Prototypage rapide CNC : révolution dans la conception de bijoux précieux

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Publié le 21 juin 2019 | Par Kenzi, Chef de projet WayKen

La fabrication de bijoux est l'un des plus anciens métiers au monde, mais il serait prématuré d'affirmer que tout ce qui pourrait être utile à la fabrication de joyaux a déjà été inventé. Le progrès continue et le prototypage rapide CNC de bijoux peut être amélioré grâce aux services de prototypage rapide métallique, ainsi qu'au découpage laser et jet d'eau. Découvrez comment dans cet article.

Le processus conventionnel de fabrication de bijoux

Traditionnellement, les bijoux sont fabriqués par coulée. Les métaux précieux ont de bonnes propriétés de coulée et le moule peut être réalisé avec une finition de surface très faible. Le processus de coulée est rapide et offre une bonne répétabilité. Cependant, il nécessite un modèle maître. La qualité globale du moule et de la pièce coulée dépend fortement de la qualité du modèle maître. Comment étaient-ils fabriqués à l'origine ?

Les modèles maîtres sont conventionnellement réalisés en cire. Cela signifiait généralement qu'ils étaient sculptés dans un bloc de cire par le bijoutier. Le processus était long et demandait beaucoup de compétence.

Une fois le modèle maître terminé, il est enfermé dans une substance spéciale similaire au béton. On chauffe la substance une fois solidifiée et la cire s'évapore. On verse ensuite le métal en fusion et on casse le moule en béton pour récupérer le bijou. Il faut donc refaire le modèle maître pour chaque pièce. L'industrie moderne et le consommateur ne laissent plus assez de temps pour fabriquer commercialement les bijoux de cette façon. Si chaque modèle maître est fait manuellement, on ne produit pas assez vite et les concurrents prennent l'avantage. C'est là qu'intervient le prototypage rapide CNC.

Comment accélérer votre activité de bijouterie avec les services d'usinage CNC

Services d'usinage CNC

Le prototypage CNC offre plusieurs bonnes options pour augmenter la compétitivité de votre activité de bijouterie. Chez WayKen, non seulement l'usinage CNC des métaux est utile, mais l'usinage de cire et le découpage laser et jet d'eau peuvent aussi être un atout majeur.

Modèles maîtres de bijoux par CNC

La première idée qui vient à l'esprit est d'utiliser l'usinage CNC pour fabriquer les modèles maîtres en cire. C'est effectivement une méthode efficace utilisée dans de nombreuses usines modernes. Cependant, on ne peut pas utiliser n'importe quel équipement CNC et paramètres de coupe, car la cire se déforme et fond facilement sous l'effet de la chaleur. De plus, étant très tendre, elle nécessite des vitesses de broche extrêmement élevées (jusqu'à 70 000 tr/min). Globalement, vous pourrez fabriquer des modèles maîtres en cire à un rythme phénoménal. De plus, les techniques de découpe laser et jet d'eau sont très utiles pour ce type de travail. Elles génèrent peu de chaleur et peuvent être davantage refroidies par des fluides spéciaux.

Fabrication de moules métalliques

Une autre méthode efficace pour produire des bagues ou bracelets coulés est de réaliser des moules réutilisables par usinage métallique. Ainsi, vous n'avez même plus besoin du modèle maître. Vous créez simplement un modèle 3D du bijou et en extrayez une cavité par des opérations booléennes présentes dans tous les systèmes de CAO. Puis vous ajoutez les éléments nécessaires pour assembler les deux moitiés du moule et vous pouvez produire. Le résultat est un moule durable qui servira pour des dizaines de milliers de bijoux. Attention toutefois : il est vital que les moitiés du moule s'ajustent au plus près. Sinon, vous aurez un décalage (bavure) et beaucoup de post-traitement ensuite.

Usinage CNC direct des bijoux

Les bijoux sont généralement petits et leurs ornements et détails le sont encore plus. Mais si votre machine-outil et votre outil de coupe sont assez petits, il est toujours possible de fabriquer les bijoux directement sur la machine CNC. L'usinage de l'argent et de l'or n'est pas inédit, bien qu'ils soient tendres : les dispositifs de serrage doivent avoir une dureté similaire et une plus grande surface de contact. Les vitesses de broche doivent être très élevées, sinon le métal collera à l'outil et sera plutôt poussé que coupé, causant des déformations indésirables. De plus, l'usinage CNC a des limites : il ne peut pas couper là où l'outil n'a pas d'espace pour opérer. Cependant, il peut créer des motifs complexes et offrir une excellente finition de surface, ce qui réduit drastiquement le temps de polissage.

Gravure de bijoux par usinage CNC

Même si vous jugez les nouvelles méthodes de prototypage rapide inutiles et préférez les méthodes conventionnelles (chaque bijou étant fait main), vous pourriez encore utiliser le prototypage rapide CNC pour la bijouterie. Comment ? Beaucoup de bracelets, pendentifs et bagues sont gravés de motifs complexes difficiles à réaliser manuellement. Les centres d'usinage CNC peuvent être équipés d'outils de gravure et créer des motifs parfaits avec une tolérance inférieure à 0,05 mm.

Taille de diamants par CNC

Dernier point, mais non des moindres : l'utilisation d'équipements de prototypage métallique CNC avec outils abrasifs pour créer de magnifiques diamants multifacettes à partir de pierres brutes non taillées. Comme vous le savez, les diamants bruts ne sont pas ces cristaux étincelants qu'on voit sur nos bagues. Ils sont assez ternes. Ce sont les maîtres qui les font briller en taillant facette par facette pour révéler leur beauté. C'est une tâche tendue et chronophage. Cependant, elle peut être réalisée à un rythme considérablement plus rapide par rectification CNC. La meule est programmée pour meuler facette par facette avec une précision inatteignable même par les meilleurs maîtres.

Conclusions

Après avoir analysé les principales utilisations du prototypage rapide CNC pour la bijouterie, nous pouvons tirer quelques conclusions. Premièrement, l'utilisation du prototypage rapide réduit significativement le coût de production des bijoux, malgré un coût horaire de prototypage CNC supérieur à la main-d'œuvre manuelle. L'avantage en temps est si grand que le prix global du bijou fait par usinage CNC est inférieur à la rémunération du maître pour son travail plus long. Deuxièmement, la qualité des machines-outils CNC modernes est si élevée qu'aucun maître ne peut l'égaler. Enfin, le prototypage rapide CNC peut être mis en œuvre à presque toutes les étapes du processus de fabrication de bijoux.