장신구의 3D 프린팅

주얼리 제작은 항상 다양한 기술 발전에 힘입어 전통적인 과정이었습니다. 현재까지 3D 프린팅 또는 적층 가공만큼 보석 산업에 큰 영향을 미친 기술 발전은 없었습니다. .

컨템포러리 주얼리의 등장으로 , 실험과 혁신이 중심이 되고 보석 제조에 사용되는 재료의 범위가 상당히 증가합니다. 귀금속과 귀금속만이 유효하지 않습니다. 플라스틱 또는 직물과 같은 소재 사용되기 시작하여
금속 부품에 통합되거나 주요 재료로 사용됩니다.

보석 모델링:CAD-CAM 프로그램

주얼리 세계에서 3D 프린팅을 사용하면 전통적인 디자인 및 제조 공정에 내재된 많은 한계를 극복할 수 있습니다.

3D 프린팅을 사용하여 장신구를 제조하려면 이전에 CAD-CAM 프로그램으로 모델링해야 합니다. . 현재 RhinoJewel, RhinoGold 또는 MatrixGold와 같은 보석용 특정 프로그램이 있지만 모든 3D 디자인 프로그램을 사용할 수 있습니다. 이러한 프로그램에는 미리 디자인된 보석 및 클로저 시스템, 조정 가능한 매개변수가 있는 설정 및 레일 등 주얼리 디자인 프로세스를 크게 가속화하는 특정 옵션이 있습니다.

3D 프린팅 기술을 사용한 보석 디자인 및 제조의 예는 신경계입니다. . 2007년에 설립된 이 회사는 제너레이티브 주얼리 디자인 스튜디오입니다. 과학, 예술 및 기술의 교차점에서 작동합니다. 웹사이트에서 사용자는 다양한 매개 변수의 수정을 기반으로 자신의 보석을 디자인하고 나일론이나 금속에 3D로 인쇄된 보석을 구입할 수 있습니다.

이미지 1. 신경계 설계 플랫폼 인터페이스. 출처:신경계.

주얼리에 사용되는 3D 프린팅 기술

보석의 3D 모델링 후 3D 프린팅을 해야 합니다. 보석 분야에서 가장 많이 사용되는 3D 프린팅 기술은 다음과 같습니다.

SLA - 스테레오리소그래피

3D 수지 프린팅으로 만들어진 부품은 높은 표면 품질을 가집니다. . 이 기술을 사용하면 미세융합을 위한 왁스 주조와 같이 수동 방법으로는 수행할 수 없는 디자인을 인쇄할 수 있습니다.

FormLabs와 같은 데스크톱 3D 프린터의 출시는 사용 편의성과 탁월한 마감 처리 덕분에 주얼리 분야에서 진정한 혁명이었습니다.

FormLabs는 3D 보석 인쇄에 적합한 다양한 재료를 개발했습니다. 이는 저렴한 가격과 함께 많은 학교, 작업장 및 보석 공장에서 이러한 기계를 사용할 수 있음을 의미합니다.

현재 SLA 기술을 사용한 3D 프린팅을 위한 많은 유형의 레진이 있습니다. FormLabs 레진 카탈로그에는 다음이 포함되어야 합니다.

• 캐스터블 레진. 분실된 왁스 주조 또는 주조를 위한 완벽한 품질로 개발되었습니다.
• 캐스터블 왁스. Castable Resin에 대한 수요가 높기 때문에 FormLabs는 가장 까다로운 사용자를 위해 이 소재를 개발했습니다. 이 레진에는 20%의 왁스가 포함되어 있어 잔여물이 남지 않는 주조를 보장하고 최적의 결과를 얻기에 완벽하며 매우 섬세한 주얼리 요소를 만들 수 있습니다.
• 블랙 스탠다드 레진 매우 작은 부품이나 복잡한 세부 사항을 위해 개발되었습니다. 이 레진은 주얼리의 최종 조각이나 프로토타입을 만드는 데 매우 유용합니다.

Castable Resin과 Castable Wax 모두 마이크로퓨전 또는 로스트 왁스 캐스팅에 적합한 재료입니다. . 이것은 알려진 가장 오래된 주물 공정으로, 전통적으로 왁스로 모델링한 프로토타입으로 만든 주형을 통해 금속 복제품을 얻을 수 있습니다. 일반적으로 매트릭스 역할을 하는 금속 모델이 사용됩니다. 이 매트릭스에서 매트릭스 조각의 정확한 복제본을 얻기 위해 왁스로 채워진 고무 몰드가 제조됩니다.

이 시점에서 FormLabs 주조 가능 레진을 사용합니다. 3D 모델을 빠르고 정확하게 3D로 인쇄할 수 있기 때문에 눈에 띕니다. 따라서 초기 부품의 복제본을 얻기 위해 금형, 금형 및 금형 충전 프로세스를 생성할 필요가 없습니다. 그 결과 비용 및 생산 시간이 크게 감소합니다. .

왁스 또는 주조 가능한 레진으로 된 이 복제품은 석고로 채워진 관형 용기 안에 배치됩니다. 다음으로 오븐에 넣고 왁스 또는 캐스터블 레진을 녹입니다. 그 결과 최종 금속 부품을 얻기 위해 금속으로 채워진 금형이 만들어집니다.

SLS Y DMLS - 선택적 레이저 소결

선택적 레이저 소결 기술에는 플라스틱 3D SLS 인쇄와 금속 DMLS 3D 인쇄의 두 가지 유형이 있습니다.

SLS 프린터는 우수한 기계적 특성과 내구성으로 인해 산업 수준에서 널리 사용되는 재료인 폴리아미드 분말을 주로 사용합니다. 폴리아미드 외에도 TPE 및 TPU와 같은 탄성 소재로 인쇄할 수도 있습니다.

폴란드 회사 Sinterit 최초의 데스크톱 SLS 3D 프린터를 개발했습니다. Sinterit은 현재 두 가지 3D 프린터 모델인 Lisa와 Lisa Pro를 제공하며 둘 다 동일한 산업용 3d 인쇄 품질을 제공합니다. Lisa는 3D SLS 인쇄를 시작하는 사용자에게 초점을 맞추고 있는 반면 Lisa Pro는 더 많은 양의 인쇄 또는 더 다양한 재료를 필요로 하는 까다로운 사용자에게 이상적인 3D 프린터입니다. 프린터 외에도 Sinterit은 전처리 및 후처리 단계를 단순화하기 위한 다양한 액세서리 또는 완전하고 간단한 소프트웨어인 Sinterit Studio를 제공합니다.

린 맥클라클란 이 기술을 사용하여 자신의 디자인을 제작하는 영국 보석 디자이너입니다. 이 디자이너는 폴리아미드로 주얼리를 제조합니다. 그런 다음 수동으로 색상을 염색하여 모양과 색상 모두에서 매우 인상적인 최종 조각을 얻습니다.

이미지 2. Lynne Maclachlan의 Helix 귀걸이. 출처:린 맥클라클란.

귀금속에 대한 금속 SLS 또는 DMLS 3D 프린팅은 주얼리 분야에서 가장 중요한 혁신 중 하나입니다. 이는 관련 제조 공정이 상당히 단순화되었기 때문입니다. 3D DMLS 프린팅을 사용하면 금속 디자인을 직접 제작할 수 있습니다. 따라서 비용과 제조 시간이 단축됩니다. 현재 귀금속에 인쇄할 수 있는 3D DMLS 프린터가 이미 있습니다.

FDM - 융합 증착 모델링

아마도 이것은 보석 분야에서 가장 널리 사용되지 않는 3D 프린팅 기술일 것입니다. 이는 이 기술로는 매우 복잡하거나 크기가 축소된 디자인을 만족스럽게 수행할 수 없기 때문입니다.

그러나 제작하는 부품에 따라 3D FDM 프린팅 기술은 주얼리 분야에서 매우 유용할 수 있습니다.
현재 3D FDM 프린팅을 위한 필라멘트는 매우 다양한 종류가 있으며 그 중에서 다양한 소재, 색상을 찾을 수 있습니다. 끝납니다.

보석 제작에 이 기술을 사용하는 예로서 Comme des Machines의 작업을 강조하고 싶습니다.; 3D 프린팅을 통한 지속 가능하고 개인화된 제조에 대한 연구. Comme des Machines, 주얼리 디자이너 Helena Rohner와 협업 그리고 최근에는 Mango와 협력하여 3D 프린팅 주얼리 컬렉션을 디자인하기도 했습니다.

이미지 3. Comme des Machines와 Helena Rohner의 3D 프린팅 작품 및 진행 중인 협업. 출처:Helena Rohner.

PLA와 같은 재료에서 제공하는 옵션 외에도 Polymaker의 Polycast와 같은 필라멘트 덕분에 미세융합 또는 로스트 왁스 주조용 부품을 쉽게 프린트할 수 있습니다. PolyCast 인쇄 부품은 Polysher 기계로 후처리할 수 있습니다. 매끄럽고 빛나는 마무리가 달성되어 결과 금속 조각의 품질을 보장합니다.

Image 4. PolyCast로 부품을 출력한 제조 공정. 출처:PolyMaker.

의심의 여지 없이 3D 프린팅은 주얼리 부문에 맞는 다양한 옵션과 솔루션을 제공합니다. 따라서 보석 부문에서 3D 프린팅을 사용한 CAD-CAM 설계 및 제조:

• 다른 프로세스로는 불가능한 디자인의 구현을 가능하게 합니다.
• 매우 정밀하고 정확하게 디자인의 복제 가능성을 보장합니다.
• 설계 수정 프로세스를 단순화하여 변형 개발을 신속하고 효과적으로 수행할 수 있도록 합니다(링 크기, 맞춤형 제품 등).
• 실사적 렌더링 덕분에 부품을 생산하지 않고도 디자인과 변형을 고객에게 보여줄 수 있습니다. 이 옵션은 제품 포트폴리오나 카탈로그를 만드는 데에도 매우 유용합니다.
• 대부분의 경우 제조 공정을 단순화합니다. 용접 및 기타 제조 공정 단계를 피할 수 있습니다.

이러한 모든 이유 때문에 3D 모델링 및 프린팅이 보석 분야에서 틈새 시장을 개척했으며 점점 더 많은 회사가 보석 디자인 및 제조 공정에 이러한 기술을 구현하고 있습니다.