珠宝中的 3D 打印

珠宝制作一直是一个传统的过程，得到不同技术进步的支持。迄今为止，没有任何技术进步像3D 打印或增材制造 那样对珠宝行业产生如此大的影响 .

随着当代珠宝的到来 、实验和创新成为中心舞台，珠宝制造中使用的材料范围大大增加；不仅贵金属和宝石都有效。 塑料或织物等材料 开始使用，融入
金属部件或作为主要材料使用。

珠宝建模：CAD-CAM 程序

珠宝领域的 3D 打印可以克服传统设计和制造过程中固有的许多局限性。

要使用 3D 打印制造一件珠宝，必须预先使用 CAD-CAM 程序 对其进行建模 .可以使用任何 3D 设计程序，尽管目前有针对珠宝的特定程序，例如 RhinoJewel、RhinoGold 或 MatrixGold。这些程序有一些选项可以大大加快珠宝设计过程：预先设计的宝石和封闭系统、具有可调参数的镶嵌和导轨等。

神经系统是使用 3D 打印技术设计和制造珠宝的一个例子 .该公司成立于 2007 年，是一家生成式珠宝设计工作室 在科学、艺术和技术的交叉点工作。在其网站上，用户可以根据不同参数的修改设计自己的首饰，并购买以 3D 打印在尼龙或金属上的首饰。

图片 1. 神经系统设计平台界面。来源：神经系统。

珠宝中使用的 3D 打印技术

在对珠宝进行 3D 建模之后，必须对其进行 3D 打印。珠宝领域使用最多的3D打印技术有以下几种：

SLA - 立体光刻

3D 树脂打印的零件具有高表面质量 .该技术允许您打印无法使用任何手动方法完成的设计，例如用于微熔合的蜡铸。

FormLabs 等桌面 3D 打印机的问世是珠宝行业的一场真正的革命，因为它易于使用且可提供非凡的饰面。

FormLabs 已开发出多种适合 3D 珠宝打印的材料。这一点，再加上实惠的价格，意味着许多学校、车间和珠宝厂都可以负担得起使用这些机器。

目前有多种树脂可用于 SLA 技术的 3D 打印。 FormLabs 树脂目录应包括：

• 可浇铸树脂。 以完美的失蜡铸造或铸造品质开发。
• 可铸蜡。 由于对 Castable Resin 的需求量很大，FormLabs 为最苛刻的用户开发了这种材料。这种树脂含有 20% 的蜡，可确保无残留铸造，非常适合实现最佳效果，能够打造高度精细的珠宝元素。
• 黑色标准树脂。 专为非常小的零件或具有复杂细节的零件而开发。这种树脂对于制作珠宝的最终作品或原型非常有用。

Castable Resin 和 Castable Wax 都是适合微熔或失蜡铸造的材料 .这是已知最古老的铸造工艺，它使金属复制品能够通过传统上用蜡建模的原型制成的模具获得。通常使用金属模型作为矩阵。从这个矩阵中，制造了一个橡胶模具，其中填充了蜡以获得矩阵件的精确复制品。

正是在这一点上，使用 FormLabs 浇注树脂 脱颖而出，因为它们允许 3D 模型以 3D 形式快速且极其精确地打印。因此，无需创建模具、模具和模具填充过程来获得初始零件的复制品。这导致显着降低成本和生产时间 .

这些用蜡或可浇铸树脂制成的复制品被放置在一个管状容器内，容器内装满了石膏。接下来，将其放入烘箱中，将蜡或可浇注树脂熔化；导致模具充满金属以获得最终的金属零件。

SLS Y DMLS - 选择性激光烧结

选择性激光烧结技术可分为两类：塑料3D SLS打印和金属DMLS 3D打印。

SLS 打印机主要使用聚酰胺粉末，这种材料因其良好的机械性能和耐用性而在工业层面广泛使用。除了聚酰胺，他们还可以用TPE、TPU等弹性材料打印。

波兰公司 Sinterit 开发了第一台桌面 SLS 3D 打印机。 Sinterit 目前提供两种 3D 打印机型号：Lisa 和 Lisa Pro，两者都具有相同的工业 3D 打印质量。 Lisa 专注于那些刚开始使用 3D SLS 打印的用户，而 Lisa Pro 是理想的 3D 打印机，适用于需要更高打印量或更多材料种类的要求更高的用户。除打印机外，Sinterit 还提供多种旨在简化预处理和后处理阶段的配件，或 Sinterit Studio，一款完整而简单的软件。

琳恩·麦克拉克伦 是一位英国珠宝设计师，她使用这种技术来制造她的设计。这位设计师用聚酰胺制造她的珠宝 然后将它们手工染色，获得非常醒目的成品，无论是形状还是颜色。

图 2. Lynne Maclachlan 的螺旋耳环。资料来源：林恩·麦克拉克伦。

在贵金属上进行金属 SLS 或 DMLS 3D 打印是珠宝行业最重要的创新之一。这是由于所涉及的制造过程得到了相当大的简化：3D DMLS 打印可以直接制造金属设计。因此，降低了成本和制造时间。今天已经有能够在贵金属上打印的 3D DMLS 打印机。

FDM - 熔融沉积建模

或许这是珠宝领域应用最少的3D打印技术。这是因为使用这种技术，您无法令人满意地执行非常复杂、错综复杂或缩小尺寸的设计。

然而，根据要制造的零件，3D FDM 打印技术在珠宝领域可能非常有用。
目前有各种各样的 3D FDM 打印线材，您可以在其中找到不同的材料、颜色并完成。

作为在珠宝制作中使用该技术的示例，我们想重点介绍 Comme des Machines 的工作;通过 3D 打印研究可持续和个性化制造。 Comme des Machines 与珠宝设计师 Helena Rohner 合作 最近，还与 Mango 合作设计了一系列 3D 打印珠宝。

图 3. Comme des Machines 和 Helena Rohner 之间的 3D 打印件和待定合作。来源：Helena Rohner。

除了 PLA 等材料提供的选项外，得益于 Polymaker 的 Polycast 等长丝，您可以轻松打印用于微熔或失蜡铸造的零件。 PolyCast 打印部件可以使用 Polysher 机器进行后处理；实现光滑闪亮的饰面，保证最终金属件的质量。

图 4. 使用 PolyCast 打印零件的制造过程。来源：PolyMaker。

毫无疑问，3D 打印为珠宝行业提供了不同的选择和解决方案。因此，CAD-CAM设计和制造在珠宝行业使用3D打印：

• 它们可以实现无法通过其他流程执行的设计。
• 他们以极高的精度和准确度确保设计的可复制性。
• 他们简化了设计修改流程，使变体开发变得快速有效（戒指尺寸、个性化产品等）变得可行。
• 借助逼真的渲染，无需生产零件即可向客户展示设计和变体。此选项对于创建产品组合或目录也非常有用。
• 在很多情况下，他们简化了制造过程；可以避免焊接和制造过程中的其他步骤。

出于所有这些原因，3D 建模和打印在珠宝行业中占据了一席之地，越来越多的公司在其珠宝设计和制造过程中实施这些技术。