Druk 3D na stałe zmienił sposób projektowania i produkcji współczesnej biżuterii. Pozwala przenieść cyfrowy projekt jubilerski bezpośrednio do rzeczywistego modelu, zachowując bardzo dużą dokładność wymiarową oraz detale, które w przypadku tradycyjnego wykonywania modeli byłyby niezwykle czasochłonne.
W Pracowni Jubilerskiej ATLANTIDA wykorzystujemy jedną z najbardziej zaawansowanych metod stosowanych obecnie w produkcji jubilerskiej – druk 3D bezpośrednio z wosku odlewniczego. Powstały w ten sposób model nie jest jedynie prototypem. Jest pełnoprawnym modelem odlewniczym, który możemy wykorzystać bezpośrednio w technologii wosku traconego.
Drukujemy bezpośrednio z wosku
W naszej pracowni wykorzystujemy przemysłową drukarkę FlashForge WaxJet 510, stworzoną specjalnie z myślą o precyzyjnej produkcji modeli woskowych dla branży jubilerskiej.
Urządzenie pracuje w technologii MultiJet Printing (MJP). W uproszczeniu proces polega na nanoszeniu kolejnych, niezwykle cienkich warstw materiału woskowego, aż do uzyskania kompletnego modelu biżuterii.
W trybie XHD WaxJet 510 osiąga rozdzielczość 2900 × 2900 × 1700 DPI, a pojedyncza warstwa wydruku może mieć zaledwie 15 mikronów, czyli 0,015 mm. Producent deklaruje również dokładność wymiarową na poziomie ±0,04 mm na 20 mm.
Tak wysoka dokładność ma ogromne znaczenie szczególnie przy produkcji niewielkich elementów jubilerskich, delikatnych zdobień, cienkich powierzchni, ażurowych konstrukcji, gniazd pod kamienie czy projektów wymagających dużej powtarzalności.
15 mikronów – dlaczego grubość warstwy ma znaczenie?
Biżuteria jest jedną z tych dziedzin, w których nawet bardzo niewielkie różnice w geometrii modelu mogą mieć znaczenie.
Warstwa o grubości zaledwie 15 μm umożliwia bardzo dokładne odwzorowanie powierzchni modelu 3D oraz jego najmniejszych detali. Mniejsza wysokość warstwy oznacza również gładsze powierzchnie wydrukowanego modelu i ograniczenie widoczności charakterystycznych dla druku 3D przejść pomiędzy kolejnymi warstwami. FlashForge wskazuje właśnie wysoką jakość powierzchni oraz ograniczenie późniejszej obróbki jako jedne z głównych zalet WaxJet 510.
Dla nas oznacza to możliwość bardzo wiernego przeniesienia projektu przygotowanego w programie 3D do fizycznego modelu woskowego, a następnie do finalnego odlewu ze srebra lub złota.
Materiał modelowy i materiał podporowy
FlashForge WaxJet 510 wykorzystuje dwa materiały. Czerwony wosk tworzy właściwy model biżuterii, natomiast biały materiał woskowy służy do wykonywania podpór potrzebnych podczas drukowania bardziej skomplikowanych geometrii. Producent określa materiał modelowy FFWJ1200 jako wosk przeznaczony do precyzyjnego odlewania, natomiast FFWJ3200 jest materiałem podporowym usuwanym po zakończeniu druku.
Dzięki wykorzystaniu materiału podporowego możemy drukować modele zawierające podcięcia, otwory, skomplikowane powierzchnie oraz bardzo delikatne elementy, które bez odpowiedniego podparcia byłyby trudne lub niemożliwe do wykonania.
Po zakończeniu procesu drukowania materiał podporowy jest usuwany, pozostawiając właściwy model wykonany z czerwonego wosku.
Od projektu 3D bezpośrednio do odlewu
Jedną z największych zalet tej technologii jest możliwość znacznego skrócenia całego procesu produkcyjnego.
W tradycyjnej produkcji seryjnej często konieczne jest wykonanie modelu wzorcowego, przygotowanie formy gumowej lub silikonowej, a następnie wykonanie wtrysków woskowych. W przypadku druku z WaxJet 510 model woskowy powstaje bezpośrednio na podstawie pliku 3D.
Oznacza to, że przygotowany przez nas lub dostarczony przez klienta projekt cyfrowy może zostać wydrukowany w wosku, następnie zamontowany na drzewku odlewniczym i wykorzystany w dalszym procesie odlewania metodą wosku traconego.
FlashForge określa ten sposób produkcji jako rozwiązanie umożliwiające ograniczenie części etapów związanych z tradycyjnym wykonywaniem form i modeli wzorcowych.
Ma to szczególne znaczenie przy:
- wykonywaniu pojedynczych egzemplarzy biżuterii,
- prototypowaniu nowych kolekcji,
- krótkich seriach produkcyjnych,
- indywidualnych projektach dla klientów,
- produkcji elementów o wielu wariantach rozmiarowych,
- wykonywaniu skomplikowanych modeli trudnych do przygotowania tradycyjnymi metodami.
Druk 3D także do produkcji seryjnej
Druk 3D z wosku nie musi oznaczać produkcji wyłącznie pojedynczych egzemplarzy.
Pole robocze FlashForge WaxJet 510 wynosi 289 × 208 × 100 mm, dzięki czemu podczas jednego procesu możemy rozmieścić wiele modeli jubilerskich jednocześnie. Urządzenie zostało zaprojektowane również z myślą o produkcji seryjnej i pracy ciągłej.
W praktyce pozwala nam to wykonywać zarówno pojedynczy, indywidualny model pierścionka, jak również duże partie modeli woskowych przygotowanych do dalszej produkcji odlewniczej.
Jest to dla naszej pracowni szczególnie istotne, ponieważ obsługujemy zarówno klientów indywidualnych, jak i firmy oraz marki jubilerskie potrzebujące powtarzalnej produkcji większej liczby elementów.
Dlaczego wosk zamiast żywicy?
Na rynku jubilerskim wykorzystywane są również drukarki 3D drukujące modele z żywic światłoutwardzalnych. W naszej produkcji jednym z podstawowych rozwiązań pozostaje jednak druk bezpośrednio z wosku odlewniczego.
Najważniejszą różnicą jest materiał. Model wychodzący z WaxJet 510 jest rzeczywistym modelem woskowym przygotowanym z myślą o późniejszym procesie odlewniczym. Według danych producenta czerwony materiał modelowy jest w 100% materiałem woskowym, a deklarowana zawartość popiołu wynosi poniżej 0,01%.
W technologii traconego wosku ma to ogromne znaczenie, ponieważ prawidłowe usunięcie modelu z masy odlewniczej jest jednym z elementów decydujących o jakości późniejszego odlewu.
Dokładność potrzebna przy najbardziej wymagającej biżuterii
Technologia WaxJet znajduje zastosowanie szczególnie tam, gdzie liczy się bardzo drobny detal. Producent wskazuje między innymi projekty typu micro-pavé, filigran oraz precyzyjne konstrukcje jubilerskie jako zastosowania wykorzystujące dokładność WaxJet 510.
Dla projektanta oznacza to znacznie większą swobodę tworzenia geometrii. Możemy przygotowywać konstrukcje, które byłyby bardzo trudne do ręcznego wykonania w wosku, a następnie wielokrotnie odtwarzać je z zachowaniem tych samych parametrów.
Ma to duże znaczenie również w przypadku przygotowywania miejsc pod oprawę kamieni. Dokładne odwzorowanie gniazd, łapek oraz pozostałych elementów konstrukcyjnych już na etapie modelu woskowego znacznie ułatwia dalszą pracę jubilera.
Cyfrowa produkcja biżuterii w naszej pracowni
W naszej pracowni łączymy projektowanie 3D, druk 3D z wosku oraz profesjonalne odlewanie metali szlachetnych w jeden proces technologiczny.
Dzięki temu możemy przeprowadzić projekt od jego cyfrowej wersji aż do fizycznego odlewu ze srebra lub złota.
Technologia FlashForge WaxJet 510 daje nam przede wszystkim:
- druk z rzeczywistego wosku przeznaczonego do odlewania,
- warstwę o grubości zaledwie 15 mikronów,
- bardzo wysoką dokładność odwzorowania detali,
- możliwość wykonywania skomplikowanych konstrukcji jubilerskich,
- dużą powierzchnię roboczą umożliwiającą jednoczesny druk wielu modeli,
- wysoką powtarzalność produkcji,
- możliwość wykonywania zarówno pojedynczych prototypów, jak i większych serii,
- bezpośrednie przejście od projektu 3D do procesu odlewniczego.
Dla naszych klientów oznacza to przede wszystkim większą swobodę projektowania, krótszą drogę od pomysłu do gotowego produktu oraz możliwość wykonania nawet bardzo skomplikowanej biżuterii z zachowaniem wysokiej jakości i powtarzalności.
W Pracowni Jubilerskiej ATLANTIDA wykorzystujemy druk 3D nie tylko jako metodę prototypowania, ale jako pełnoprawny etap profesjonalnej produkcji jubilerskiej – od cyfrowego projektu, przez precyzyjny model woskowy, aż po finalny odlew w metalu szlachetnym.
