3D 打印珠寶 – 終極指南

魔猴君  知識(shí)堂   457天前

傳統(tǒng)的珠寶制作是一個(gè)細(xì)致且耗時(shí)的過程。沒有人可以否認(rèn)手工制作的戒指或吊墜的技巧和工藝，手工雕刻的個(gè)人裝飾品總會(huì)有一些獨(dú)特之處。但事實(shí)是，完全手工制作珠寶需要大量的時(shí)間、耐心和技巧。

3D打印技術(shù)使任何人都能生產(chǎn)出獨(dú)一無(wú)二的優(yōu)質(zhì)珠寶，同時(shí)也為專業(yè)珠寶商提供了一種更便宜、更簡(jiǎn)單、更快捷的珠寶生產(chǎn)新解決方案。3D打印技術(shù)的出現(xiàn)顛覆了珠寶市場(chǎng)，并激發(fā)了新的技術(shù)型珠寶公司，為客戶提供便捷的定制制造服務(wù)。

今日，魔猴網(wǎng)和大家一起來看看3D打印珠寶的優(yōu)勢(shì)、設(shè)計(jì)珠寶的最佳軟件、打印珠寶的最佳3D打印機(jī)，以及能將您的設(shè)計(jì)3D打印出來并送貨上門的頂級(jí)3D打印服務(wù)

一、為什么選擇3D打印珠寶？

大多數(shù)時(shí)候，當(dāng)我們談到3D打印珠寶時(shí)，我們指的是3D打印蠟?zāi)?，然后用來制作模具，就像傳統(tǒng)的珠寶制作一樣。雖然可以直接用貴金屬進(jìn)行3D打印，但大多數(shù)珠寶商使用3D打印機(jī)根據(jù)數(shù)字設(shè)計(jì)制作模型，幾乎只需按一下按鈕，就能取代數(shù)小時(shí)或數(shù)天的手工雕刻和所需的技術(shù)。根據(jù)3D打印機(jī)的大小，您可以一次打印近十個(gè)可澆蠟?zāi)Ｐ汀?/span>

使用3D打印機(jī)制作珠寶還有許多其他優(yōu)勢(shì)。您可以使用3D打印制作原型，以確保成品完全符合您和客戶的要求。如果您決定生產(chǎn)同一設(shè)計(jì)的多個(gè)版本，這一點(diǎn)尤其有用。

3D打印珠寶樣品供客戶在最終生產(chǎn)開始之前試戴并批準(zhǔn)。作者：Jenny Wu，《蕾絲》（來源：《蕾絲》 

二、設(shè)計(jì)您自己的珠寶

3Design的珠寶設(shè)計(jì)軟件（來源：3Design）

3D打印珠寶的第一步是數(shù)字設(shè)計(jì)。如果您心中已經(jīng)有了一個(gè)概念，就必須使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）軟件來創(chuàng)建它。有多種三維設(shè)計(jì)軟件可供選擇，以滿足您的需求。

如果你對(duì)從頭開始設(shè)計(jì)珠寶不感興趣，編輯現(xiàn)有的設(shè)計(jì)可能更容易接受。Thingiverse等三維設(shè)計(jì)庫(kù)中有大量令人驚嘆的設(shè)計(jì)供你選擇。

翻遍了所有3D模型庫(kù)，還是找不到完美的設(shè)計(jì)？如果您想用自己喜歡的古董傳家寶或朋友的作品，不妨試試三維掃描。魔猴網(wǎng)有多種3D掃描儀可供選擇。

珠寶設(shè)計(jì)軟件

CAD軟件非常適合珠寶設(shè)計(jì)等結(jié)構(gòu)藝術(shù)。它能讓你在珠寶設(shè)計(jì)所需的小范圍內(nèi)保持精確度。此外，它還有助于在需要的地方建立統(tǒng)一性，如耳環(huán)、結(jié)婚戒指和任何批量生產(chǎn)的產(chǎn)品。

大多數(shù)具有三維建模功能的CAD程序都能支持珠寶設(shè)計(jì)的總體思路?；驹砩踔潦潜壤袝r(shí)都與設(shè)計(jì)小型機(jī)械相同。如果您的設(shè)計(jì)像某些類型的項(xiàng)鏈吊墜一樣需要平放，您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)非特定的2D CAD程序也很有用。

不過，如果您正在尋找專門用于設(shè)計(jì)珠寶的CAD，尤其是專業(yè)級(jí)別的CAD，那么有一些額外的注意事項(xiàng)會(huì)讓您的工作更輕松：

珠寶專用模板：這些模板可讓您減少對(duì)技術(shù)部分的擔(dān)心，從而將更多精力放在設(shè)計(jì)的創(chuàng)意部分。使用基本的標(biāo)準(zhǔn)化珠寶組件（如耳環(huán)背）模板，可以讓你輕松地符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)又能展示設(shè)計(jì)的獨(dú)特之處。

逼真建模：由于珠寶是一種視覺媒介，因此具有三維建模功能的程序可以向你展示你的設(shè)計(jì)在現(xiàn)實(shí)世界中的樣子，并幫助你在制作原型之前發(fā)現(xiàn)任何缺陷或問題。這樣，當(dāng)你在設(shè)計(jì)過程中發(fā)現(xiàn)有問題時(shí)，就不會(huì)再心痛了。

界面簡(jiǎn)潔：簡(jiǎn)潔的工作空間，易于查找的工具和功能，將最大限度地減少您的學(xué)習(xí)曲線，最大限度地增加您的設(shè)計(jì)時(shí)間。

三、3D打印珠寶

Cloud Factory在SLM Soultions金屬3D打印機(jī)上直接3D打印純銀珠寶（來源：Cloud Factory）

說到3D打印珠寶，我們提到有兩種主要方法：一種是直接3D打印，即直接用金屬或塑料打印出最終作品；另一種是熔模鑄造，即3D打印出蠟型，然后根據(jù)蠟型鑄造作品。

直接3D打印

您可以直接用貴金屬3D打印珠寶。大多數(shù)珠寶商不采用這種方式使用3D打印機(jī)，因?yàn)閷?duì)于獨(dú)立珠寶商來說，3D打印機(jī)的價(jià)格并不便宜。

直接3D打印是利用激光將金屬粉末顆粒燒結(jié)在一起，采用粉末床熔融技術(shù)，也稱為選擇性激光熔融（SLM）或金屬激光粉末床熔融。您還可以使用另一種稱為粘合劑噴射的三維打印技術(shù)，這種技術(shù)適用于金屬或聚合物?？捎玫慕饘兕愋腿Q于所使用的三維打印機(jī)。

一臺(tái)裝滿金粉的3D打印機(jī)是一筆投資，但幸運(yùn)的是，生產(chǎn)一批珠寶時(shí)沒有用完的材料可以在下一批珠寶中重復(fù)使用。此外，您還可以用聚合物、陶瓷和非貴金屬打印首飾。

熔模鑄造

Phrozen等公司的樹脂3D打印機(jī)可以用可澆注材料3D打印精細(xì)的珠寶模具（來源：Phrozen）

熔模鑄造是最流行的3D打印珠寶方法。它將3D打印與傳統(tǒng)的模具制造技術(shù)相結(jié)合。3D打印機(jī)取代了將堅(jiān)硬的模型蠟雕刻成所需形狀的做法。珠寶商使用計(jì)算機(jī)和珠寶設(shè)計(jì)軟件或任何計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后使用蠟或其他材料（如樹脂）3D打印出珠寶模型。可以通過立體光刻（SLA）或數(shù)字光處理（DLP）來打印樹脂澆鑄模型。從這一點(diǎn)出發(fā)，又回到了傳統(tǒng)的失蠟鑄造工藝。

如果您不熟悉，失蠟鑄造法就是將蠟或樹脂模型包裹在石膏狀介質(zhì)中，然后加熱使其硬化，這樣模型就會(huì)融化，留下一個(gè)模具，然后在模具中注入熔融的貴金屬。這就是傳統(tǒng)的金屬鑄造工藝。一旦金屬凝固，模具被移除，物品就會(huì)被小心翼翼地取出，經(jīng)過機(jī)械處理和拋光。

3D打印機(jī)不僅可以制作精細(xì)的主模型，還可以在幾分鐘內(nèi)通過軟件定制珠寶的數(shù)字文件，并同時(shí)打印出另一個(gè)模型或20個(gè)不同的模型。這大大加快了設(shè)計(jì)迭代和大規(guī)模定制的速度。這種方法很好，因?yàn)槟悴恍枰厥庑问降慕饘?，大多?shù)金屬都可以使用。

樹脂3D打印可生產(chǎn)出適合復(fù)雜珠寶設(shè)計(jì)的高度精細(xì)的零件（來源：Formlabs）

3D打印設(shè)計(jì)模型的優(yōu)勢(shì)：

速度：簡(jiǎn)而言之，3D打印比手工刻蠟快得多。傳統(tǒng)方法需要花費(fèi)數(shù)小時(shí)甚至數(shù)天的時(shí)間來精心雕刻蠟?zāi)＃?D打印機(jī)只需數(shù)小時(shí)就能制作出詳細(xì)的模型。此外，更改也要容易得多，因?yàn)槟恍栊薷臄?shù)字文件并打印出另一個(gè)版本即可。

復(fù)雜性：與手工雕刻相比，3D打印機(jī)能打印出更加復(fù)雜和錯(cuò)綜復(fù)雜的幾何圖形。您可以打印CAD軟件所能設(shè)計(jì)的任何東西，因此它甚至能讓那些缺乏雕刻技能的藝術(shù)家更容易獲得出色的設(shè)計(jì)。此外，根據(jù)作品的不同，您甚至可以制作出手工雕刻幾乎不可能完成的幾何圖形。

定制：由于原始主模型存儲(chǔ)為數(shù)字CAD文件，因此您可以根據(jù)客戶的要求快速修改主模型。您既可以提供定制珠寶，也可以在未來佩戴者對(duì)最初設(shè)計(jì)不滿意時(shí)，輕松對(duì)模型進(jìn)行修改。

批量生產(chǎn)：根據(jù)3D打印機(jī)的能力，您可能一次就能打印出幾十種不同的蠟型。

復(fù)制：3D打印為您帶來的另一個(gè)便利是，您可以復(fù)制舊珠寶。使用3D掃描儀，您可以將現(xiàn)有的珠寶重新制作成數(shù)字模型，然后在CAD軟件中進(jìn)行清理并打印出來。

成本效益：珠寶級(jí)3D打印使用的打印材料很少。雖然可鑄蠟材料可能比普通打印材料更貴，但一批材料的使用量很大，有助于降低材料成本。

快速原型：在鑄造最終作品之前，將石頭放入3D打印模型中，以確保完美貼合并獲得客戶認(rèn)可?？蛻艨梢栽嚧?D打印模型，獲得比2D圖像更真實(shí)的最終作品效果。

四、蠟和鑄造材料

BlueCast X5樹脂首飾模型（來源：BlueCast）

鑄造材料不盡相同。當(dāng)然，您可以使用純蠟進(jìn)行打印，但較新的材料（如可澆鑄樹脂）在澆鑄過程中具有更強(qiáng)的強(qiáng)度和更清潔的燃燒等特性。

例如，聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）是一種丙烯酸塑料，具有極佳的燃燒性能，常用于工業(yè)鑄造。這些材料并不總是適合直接替代蠟，因?yàn)橛行┎牧峡赡軙?huì)與磷酸鹽粘結(jié)和石膏粘結(jié)的投資材料產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，請(qǐng)確保您的鑄造材料與您的投資材料相匹配。

您的3D打印機(jī)可能只與您的設(shè)備廠商制造的蠟兼容。但是，如果您的打印機(jī)兼容第三方材料，那么在購(gòu)買澆注材料時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

熔化時(shí)間：蠟或可澆注樹脂材料從模具中完全熔化或燒盡需要多長(zhǎng)時(shí)間？?jī)尚r(shí)還是五小時(shí)？

灰分水平：低灰分或無(wú)灰分蠟材料在燃盡后幾乎不會(huì)在模具內(nèi)留下殘留灰分或煙塵，而其他蠟材料則可能需要徹底清潔模具。

收縮率低：所有蠟和可澆注材料都會(huì)有一定的收縮，您需要考慮到這一點(diǎn)，因此了解收縮系數(shù)非常重要，收縮系數(shù)應(yīng)列在材料的技術(shù)數(shù)據(jù)表上。

低吸水性：大多數(shù)可澆注樹脂在沒有覆蓋的情況下都會(huì)吸濕，所以一開始要選擇具有一定防潮性能的樹脂，然后將其放在陰涼干燥的地方。

有關(guān)蠟和其他材料打印的更多信息，請(qǐng)參閱我們的文章《用于圖案和模型

五、珠寶3D打印機(jī)

使用X-vest合成包埋材料打印的裝飾品（來源：BlueCast）

選擇珠寶3D打印機(jī)時(shí)首先要考慮的是技術(shù)。大多數(shù)希望打印鑄造模型的珠寶商都會(huì)選擇樹脂型三維打印機(jī)，因?yàn)槠浯蛴》直媛矢?。專門用于鑄造的蠟樹脂使珠寶商能夠打印出精細(xì)的模型，并能干凈利落地?zé)瞥鰜怼?/span>

對(duì)于直接打印貴金屬珠寶，可選項(xiàng)較少。

挑選打印機(jī)時(shí)的注意事項(xiàng)：

分辨率：珠寶很小，因此打印機(jī)能打印的細(xì)節(jié)越精細(xì)越好。您應(yīng)該選擇一臺(tái)能制作出最精細(xì)細(xì)節(jié)的機(jī)器，最好能小到10微米。作為參考，人類頭發(fā)的平均寬度為75微米。

打印速度：很難想象手工雕刻蠟像會(huì)比3D打印蠟像更快，所以說到速度，我們就不得不提到3D打印機(jī)。理想情況下，您可以選擇一臺(tái)可以調(diào)節(jié)速度的機(jī)器，以獲得速度超快但細(xì)節(jié)較少的原型以及極其精細(xì)的細(xì)節(jié)，后者通常需要更長(zhǎng)的時(shí)間。

材料兼容性：選擇不局限于某一制造商材料的打印機(jī)?？赡苤挥械谌缴a(chǎn)的蠟樹脂最適合你的用途。專有材料通常比第三方材料更貴，但有些打印機(jī)可以完美地使用自己的樹脂進(jìn)行打印，從而減少了試驗(yàn)和出錯(cuò)的機(jī)會(huì)。

成本：購(gòu)買打印機(jī)時(shí)，您不僅要考慮打印機(jī)的價(jià)格，還要考慮維護(hù)和材料的成本。雖然珠寶3D打印機(jī)可以在幾個(gè)月內(nèi)收回投資，但還是要注意預(yù)算。

曝光：如果您的設(shè)計(jì)具有精細(xì)的特征和光滑的表面，那么您就需要注意LCD技術(shù)。有些LCD機(jī)器生產(chǎn)的模型表面像素化，除非您花時(shí)間做一些后期處理，否則這可能會(huì)影響最終作品的鑄造。

體積：如果你只打算一次制作一到六個(gè)模型，那么小批量的機(jī)器就可以勝任，但如果你認(rèn)為你將大規(guī)模定制數(shù)百個(gè)戒指或吊墜，那么就需要選擇大批量的機(jī)器。

配件：您的模型還不能從打印機(jī)上直接打印出來。您還需要一些其他設(shè)備，如清洗機(jī)和固化機(jī)（雖然沒有這些設(shè)備也可以）。所以要找一家能提供全套設(shè)備的公司。

無(wú)論打印機(jī)的紙面性能有多好，要評(píng)估打印機(jī)是否適合您的工作臺(tái)，您可以向制造商索取打印樣本。大多數(shù)生產(chǎn)商都很樂意展示其打印機(jī)的實(shí)際性能。

編譯整理：ALL3DP