کاربرد پرینتر سه بعدی رزینی در صنعت طلا و جواهر سازی
تولید جواهرات یکی از صنعت هایی است که از چاپ سه بعدی استقبال کرده است. اهمیت پرینتر سه بعدی در جواهر سازی به قدریست که اکنون از چاپ سه بعدی برای ایجاد الگوهای ریخته گری و چاپ مستقیم جواهرات استفاده می شود.
در این مقاله چگونگی کاربرد چاپ سه بعدی برای تولید جواهرات ارائه شده است.
چرا باید از چاپ سه بعدی استفاده کرد؟
استفاده از چاپ سه بعدی برای تولید جواهرات چندین مزیت دارد. این شامل:
می توان طرح های بسیار پیچیده ای ایجاد کرد. از لحاظ تاریخی، الگوهای ریخته گری جواهرات از موم، با استفاده از دستگاه های CNC تراشیده می شد. چاپ سه بعدی با محدودیت های ماشینکاری CNC محدود نمی شود و قادر به تولید قطعاتی است که ساخت آنها در گذشته غیرممکن بود. طراحی ها نیز می توانند به راحتی سفارشی شوند.
با چاپ سه بعدی، می توان چندین الگو را همزمان و در یک بازه زمانی بسیار کوتاه خلق کرد. این در مقایسه با روش های سنتی ساخت الگو (CNC موم، قالب های آلومینیوم برای ریخته گری و …) باعث کاهش قابل توجه زمان و همچنین هزینه می شود.
همچنین چاپ سه بعدی اجازه می دهد تا چندین طرح در یک چاپ واحد تولید شوند. این بدان معناست که قیمت بسیار رقابتی برای حجم کم تولید (مسئله مهمی برای جواهرات جایی که مشتریان معمولاً یک قطعه یکبار مصرف می خواهند) است.
تکنیک های چاپ سه بعدی:
از چاپ سه بعدی معمولاً برای ایجاد جواهرات از طریق 2 روش استفاده می شود. ریخته گری و چاپ مستقیم.
ریخته گری:
یکی از محبوب ترین روش های تولید جواهرات از طریق چاپ سه بعدی، فرآیند ریخته گری است. ریخته گری قطعات را از طریق یک فرآیند 8 مرحله ای تولید می کند:
۱. شکل گیری الگو به طور سنتی: این کار با ریختن یک موم مخصوص ریخته گری در قالب فلزی انجام می شد. چاپ سه بعدی اکنون امکان چاپ مستقیم الگو از موم یا رزین قابل ریختن را فراهم می کند.
۲. الگوی قالب چاپ شده سپس روی “درخت ریخته گری” مونتاژ می شود. این کار اجازه می دهد تا چندین قسمت به طور هم زمان ریخته شود.
۳. پس از اتمام الگو، کل مجموعه چندین بار در دوغاب غوطه ور می شود. سپس اجازه می دهند پوشش دوغاب خشک و جامد شود و یک لایه بیرونی سرامیکی بر روی الگو ایجاد شود.
۴. سپس در داخل کوره قرار می گیرد و ساختار اصلی موم / رزین ذوب می شود. نتیجتا یک قالب توخالی (حفره) ایجاد می شود.
۵. هنگامی که تمام مواد الگوی اصلی از حفره سرامیک خارج شد، مواد نهایی ریخته گری در قالب ریخته می شود تا خنک و جامد شود. قطعات اغلب در ظرف برنجی ریخته می شوند و سپس در فلزات گرانبها آبکاری می شوند.
۶. قالب بیرونی سرامیک باید برداشته شود. این کار معمولاً با لرزاندن قالب برای از بین بردن پوسته خارجی انجام می شود.
۷. بعد از اینکه پوسته سرامیک کاملاً برداشته شد، موارد جداگانه ریخته گری درخت قالب را قطع می کنند.
۸. اتمام قطعات ریخته گری سپس از روش های سنتی اتمام جواهرات استفاده می کنند.
برای تولید موفق قالب های جواهرات ویژه ریخته گری مواردی برای فناوری چاپ سه بعدی وجود دارد:
این فناوری باید توانایی تولید قطعات با جزئیات بسیار بالا و ویژگی های پیچیده و جزئی را داشته باشد.
مواد مورد استفاده برای چاپ الگو باید در مرحله ذوب کاملا از بین برود. بقایای باقی مانده از الگوی اصلی اثر مخربی بر کیفیت قسمت نهایی دارد. به همین دلیل، روش های دقیق ذوب برای اکثر رزین های ریختگری چاپ شده سه بعدی وجود دارد.
قبل از اتصال به درخت، تمام قسمت ها به صورت سه بعدی چاپ شده اند.
بر اساس این الزامات، دو فناوری مناسب و مواد مرتبط با آنها برای تولید الگوهای چاپ سه بعدی برای ریخته گری در زیر خلاصه می شود:
SLA / DLP ،SLA و DLP هر دو تکنیک های فتوپلیمریزاسیون هستند که یکبار از رزین حساس به اشعه ماورا بنفش برای تولید یک قطعه جامد کپی می کنند. SLA و DLP قادر به تولید قطعات با جزئیات از رزین های ریخته گری هستند که پس از ذوب، خاکستر باقیمانده آنها بسیار کم است. SLA و DLP برای چاپ دقیق قطعات به ساپورت نیاز دارند. مواد ساپورت معمولاً روی سطح چاپی که در تماس است تأثیر مخربی دارد و پس از اتمام چاپ باید برداشته شود. برخی از متداول ترین مواد ریخته گری SLA / DLP در جدول زیر ارائه شده است:
چاپگرهای SLA و DLP اجازه چاپ تعداد زیادی از قطعات را در یک ساخت واحد می دهند.
DOD Drop-on-demand چاپ یک تکنیک پرتاب مواد است که از دو جت چاپی استفاده می کند. یکی برای رسوب یک ماده مومی مانند بر روی سطح ساخت و دیگری برای رسوب ساپورت محلول. موم هر بار با یک لایه رسوب کرده و یک قسمت جامد ساخته می شود. چاپگرهای DOD با جزئیات بسیار بالا چاپ می کنند و مزایای زیادی نسبت به چاپگرهای SLA / DLP دارند:
الگوها با ماده ای مومی مانند چاپ می شوند به این معنی که الگو به جای اینکه سوخته شود، ذوب می شود و خاکستر رزین ایجاد می شود.
چاپ مستقیم
یک روش نه چندان محبوب در تولید جواهرات از طریق چاپ سه بعدی، چاپ مستقیم قطعات از پودر فلز است. قطعات می توانند از طریق آلیاژهای طلا، نقره یا پلاتین چاپ شوند و سپس به یک مقدار قابل توجهی پس از پردازش برای پایان نیاز دارند. چاپ مستقیم جواهرات به طور کلی گرانتر از ریخته گری، حتی برای قطعات یکبار مصرف است و به مقدار بسیار بالای پودر نیاز دارد.
DMLS / SLM پخت مستقیم لیزر فلزی (DMLS) یا ذوب لیزری انتخابی (SLM) تکنیک های همجوشی بستر پودری هستند که برای تولید قطعات فلزی استفاده می شوند. برای تولید دقیق قطعات، DMLS / SLM به مقدار قابل توجهی ساپورت نیاز دارد تا هنگام چاپ روی قطعه موجود باشد. درجه حرارت بالا منجر به تنش زیاد می شود. به این معنی که قطعات اغلب مستعد تاب خوردگی یا تغییر شکل هستند. این امر منجر به آن می شود که پس از پردازش قابل توجهی برای برداشتن تکیه گاه و به پایان رساندن سطح محل اتصال آن مورد نیاز باشد.
باقی مانده ها را بسوزانید
ذوب صحیح یک مرحله مهم برای اطمینان از کیفیت خوب بازیگران در هر روش ریخته گری است. ذوب سریع می تواند باعث انبساط رزین شود و به سطح ریخته گری آسیب برساند.ذوبی که به دمای بالا نرسد، می تواند در داخل رزین خاکستر ایجاد کند و بر جریان فلز و سطح قطعه فلزی شما تأثیر بگذارد.
برای تمام فرآیندهای مورد بحث در این مقاله، ساپورت بخش مهمی از چاپگرها است که می توانند قطعات را به طور دقیق تولید کنند. در حالی که فناوری DOD از ساپورت استفاده می کند، SLA و DMLS / SLM نیاز به ساپورت دارند تا به صورت دستی حذف شود.
در صنعت ساخت طلا و جواهر در برابر استفاده از چاپگرهای سه بعدی مقاومت وجود دارد. زیرا مردم احساس می کنند این کار جنبه “صنایع دستی” این حرفه را از بین می برد. جواهرات اغلب محصولی شخصی هستند و ساخت قطعات توسط دستگاه باعث شده است که تولید کننده بزرگ جواهرات از این فناوری استقبال نکنند.
قوانین
SLA / DLP یک روش مقرون به صرفه برای تولید الگوهای جواهرات برای ریخته گری ارائه می دهد، با این وجود طراحی ها به مواد ساپورت نیاز دارند و برای اطمینان از ذوب کامل رزین باید یک روش دقیق ذوب را دنبال کنید.
DOD قادر به تولید الگوهای ریخته گری به جزئیات است و به روش های دقیق ذوب مورد نیاز برای رزین های SLA / DLP نیاز ندارد اما گران تر است.
چاپ مستقیم جواهرات فلزی غیر معمول و گرانترین روش برای تولید جواهرات است اما کوتاهترین زنجیره تولید را ارائه می دهد. پس از اتمام چاپ، پردازش قابل توجهی لازم است.
منبع: hubs
