Guida alla stampa 3D di gioielli

Storicamente il settore della gioielleria si sviluppa intorno a due tecniche: la lavorazione a mano e la fusione a cera persa. Entrambe richiedono notevoli competenze tecniche e sono molto dispendiose in termini di tempo. Inoltre, eventuali errori durante il procedimento possono rivelarsi costosi.

Ma oggi il design digitale e la stampa 3D sono destinati a rivoluzionare queste pratiche plurisecolari. L'affiancamento delle tecniche digitali ai processi tradizionali apre ai gioiellieri nuove possibilità di design e produzione, nonché nuove interessanti opzioni di personalizzazione per i clienti.

La produzione di gioielleria stampata in 3D unisce i principi della fusione a cera persa con i vantaggi di un design e un processo di fabbricazione digitali.

Con il metodo tradizionale della fusione a cera persa, chi progetta i gioielli scolpisce a mano il modello originale nella cera, lo inserisce in uno stampo che verrà bruciato e, infine, versa nella cavità dello stampo metalli preziosi quali oro o argento per creare il pezzo colato. I designer lucidano e rifiniscono il pezzo colato fino ad ottenere un aspetto finale brillare.

Con il workflow digitale, i gioiellieri si servono di un software CAD per creare i design in formato digitale e di una stampante 3D per produrre i modelli che successivamente potranno essere colati nello stampo. Dopo aver effettuato la combustione del modello positivo, il processo seguito è identico a quello della fusione a cera persa tradizionale. Grazie alle tecniche digitali è possibile ridurre la manodopera, e il design è facile da conservare, modificare e ricreare a seconda delle necessità.

Fino a ora, le complessità di progettazione e il processo di produzione facevano della gioielleria personalizzata un privilegio che ben poche persone potevano permettersi. Con gli strumenti digitali, invece, le gioiellerie hanno già iniziato a offrire creazioni personalizzate quale parte integrante del loro servizio di base o come valore aggiunto. Chi si reca oggi da una gioielleria per chiedere un anello di fidanzamento, spesso ha la possibilità di far realizzare un design personalizzato unico.

Gioiellieri e clienti possono discutere assieme il design e, nel giro di un'ora, il cliente può tenere fra le mani e provare un modello fisico reale dell'anello. Nella gioielleria al dettaglio, la creazione sul posto del design digitale combinata con la velocità della stampa 3D hanno accorciato drasticamente il ciclo di feedback tra progettista e cliente.

Passare dal design alla produzione è più facile e veloce, poiché non è più necessario scolpire a mano il pezzo una tantum. I pezzi di prova possono essere adattati in base alle richieste del cliente, stampati nuovamente in 3D e successivamente fabbricati mediante fusione a cera persa, comportando quindi una considerevole riduzione di costo nella realizzazione di gioielleria personalizzata.

Con la stampa 3D, chi progetta gioielli è in grado di creare design che sarebbero altrimenti estremamente difficili da scolpire a mano con i metodi tradizionali. Le innovazioni nell'ambito delle resine per colata stanno definendo nuovi standard nella qualità offerta dalle stampanti 3D a resina desktop economiche. L'utilizzo di resine per colata con la tecnologia di stampa 3D stereolitografica (SLA) consente di ottenere parti estremamente accurate con dettagli eccezionali e superfici lisce.

Sia la True Cast Resin che la Castable Wax Resin possono essere usate per stampare modelli di gioielli in 3D. La True Cast Resin è un materiale contenente cera progettato per la colata di precisione di articoli di gioielleria complessi con spessore massimo di 5 mm. Inoltre, può essere usata per realizzare filigrane delicate, scritte in rilievo e dettagliati pavé di pietre preziose con risultati sempre eccellenti. La Castable Wax Resin offre elevata rigidità e resistenza, il che la rende adatta alla stampa di strutture estremamente sottili. L'elevata resistenza del materiale allo stato grezzo assicura un'eccellente ritenzione della forma per modelli sottili come le filigrane. Infine, include il 20% di cera, per una combustione pulita con zero cenere. 

La stampa 3D permette di creare con facilità strutture sottili e design complessi. Con la rimozione delle vecchie restrizioni, stiamo assistendo alla comparsa di tipi di design completamente nuovi, realizzati da gioiellerie con capacità digitali in Stati Uniti, Asia meridionale, Asia-Pacifico e Medio Oriente.

Gli strumenti digitali non solo stanno facilitando il processo di personalizzazione della gioielleria, ma stanno semplificando anche la produzione in serie dei design.

Gli stampi in gomma vulcanizzata vengono utilizzati per produrre numerosi modelli in cera per la fusione a cera persa, ma il master viene tradizionalmente realizzato partendo da un modello in cera scolpito a mano, destinato alla fusione. 

Le stampanti 3D sono in grado di produrre master destinati alla creazione di stampi mediante vulcanizzazione a temperatura ambiente (ingl. "room temperature vulcanization", RTV) e addirittura in gomma vulcanizzata ad alta temperatura.

"Con la qualità che la stereolitografia è in grado di offrire e con la tecnologia Formlabs per la stampa di questi gioielli, è possibile saltare direttamente dalla parte stampata in 3D allo stampo master" afferma Amos Dudley, Vertical Product Manager del reparto gioielleria. "La finitura superficiale è già così liscia che non richiede molte lavorazioni aggiuntive. È possibile usarlo come stampo in gomma per creare le parti finali in cera che andranno in produzione."

Quando una nuova tecnologia viene finalmente resa disponibile al pubblico, normalmente presenta un prezzo elevato e un'interfaccia complicata, diventando quindi prerogativa di utenti con un buon portafoglio e competenze tecnologiche. Le prime generazioni di stampanti 3D per la gioielleria richiedevano sia una manutenzione significativa sia personale esperto, oltre a migliaia di euro di investimenti che solo le grandi aziende produttrici di gioielli e le fonderie potevano sostenere. 

Con la diminuzione dei costi delle stampanti 3D e i progressi della tecnologia, i workflow digitali sono diventati un metodo di produzione accessibile. I workflow della Form 4 sono semplici e intuitivi: chiunque può imparare a usarla in 15 minuti. Inoltre, la sua affidabilità pari al 99% garantisce una produzione uniforme senza spese ingenti per la risoluzione dei problemi. 

Grazie a stampanti come la Form 4, le piccole gioiellerie indipendenti possono risparmiare tempo e ottenere una produzione accurata e uniforme senza costi fissi elevati o una curva di apprendimento lenta. 

A causa degli originari costi elevati della stampa 3D su larga scala e della percezione di ostacoli all'introduzione del design digitale nell'ambito della gioielleria, la stampa 3D di gioielli, nonostante il grande potenziale, rappresenta solo una frazione relativamente piccola del mercato.

Ciononostante, con tecnologie di stampa sempre più facili da usare e accessibili, il mercato della gioielleria stampata in 3D è destinato a crescere. Le stampanti 3D stereolitografiche desktop sono una componente importante di questa espansione.

La stampa 3D nel settore della gioielleria ha un futuro luminoso. Con la crescente diffusione della formazione tramite metodi digitali, i workflow digitali sono diventati ancora più accessibili. Anche gli avanzamenti tecnologici, incluse stampanti 3D accurate e intuitive come la Form 4, ne agevolano l'adozione. Al contempo, i progressi dei materiali per colata, come la True Cast Resin, consentono alle gioiellerie di produrre in modo efficiente parti ricche di dettagli.

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