Guide du débutant sur les méthodes d'impression 3D de bijoux

Avec la croissance des technologies de fabrication additive, très peu d'industries se sont montrées aussi prometteuses que celle de la production de bijoux. L'impression 3D permet de créer de nouvelles formes inédites dans ces accessoires de mode avec toute une gamme de moules et parfois de traitement direct des matériaux. La fabrication additive a également permis à divers fabricants de tester et de prototyper rapidement et avec précision les conceptions de divers accessoires de mode.

Les méthodes traditionnelles de préparation des bijoux nécessitaient soit une fabrication artisanale, soit un moulage à la cire, qui sont tous deux plus sujets aux erreurs humaines et souvent plus lents que l'impression 3D. Cela offre des opportunités uniques dans le domaine de la fabrication additive, qui offre non seulement une précision de machine, mais une répétabilité et une facilité d'utilisation bien meilleures. Il apporte également une numérisation accrue pour une reproduction et un développement de motifs beaucoup plus faciles.

Cependant, même avec des délais réduits et ce meilleur contrôle sur la forme finale, il y a encore pas mal de considérations lorsqu'il s'agit de choisir vos outils d'impression 3D. Il existe un certain nombre de façons d'imprimer des bijoux et elles ont leurs propres avantages et inconvénients, technologies et options logicielles. Cet article vise à faire la lumière sur chacun de ces facteurs.

Approche de l'impression

D'une manière générale, toutes les méthodes et technologies d'impression de bijoux se répartissent en deux grandes catégories :l'impression 3D directe et indirecte. Le premier est précisément ce à quoi cela ressemble, c'est-à-dire une forme d'impression directe des bijoux à l'aide des matériaux finaux. Les méthodes d'impression indirecte, d'autre part, créent un moule ou un modèle de coulée pour le processus de production de bijoux, qui peut utiliser des matériaux comme le gypse ou les cires.

Impression directe implique le plus souvent le frittage sélectif au laser ou la fusion et est beaucoup moins courant que la création de moules ou de modèles. Il a ses avantages en ce qu'il permet un plus large éventail de possibilités en termes de forme et de forme, que les méthodes qui reposent sur des moulages et des moules ne peuvent pas créer. Cependant, il est encore beaucoup moins populaire.

Il existe un tas de facteurs prohibitifs qui ont empêché l'impression directe de gagner en popularité, mais le plus important est que la technologie peut être coûteuse, reposant souvent sur des machines coûtant 100 000 $. Bien que des machines moins chères soient disponibles, elles n'ont souvent pas le volume de construction dont on peut avoir besoin pour l'impression de bijoux à l'échelle professionnelle.

Un autre problème prohibitif est que les matériaux pour la fabrication de bijoux sont chers et que les poudres pour ceux-ci peuvent être chères, d'autant plus que de nombreuses formes de fusion et de frittage créent beaucoup de déchets. De même, les méthodes à base de laser rencontrent des problèmes avec des matériaux très réfléchissants, c'est-à-dire l'or et l'argent. Bien que cela ne soit pas impossible, cela les rend plus encombrants que les méthodes traditionnelles et l'impression indirecte.

Impression indirecte Les méthodes reposent souvent sur le moulage de précision, qui est la méthode la plus populaire pour imprimer des bijoux en 3D. Cela ne signifie pas produire directement des bijoux d'utilisation finale, mais plutôt produire des impressions 3D de modèles en cire très détaillés de divers bijoux, qui sont ensuite utilisés pour fabriquer des moules.

Il combine l'impression 3D avec des techniques traditionnelles de fabrication de moules, utilisant souvent de la cire ou du gypse. Cela oblige les utilisateurs à imprimer en 3D le modèle coulable en résine, en utilisant soit la stéréolithographie (SLA) soit le traitement numérique de la lumière (DLP). Ensuite, le modèle imprimé en 3D est recouvert de gypse pour créer le moule. Une fois le gypse pris, la résine est drainée et le métal liquide est versé.

À partir de là, il s'agit d'un processus de coulée de métal traditionnel, c'est-à-dire attendre que le moule durcisse, puis placer le moule dans un environnement à haute température. Une fois que le métal durcit, le moule peut être retiré. Les utilisateurs doivent ensuite retirer l'article avec précaution et appliquer des étapes de post-traitement comme le polissage ou plus.

Le plus grand avantage de cette méthode est que vous n'avez pas besoin d'une forme spéciale de métal pour créer des bijoux et presque n'importe quel métal peut être utilisé. Cela permet également une production beaucoup plus rapide que les modes de fabrication traditionnels, même si cela peut sembler compliqué. Les moules qu'il crée peuvent être de très grande valeur ou avoir des qualités que les méthodes traditionnelles ne peuvent pas reproduire et, en plus, les modèles de moulage peuvent être facilement reproduits si nécessaire.

Technologies

Il existe un tas de technologies dans l'impression indirecte et la structuration des moules qui méritent d'être mentionnées. SLA et DLP sont tous deux assez courants pour créer des modèles de moules, mais il existe des différences clés entre les deux technologies qui méritent d'être prises en compte. D'une part, puisque les imprimantes DLP doivent abriter des projecteurs, elles sont donc plus grandes que les imprimantes SLA (en général). SLA et DLP utilisent généralement des photopolymères et sont capables d'atteindre des niveaux stupéfiants de complexité et de précision des pièces, avec un grand nombre de matériaux dédiés, en particulier pour les moules de bijoux.

Sur le front SLA, le Formlabs Form 2 est très populaire parmi les bijoutiers et les fabricants. Il offre un système d'impression stéréolithographique abordable et de haute qualité et est idéal pour les modèles de moulage. La résine coulable Formlabs garantit également que ces impressions permettront de meilleurs motifs.

En termes de prix, alors que les machines DLP peuvent être moins chères pour le consommateur moyen, les machines haut de gamme dans les deux technologies peuvent atteindre des prix à 5 chiffres. Certaines machines offrent des sous-technologies au sein de ces formes spécialisées également dans la fabrication de bijoux. Un tel exemple est le dispositif Vida cDLM d'EnvisionTEC. Sa technologie Continuous Digital Light Manufacturing (cDLM) offre une haute résolution et des vitesses élevées. Des technologies comme celle-ci peuvent également réduire le besoin de structures de support, ce qui signifie moins de problèmes de finition.

Un autre ensemble d'imprimantes dédiées aux bijoux est la série S de Solidscape, avec des modèles comme le S300, le S350 et le S390. Ces machines sont un peu différentes en ce sens qu'elles coulent directement des modèles de cire. Celui-ci utilise la technologie Solidjet offrant des impressions plus rapides avec une fiabilité raisonnable. La société propose également des matériaux dédiés avec des supports solubles mains libres qui fonctionnent en tandem pour produire des pièces précises et faciles à retirer. Ils fonctionnent également avec des matériaux non toxiques, de sorte que les utilisateurs n'auront pas à porter de gants.

https://youtu.be/Iy15UN_fuOA

Des machines dédiées à l'impression directe de bijoux, bien que rares, existent. Cooksongold a eu un certain succès sur ce front, hébergeant même diverses collections avec des fabricants de bijoux. Leur M 080 Direct utilise la technologie Metal Laser Sintering (DMLS) et peut traiter des bijoux sans moules. L'imprimante peut bien travailler avec de l'or et du platine comme ils l'ont présenté dans le passé lors de diverses expositions. Il fonctionne en faisant fondre une poudre métallique fine avec un laser pour créer des géométries extrêmement complexes telles que des surfaces de forme libre, des sections creuses et des pièces articulées.

Logiciel

À l'aide d'un flux de travail numérique, les utilisateurs peuvent appliquer des outils logiciels de CAO et créer leurs propres conceptions numériquement, en les reproduisant avec une imprimante 3D. Cela leur permet de façonner les motifs qui se formeront puis seront coulés comme le moule lui-même. Après épuisement du modèle positif, le processus suit le même chemin que la coulée traditionnelle. Cette méthode est utile dans la mesure où elle élimine un grand nombre des étapes manuelles auxquelles on s'attend avec la coulée traditionnelle. Cela élimine également certaines des étapes chronophages et la conception elle-même est beaucoup plus facile à reproduire, modifier et imprimer à nouveau comme vous le souhaitez.

Outre les suspects habituels comme TinkerCAD, il existe un certain nombre de logiciels qui peuvent être utiles pour imprimer divers modèles de moules de bijoux, même si le logiciel d'origine n'était pas destiné à la fabrication et à la conception de bijoux. Les logiciels d'impression de bijoux peuvent être assez coûteux, mais ont beaucoup à offrir en termes de création plus rapide ou de conceptions complexes.

https://youtu.be/R_EzGNdLe_w

Rhino3D est un logiciel populaire souvent utilisé dans l'architecture et le design industriel, mais il a une version dédiée uniquement aux bijoux appelée RhinoGold. Il permet une conception complexe pour des bijoux très détaillés, tout en offrant un large choix de composants et d'accessoires pour des combinaisons telles que des boucles d'oreilles, des bracelets, des pendentifs, des bandes d'éternité, etc. On peut construire son modèle entièrement à partir de zéro ou choisir d'utiliser dans- construit des modèles et des outils pour créer quelque chose de plus rapide ou de plus complexe. RhinoGold comprend des modules de modélisation et des modules de gravure, ce qui en fait un logiciel efficace pour créer des modèles de bijoux en 3D. Le Rhinoceros original est également populaire parmi les bijoutiers, avec RhinoJewel.

Matrice est, de même, aussi pour les bijoux. Ceci est généralement considéré comme un outil très complexe, il n'est donc pas conseillé aux débutants. Cependant, il permet des conceptions très intéressantes et uniques et possède beaucoup des mêmes fonctionnalités que Rhino. Le constructeur étape par étape permet une exploration assez créative.

Du côté le plus simple du spectre des logiciels de conception de bijoux, on peut trouver 3Design . Son interface et ses graphismes ont été inspirés par la technologie des jeux vidéo, ce qui aide le logiciel à produire des simulations photoréalistes de l'impression éventuelle. 3Design est facile à maîtriser, mais cela ne signifie pas qu'il ne peut pas produire des accessoires et des articles de mode intéressants.

JewelCAD est un autre modeleur solide basé sur une surface de forme libre 3D qui offre de puissants outils de modélisation offrant une grande liberté pour créer des conceptions artistiques et élégantes. JewelCAD est très populaire auprès des fabricants de bijoux en Asie. Il est facile de comprendre pourquoi, car ses outils sont flexibles et intuitifs et ils peuvent être facilement appris et utilisés avec un peu d'effort.

Il existe tout un tas d'autres solutions logicielles, et beaucoup d'entre elles ne sont peut-être pas destinées aux bijoux, mais peuvent tout de même faire le travail. Il est préférable d'utiliser les outils que vous connaissez le mieux, car ils peuvent être à la fois longs à apprendre et coûteux. Si vous avez un logiciel de modélisation que vous connaissez déjà, il serait préférable de vous en tenir à celui-ci.