д печати на оборудовании EnvisionTEC могут быть использованы по представленным 6 направлениям.

Рассмотрим их чуть более детально:

  • это мастер-модели (master model) золотых и серебряных украшений, на основе которых будут создаваться пластмассовые дубликаты методом заливки в резиновые или силиконовые пресс-формы. Об этом подробнее рассказано в статье здесь …;
  • создание украшений по индивидуальному дизайну (заказу - custom design). Речь может идти, как об одном сложном кольце или броши, так и, например, серии перстней для выпускников престижного ВУЗа (см. фото ниже в статье);
  • серийного производства (mass production) ювелирных изделий, бижутерии или сувениров;
  • выставочных образцов (display model), предназначенных для демонстрации возможностей будущей серийной продукции;
  • продукции горячего или холодного формования (hot/cold molding);
  • прямого литья (direct casting), ювелирных украшений. Об этом подробнее рассказано здесь …


Фото – Вот в виде такой выращенной матрицы мастер-моделей предстают перед нами результаты работы 3D принтера серии Perfactory.

В основу работы принтеров серии Perfactory положен принцип Лазерной стереолитографии, если быть точнее, Метод обратного SLA (Stereolithography). В отличие от некоторых других методов 3D печати, например на основе гипсополимеров, в SLA используется не твердый, а жидкий исходный рабочий материал. Ультрафиолетовый лазер на основе мощного светодиода скользит по поверхности емкости с фотополимером и полимеризирует материал в заданных местоположениях сечения будущей 3D модели. Платформа, на которой слой за слоем «выращиваются» модели поступательно поднимается наверх, обнажая формирующиеся прототипы. Пример такой выращенной платформы показан на предыдущем фото.


Фото – Слева представлена модель, распечатанная на принтере, а справа – готовое золотое изделие. Полный цикл изготовления аналогичных золотых изделий методом прямого литья детально описан в этой статье, подробнее …

Применяемый нами принтер EnvisionTEC Perfactory Micro имеет размеры камеры (область построения прототипов) 40 x 30 x 100 мм, что вполне достаточно для ювелирного применения. Весьма высокая точность построения моделей обеспечивается разрешением в 31 микрон по осям ХY и 25 микрон по оси Z.

Для загрузки компьютерных моделей в программное обеспечение данного принтера используются файлы в распространенном формате STL (от англ. STereoLithography). Этот формат файлов применяется подавляющим большинством CAD программ для хранения трехмерных моделей объектов и последующего использования в технологиях быстрого прототипирования. Информация об объекте при этом хранится, в текстовом или двоичном виде, как список треугольных граней, которые описывают его поверхность, и их нормалей.

Практические примеры работы принтера и полученные в результате ювелирные украшения представлены на предыдущем и последующих фото.


Фото – А это пример литья из серебра. Детальное описание еще одной популярной технологии массового изготовления ювелирных изделий с использованием эталонных мастер-форм представлено в еще одной статье, подробнее …


Фото – Еще пара примеров исходных трехмерных моделей, вышедших «из-под пера» принтера EnvisionTEC Perfactory Micro, и уже готовых изделий.


Фото – Любой, самый сложный индивидуальный дизайн, небольшие партии украшений, например, таких, как эти перстни, посвященные окончанию того или иного ВУЗа, теперь легко доступны для Вашего производства.


Фото – Примеры применения оборудования компании EnvisionTEC в России и мире. В правом нижнем углу представлена копия короны Российской Империи, созданной нашими коллегами из Смоленска на аналогичном принтере.

Возможности высокоточной 3D печати, позволяющей показать самые мельчайшие детали, активно используется при производстве сувениров, игрушек, презентов, причем, как премиум сегмента, так и эконом-варианта. На следующем фото представлены прототипы достаточно сложных конструкций (шар в шаре), сделать которые вручную крайне проблематично. Согласитесь, такие оригинальные сувениры обязательно найдут своего покупателя.


Фото – Как видим, возможности 3Д печати практически безграничны и только Ваша фантазия позволит указать определенные рамки.

Еще один пример, уместный для Санкт-Петербурга, как морской столицы России, это фигурки кораблей из ценных металлов. 3D модели таких парусников приведены на следующем фото.

3D модели парусников для презентов и сувениров
Фото – Изготовление сувенирных изделий и презентов – еще одно направление применения наших принтеров.

Следующие несколько фото посвящены более детальному показу технологии 3D печати методом обратного SLA. Вообще, «лучше один раз увидеть, чем сто раз прочитать» поэтому видео ускоренного во времени  процесса печати Вы сможете увидеть по следующей ссылке.

Детальную информацию по следующим фото можно прочесть в комментариях к ним.




Фото – на данном цикле фото показано, как выглядят результаты работы нашего принтера. На четвертом фото в этой статье (см. выше, где представлены 6 направлений применения оборудования) слева можно увидеть принтер EnvisionTEC Micro с готовой матрицей напечатанных моделей. Эта же матрица, но в увеличенном варианте показана на фото выше. Чуть ниже матрица снята и перевернута на 180 градусов, а рядом показаны крупным планом три напечатанных украшения с уже удаленными поддержками.
 

Фото – Еще один из элементов технологии – устройство для фотополимеризации (фотоотверждения) напечатанных моделей с помощью ультрафиолетовых лучей.

Применяемые материалы, анализ смежных сфер применения

Для принтеров серии EnvisionTEC Perfactory разработано более десятка материалов, предназначенных для различного применения: от ювелирной сферы и целей обучения до  стоматологии и ортодотологии. Для рассматриваемого направления ювелирного производства, как правило, традиционно используются 4 вида материала: EC500, HTM140, PIC100 и Photosilver.

Компания «Инвент-Про», после детального анализа данного вопроса и консультации с производителем оборудования, остановилась на двух самых перспективных материалах: EC 500 и HTM140. Дадим им краткие характеристики.

HTM140 - высокотемпературный материал для получения литейных форм.


Фото – Материал HTM140 - пример использования полученных моделей в качестве эталонных мастер-форм для последующей отливки пластмассовых копий.

Новый фотополимер HTM140 (темно зеленого цвета) существенно упростил процесс производства ювелирных изделий, избавив нас от необходимости создавать серебряную или иную металлическую мастер-модель, которая затем должна была вулканизироваться в резине. Материал HTM140, предназначенный для высокотемпературного формования, способен выдерживать нагрев и давление при вулканизации модели в резине с обеспечением высококачественной деталировки.

Его значимое преимущество - время построения, составляющее один сантиметр примерно за полчаса с разрешением 35 микрон по оси Z. Это позволяет получать среднего размера женские обручальные кольца менее чем за 50 минут с разрешением 50 микрон. Вы можете получать модели высокого разрешения непосредственно из CAD-файлов, что позволяет вам изготовить неметаллическую мастер-модель менее чем за час, исключив затраты на литьё, на приобретение металла, на отходы металла и т.д. Построение выполняется настолько быстро, что для Вас не имеет смысла тратиться на хранение металлической мастер-модели, так как мы всегда сможем оперативно вырастить Вам недорогую новую модель, по первому Вашему требованию.

Технические характеристики:
- Прочность на растяжение: 56 МПа,
- Удлинение при разрыве: 3.5%,
- Прочность на изгиб: 115 МПа,
- Модуль изгиба: 3350 МПа,
- ТТД (Температура Термической Деформации): 140 °C.

EC 500 – новый полимер для технологии прямого литья.

Полимер ЕС 500 практически не требует проведения специальных действий направленных на получение высококачественных отливок в стандартном технологическом процессе литья по выплавляемым моделям. Примерно на 30% сократилось время изготовление моделей, с помощью EC 500 удалось достигнуть сверхвысокого разрешения в 25 микрон, не жертвуя при этом, ни скоростью, ни точностью 3D печати. 


Фото – Пример моделей, напечатанных на самом современном материале EC 500.

Температура точки плавления полимера составляет 250 °C. Нулевая зольность при полном выгорании позволяет работать с ним также легко, как с традиционными восковыми моделями.

К другим достоинствам EC 500 можно отнести высокую точность деталей при сверх гладкой поверхности получающихся 3D моделей, достаточно быстрое затвердевание (полимеризацию или иначе пост-время отверждения) – менее 10 минут. Непрозрачный желтый цвет позволяет выявить самые мельчайшие художественные детали. Как результат – достижение высочайшего качества Ваших отливок.

Смежные сферы применения

Для расширения Вашего кругозора приведем еще несколько идей возможного применения рассматриваемой технологии. С достаточно сложными формами ювелирных украшений мы уже познакомились выше, приведем еще один пример.


Фото – Пример достаточно сложно браслета, слева – напечатанная 3D модель, справа – готовое отлитое изделие.

Но кроме традиционных колец, сережек и браслетов существует еще ряд близких сфер, которые могут заинтересовать Ваш бизнес. Например, застежка для ремня. Почему она не может быть украшением? На следующем фото приведен пример такой застежки с изысканной отделкой. Излишне говорить, что данная застежка была сделана на основе прототипа, напечатанного на принтере EnvisionTEC.


Фото – Изысканность нужна не только ювелирным украшениям – дизайн застежки этого ремня также сделан с помощью 3d печати.

К теме сувенирной продукции мы уже обращались, тем не менее, покажем еще одну сложнейшую в исполнении игрушку – змею. Согласитесь, насколько трудно будет отвести глаз от такой красоты и загадочности. Еще одна тема – фигурные ручки для столовых приборов. Они могут также стать предметом искусства, что и показано на следующем фото. Создать компьютерную модель, отпечатать ее на 3D принтере и получившийся прототип использовать, как мастер модель при отливке. Почему бы и нет?


Фото – чтобы Вы оценили все возможности нашего оборудования, приводим еще несколько примеров достаточно сложных объектов, при создании которых использованы принтеры EnvisionTEC.

Результаты 3D  печати очень часто используют при проектировании элементов радиоэлектронного оборудования, в частности на следующем фото показаны прототипы штекеров, отпечатанные на таком принтере.


Фото – Для целостности картины укажем еще и сферу проектирования электротехнического оборудования – макеты этих разъемов также получены с помощью принтера EnvisionTEC Micra.

Дополнительные примеры 3D печати в интересах ювелирного производства.

Создание ювелирных украшений – тема интересная и сложная, требующая новых идей и вдохновения. Поэтому мы посчитали целесообразным привести еще несколько фото напечатанных прототипов украшений и готовых изделий. Возможна эта информация послужит Вам толчком к созданию оригинальных и стильных украшений. 


Фото – Примеры мастер-моделей для будущих колец.
 

Фото – Подготовка к прямому литью, когда напечатанные трехмерные модели украшений привариваются к основанию и затем заливаются в форму. После нагрева материал моделей расплавляется или выгорает, а затем в полую форму будет залит расплавленный металл. Подробнее об этом процессе рассказано в одной из наших статей.

 
Фото – Вот такое вот «дерево счастья» получается после завершения прямого литья.

 
Фото – Еще несколько примеров 3D печати макетов будущих ювелирных украшений, обратите внимание сложность и детальность проработки самых мельчайших элементов.


Фото – Еще один пример работы принтера EnvisionTEC Perfactory Micro.
 
Фото – Пример отливок из серебра полученных по мастер-моделям, изготовленным из EC 500 с помощью 3D печати.

В завершении этой обзорной статьи, напомним, что на нашем сайте Вы сможете прочесть еще две развернутых статьи, посвященных всем этапам производства ювелирных украшений с использованием моделей, полученных в результате 3d печати.

В первой статье рассмотрен принцип прямого литья для создания золотых колец, подробнее …