ジュエリーの3D印刷方法の初心者向けガイド

アディティブマニュファクチャリングテクノロジーの成長に伴い、ジュエリー生産ほど有望な産業はほとんどありません。 3D印刷により、これらのファッションアクセサリーアイテムに、さまざまな金型や直接的な材料加工を使用して、斬新で新しいフォームを作成できます。アディティブマニュファクチャリングにより、さまざまなメーカーは、さまざまなファッションアクセサリーのデザインをすばやく正確にテストし、プロトタイプを作成することができます。

ジュエリーを準備する従来の方法では、手作りまたはワックス鋳造のいずれかが必要でした。どちらも人為的ミスが発生しやすく、3Dプリントよりも時間がかかることがよくあります。これは、機械の精度だけでなく、はるかに優れた再現性と使いやすさを提供する積層造形の分野でユニークな機会を提供します。また、デジタル化が進み、パターンの再現と開発がはるかに簡単になります。

ただし、リードタイムが短縮され、最終形状をより細かく制御できる場合でも、3D印刷ツールの選択に関してはかなりの考慮事項があります。ジュエリーの印刷にはいくつかの方法があり、それらには独自の長所と短所、テクノロジー、ソフトウェアオプションがあります。この記事は、これらの各要素に光を当てることを目的としています。

印刷へのアプローチ

大まかに言えば、すべてのジュエリーの印刷方法と技術は、直接および間接の3D印刷という2つの主要なカテゴリに分類されます。前者はまさにそのように聞こえます。つまり、最終的な素材を使用してジュエリーを直接印刷する形式です。一方、間接印刷法では、石膏やワックスなどの材料を使用できる、宝石製造プロセス用の型または鋳造パターンを作成します。

直接印刷 ほとんどの場合、選択的レーザー焼結または溶融が含まれ、型やパターンを作成するよりもはるかに一般的ではありません。型や型に依存する方法では作成できない、形状や形状の可能性を広げることができるという利点があります。しかし、それはまだはるかに人気がありません。

直接印刷の人気を妨げる多くの禁止要因がありますが、最大の要因は、テクノロジーが高価であり、多くの場合、10万ドルの機械に依存している可能性があることです。より安価なマシンも利用できますが、プロのスケールのジュエリー印刷に必要なビルドボリュームがないことがよくあります。

もう1つの法外な問題は、宝石を作るための材料が高価であり、これらの粉末は高価になる可能性があることです。特に、多くの形態の溶融および焼結は多くの廃棄物を生み出すためです。同様に、レーザーベースの方法では、反射率の高い材料、つまり金や銀で問題が発生します。不可能ではありませんが、これにより、従来の方法や間接印刷よりも面倒になります。

間接印刷 多くの場合、方法はインベストメント鋳造に依存しています。これは、3Dプリントジュエリーで最も一般的な方法です。これは、最終用途のジュエリーを直接製造することを意味するのではなく、さまざまなジュエリーの非常に詳細なワックスモデルの3Dプリントを作成し、後で型を作るために使用することを意味します。

これは、3D印刷と、多くの場合ワックスや石膏を使用する従来の金型製造技術を組み合わせたものです。これには、ユーザーがステレオリソグラフィー（SLA）またはデジタルライトプロセッシング（DLP）のいずれかを使用して、キャスタブルモデルを樹脂で3Dプリントする必要があります。次に、3D印刷されたモデルを石膏で覆って、型を作成します。石膏が固まったら、樹脂を排出し、液体金属を注ぎます。

そこから、それは伝統的な金属鋳造プロセスです。つまり、金型が硬化するのを待ってから、金型を高温環境に置きます。金属が固まったら、型を外すことができます。次に、ユーザーはアイテムを慎重に取り出し、研磨などの後処理手順を適用する必要があります。

この方法の最大の利点は、ジュエリーを作成するために特別な形の金属を必要とせず、ほとんどすべての金属を使用できることです。また、複雑に見えるかもしれませんが、従来の製造モードよりもはるかに高速な製造が可能です。それが作成する型は、非常に価値が高いか、従来の方法では再現できない品質を備えている可能性があり、さらに、必要に応じて成形のパターンを簡単に再現できます。

テクノロジー

間接印刷とモールドパターニングには、言及に値する技術がたくさんあります。 SLAとDLPはどちらもモールドパターンの作成に非常に一般的ですが、検討する価値のある2つのテクノロジーには重要な違いがあります。一つには、DLPプリンターはプロジェクターを収容する必要があるため、SLAプリンターよりも大きくなります（一般的に言えば）。 SLAとDLPはどちらも一般にフォトポリマーを使用しており、特に宝石の型に専用の材料を多数使用することで、驚異的なレベルの部品の複雑さと精度を実現できます。

SLAの面では、FormlabsForm2は宝石商やメーカーの間で非常に人気があります。手頃な価格で高品質のステレオリソグラフィー印刷システムを提供し、パターンの成形に最適です。 Formlabs Castable Resinは、これらのプリントがより良いパターンを可能にすることも保証します。

価格的には、DLPマシンは平均的な消費者にとってより安価である可能性がありますが、両方のテクノロジーのハイエンドマシンは5桁の価格に及ぶ可能性があります。特定の機械は、これらのフォーム内でジュエリー製造に特化したサブテクノロジーを提供します。そのような例の1つは、EnvisionTECのVidacDLMデバイスです。そのContinuousDigitalLight Manufacturing（cDLM）テクノロジーは、高解像度と高速を提供します。このようなテクノロジーにより、サポート構造の必要性を減らすこともできます。つまり、仕上げの問題が少なくなります。

ジュエリー専用の別のプリンターセットは、S300、S350、S390などを備えたSolidscapeのSシリーズです。これらの機械は、ワックスパターンを直接鋳造するという点で少し異なります。これはSolidjetテクノロジーを使用しており、妥当な信頼性でより高速な印刷を実現します。同社はまた、ハンズフリーで溶解可能なサポートを備えた専用の材料を提供しており、これらが連携して機能し、正確で簡単に取り外し可能な部品を製造します。また、毒性のない素材で動作するため、ユーザーは手袋を扱う必要がありません。

https://youtu.be/Iy15UN_fuOA

専用の直接ジュエリー印刷機はまれですが、存在します。 Cooksongoldはこの面である程度の成功を収めており、ジュエリーメーカーとのさまざまなコレクションを主催しています。彼らのM080Directは、金属レーザー焼結（DMLS）技術を利用しており、金型なしでジュエリーを処理できます。プリンタは、過去にさまざまな展示会で展示されたように、金とプラチナでうまく機能します。微細な金属粉末をレーザーで溶かして、自由曲面、中空部分、関節部品などの非常に複雑な形状を作成することで動作します。

ソフトウェア

ユーザーはデジタルワークフローを使用して、CADソフトウェアツールを適用し、独自のデザインをデジタルで作成して、3Dプリンターで再現することができます。これにより、パターンを作成し、型自体としてキャストすることができます。ポジティブパターンのバーンアウト後、プロセスは従来の鋳造と同じ経路をたどります。この方法は、従来の鋳造で予想される多くの手動手順を削減できるという点で便利です。また、時間のかかる手順の一部が不要になり、デザイン自体の再現、変更、および必要に応じた再印刷がはるかに簡単になります。

TinkerCADのような通常の容疑者以外にも、元のソフトウェアがジュエリーの作成やデザインを目的としていなかったとしても、さまざまなジュエリーの型のパターンを印刷するのに役立つソフトウェアがいくつかあります。ジュエリー印刷ソフトウェアは非常に高価な場合がありますが、より高速な作成や複雑なデザインの点で提供できるものがたくさんあります。

https://youtu.be/R_EzGNdLe_w

Rhino3D は建築や工業デザインでよく使用される人気のあるソフトウェアですが、RhinoGoldと呼ばれる純粋にジュエリー専用のバージョンがあります。イヤリング、ブレスレット、ペンダント、エタニティバンドなどの組み合わせのコンポーネントとアドオンの幅広い選択肢を提供しながら、非常に詳細なジュエリーピースの複雑なデザインを可能にします。モデルを完全にゼロから構築することも、使用することを選択することもできます。より速くまたはより複雑なものを作成するためのテンプレートとツールを構築しました。 RhinoGoldには、モデリングモジュールと彫刻モジュールが含まれているため、3Dジュエリーモデルを作成するための効率的なソフトウェアになります。オリジナルのRhinocerosは、RhinoJewelとともに、宝石商の間でも人気があります。

マトリックス 同様に、ジュエリーにも使用されます。これは一般的に非常に複雑なツールと見なされているため、初心者にはお勧めしません。ただし、非常に興味深くユニークなデザインが可能であり、Rhinoと同じ機能がたくさんあります。ステップバイステップのビルダーは、かなりの創造的な探求を可能にします。

ジュエリーデザインソフトウェアのスペクトルの簡単な側面では、 3Designを見つけることができます 。インターフェースとグラフィックスは、ソフトウェアが最終的な印刷物の写実的なシミュレーションを作成するのに役立つビデオゲームテクノロジーに触発されました。 3Designは習得が簡単ですが、それはいくつかの興味深いアクセサリーやファッションアイテムを生産できないという意味ではありません。

JewelCAD は、芸術的でスタイリッシュなデザインを自由に作成できる強力なモデリングツールを提供する、もう1つの3D自由曲面ベースのソリッドモデラーです。 JewelCADは、アジアのジュエリーメーカーに非常に人気があります。そのツールは柔軟で直感的であり、少しの努力で簡単に習得して使用できるため、その理由は簡単にわかります。

他にもたくさんのソフトウェアソリューションがあり、その多くは宝飾品を対象としていないかもしれませんが、それでも仕事を成し遂げることができます。習得に時間がかかり、費用もかかる可能性があるため、最も使い慣れたツールを使用することをお勧めします。すでに知っているモデリングソフトウェアをお持ちの場合は、それに固執するのが最善です。