革新珠宝设计：3D 打印的力量

珠宝制作一直是传统工艺，借助不同技术进步发展。迄今，无技术进步对珠宝行业影响大如3D 打印或增材制造。

当代珠宝兴起，实验与创新占据核心，珠宝制造材料范围大幅扩大；不再仅限贵金属和宝石。塑料或织物等材料开始应用，融入金属部件或作为主材料。

珠宝建模：CAD-CAM 软件

3D 打印在珠宝界使传统设计制造固有局限得以克服。

用 3D 打印制造珠宝，须先用CAD-CAM 软件建模。任何 3D 设计软件均可，但现有珠宝专用软件如 RhinoJewel、RhinoGold 或 MatrixGold。这些软件有特定选项大幅加速珠宝设计：预设宝石和搭扣系统、可调参数的镶嵌和导轨等。

3D 打印技术珠宝设计制造案例：Nervous System。这家 2007 年成立的公司，是生成式珠宝设计工作室，处于科学、艺术和技术交汇点。其网站用户可基于参数修改设计自制珠宝，并购买尼龙或金属 3D 打印成品。

图 1. Nervous System 设计平台界面。来源：Nervous System。

珠宝领域使用的 3D 打印技术

3D 建模后须 3D 打印。珠宝领域最常用技术：

SLA - 立体光刻

3D 树脂打印成件具有高表面质量。此技术可打印手工蜡型微铸无法实现的设计。

FormLabs 等桌面级 3D 打印机到来是珠宝业真正革命，因其易用性和非凡光洁度。

FormLabs 开发多款面向珠宝 3D 打印的材料。结合亲民价格，使许多学校、工作室和珠宝厂能负担这些设备。

目前 SLA 技术有多种树脂。FormLabs 树脂目录应含：

• 可铸造树脂。为失蜡铸造开发的完美特性材料。
• 可铸造蜡。因可铸造树脂高需求，FormLabs 为最高要求用户开发此材料。含 20% 蜡，确保无残留铸造，完美实现最佳结果，可创建高细节珠宝元件。
• 黑色标准树脂。为极小件或极精细细节开发。制作珠宝最终件或原型非常有用。

可铸造树脂和可铸造蜡均面向微铸或失蜡铸造。这是最古老铸造工艺，通过传统蜡雕原型制作模具获得金属复制品。通常用金属模型作母模。由母模制作橡胶模，注蜡获母模精确复制品。

此处FormLabs 可铸造树脂优势凸显：可快速极精准 3D 打印 3D 模型。从而省去制作母模、橡胶模及注蜡获复制品工序。这带来成本和生产时间的大幅降低。

这些蜡或可铸造树脂复制品置入管状容器，注入石膏。置入炉中，蜡或可铸造树脂熔出；形成模具再注金属获最终金属件。

SLS 和 DMLS - 选择性激光烧结

可区分两类选择性激光烧结技术：塑料 SLS 3D 打印和金属 DMLS 3D 打印。

SLS 打印机主要用聚酰胺粉末，因良好机械性能和耐用性广泛用于工业。除聚酰胺外也可打印 TPE、TPU 等弹性材料。

波兰公司 Sinterit 开发首款桌面级 SLS 3D 打印机。现提供 Lisa 和 Lisa Pro 两款，均具同等工业级打印质量。Lisa 面向 SLS 打印入门用户，Lisa Pro 适合需更大打印量或更多材料的高阶用户。除打印机外，Sinterit 提供简化预处理后处理的多种配件，及完整简易的 Sinterit Studio 软件。

Lynne Maclachlan 是使用此技术制造设计的英国珠宝设计师。她用聚酰胺打印珠宝再手工染色，获形色俱佳的惊艳成品。

图 2. Lynne Maclachlan 螺旋耳环。来源：Lynne Maclachlan。

贵金属金属 SLS 或 DMLS 3D 打印是珠宝业最重要创新之一。因其显著简化制造流程：DMLS 3D 打印实现金属设计直接制造。从而降低成本和制造时间。如今已有能打印贵金属的 DMLS 3D 打印机。

FDM - 熔融沉积建模

这或许是珠宝领域最少用的 3D 打印技术。因无法满意地实现极复杂、精细或微小设计。

但视零件而定，FDM 3D 打印技术在珠宝领域也很有用。
目前 FDM 丝材种类丰富，可找不同材料、颜色和光洁度。

珠宝制造中此技术应用案例，重点介绍 Comme des Machines；通过 3D 打印进行可持续个性化制造的研究工作室。Comme des Machines 与珠宝设计师 Helena Rohner 合作，近期也与 Mango 合作设计 3D 打印珠宝系列。

图 3. Comme des Machines 与 Helena Rohner 合作的 3D 打印件及待定项目。来源：Helena Rohner。

除 PLA 等材料选项外，得益于 Polymaker Polycast 等丝材，可轻松打印用于微铸或失蜡铸造的零件。PolyCast 打印件可用 Polysher 机后处理，获光滑亮面，保证成品金属件质量。

图 4. PolyCast 打印件制造流程。来源：PolyMaker。

毫无疑问，3D 打印为珠宝业提供不同选项和解决方案。因此，珠宝业的 CAD-CAM 设计制造结合 3D 打印：

• 允许实现其他工艺无法实现的设计。
• 以极高精度和准确度确保设计可复制性。
• 简化设计修改流程，使变体开发快速有效（戒指尺寸、个性化产品等）。
• 得益于照片级渲染，无需生产零件即可向客户展示设计和变体。也利于创建产品组合或目录。
• 多情况下简化制造流程；可避免焊接等制造步骤。

基于所有这些原因，3D 建模和打印在珠宝业占据一席之地，越来越多公司在珠宝设计制造流程中实施这些技术。