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La technologie d'impression 3D utilisée dans la production de bijoux
Technologie contemporaine de moulage basée sur les données
Introduction :
Les méthodes opérationnelles standard des technologies contemporaines de formage et de traitement peuvent être divisées en deux catégories principales : les méthodes additives et les méthodes soustractives. Le représentant de la méthode additive est la technologie d'impression 3D, tandis que le représentant de la méthode soustractive est la technologie de gravure à commande numérique CNC. Ces deux types de technologies de formage pilotées par les données sont également fréquemment utilisés dans la conception et le traitement des bijoux.
SLA 3D La technologie SLA contrôle les imprimantes 3D
Table des matières
Section Ⅰ Technologie d'impression 3D
L'impression 3D a vu le jour aux États-Unis à la fin du 19e siècle. Au milieu des années 1980, la technologie de prototypage rapide (abrégée en RP) s'est progressivement développée, et la technologie d'impression 3D est un terme collectif désignant une série de technologies de prototypage rapide. Cette technologie ne nécessite que l'importation directe des données du modèle CAO de la conception du produit pour fabriquer rapidement des moules, des modèles ou même des produits finis, ce qui permet de raccourcir considérablement le cycle de développement du produit, de réduire les coûts et d'améliorer la qualité. À ce jour, la technologie de l'impression 3D a développé un large éventail d'applications, couvrant divers secteurs de la société, tels que la technologie, l'architecture, l'industrie, la médecine, l'alimentation et la conception artistique. Des vaisseaux spatiaux aux gâteaux, la technologie de l'impression 3D est omniprésente, et l'industrie de la bijouterie ne fait pas exception à la règle. Après avoir mûri et intégré la technologie de l'impression 3D, les logiciels de bijouterie ont ouvert une nouvelle porte à la conception et à la production de bijoux. Les logiciels de bijouterie rendent la conception plus accessible à utiliser, à modifier, à présenter visuellement et à contrôler les coûts, tandis que, combinés à la technologie d'impression 3D, ils peuvent rapidement être convertis pour produire des produits finis de bijouterie à l'échelle 1:1, minimisant ainsi la consommation de ressources humaines et matérielles dans la conception et la production de bijoux, et permettant d'obtenir deux fois plus de résultats avec deux fois moins d'efforts.
Bijoux de la série Georg Jensen X Zaha Hadid
Y VMIN Particulièrement accrocheur, ELECTRONIC GIRL Série Electronic Girl
Y VMIN Particulièrement accrocheur, ELECTRONIC GIRL Série Electronic Girl
Impression 3D d'une machine alimentaire
Aliments en 3D fabriqués à l'aide de la technologie d'impression en 3D
1. Le principe de moulage de la technologie d'impression 3D
La technologie d'impression 3D adopte la "méthode additive", connue sous le nom de "technologie de fabrication additive". Elle utilise des logiciels de modélisation 3D (tels que JeweICAD, Rhinoceros, ZBrush, 3DESIGN, Autodesk Maya, 3DS Max, Grasshopper, Matrix 3D, etc.
En entrant dans une imprimante 3D les données d'un modèle conçu par des logiciels tels que Grasshopper et Matrix et en ajustant les données de la couche d'impression du modèle, différents types d'imprimantes peuvent imprimer des modèles en cire, en résine, en céramique, en nourriture ou en métal en superposant des matériaux en poudre ou en filament à l'aide de techniques telles que le chauffage et le frittage.
Dans l'industrie de la bijouterie, la technologie de l'impression 3D permet une conception et une modélisation plus précises et plus rapides des bijoux. L'industrie a reconnu ses avantages en termes de commodité, de répétabilité et de facilité d'ajustement. De nombreuses entreprises de joaillerie ont mis en place des lignes de production intelligentes par impression 3D, permettant la production de bijoux à grande échelle et la personnalisation, ce qui améliore considérablement l'efficacité de la conception et de la production tout en réduisant les coûts. Les concepteurs créent des modèles de bijoux et les introduisent dans l'équipement d'impression 3D, en choisissant des matériaux tels que la cire, la résine, le nylon, le plastique et le métal pour imprimer les modèles de bijoux, les moules en cire étant les plus utilisés. Les moules en cire terminés peuvent être directement utilisés pour le moulage du métal ; si l'on veut créer des bijoux en matériaux composites, on peut aussi essayer d'imprimer avec de la résine, du nylon ou de la céramique. Avec le développement de la technologie de l'impression 3D, les machines capables d'imprimer directement des métaux tels que l'or, l'argent et le cuivre sont progressivement améliorées. Bien que la technologie ne soit pas encore tout à fait au point, ce qui entraîne des coûts élevés et des déchets pour la production de produits métalliques imprimés, cette technologie évoluera progressivement et sera bientôt largement utilisée.
2. Classification de la technologie d'impression 3D
Les technologies d'impression 3D couramment utilisées sur le marché comprennent la technologie de liage sélectif des matériaux en poudre TDP, la technologie de modélisation par dépôt fusionné FDM, la technologie de stéréolithographie SLA, la technologie de traitement numérique de la lumière DLP, la technologie de formage par ultraviolet UV et la technologie de frittage sélectif par laser SLS.
2.1 Technologie de liage sélectif des poudres
Cette technologie utilise des techniques d'impression à jet d'encre standard, sous contrôle informatique, pour pulvériser un liant sur des couches de matériau en poudre sur la base des informations du profil transversal, ce qui permet aux parties solides de la poudre de se lier et de former le profil transversal ; ce processus est répété couche par couche jusqu'à ce que le modèle soit complet.
2.2 Technologie de modélisation par dépôt en fusion -FDM
Il s'agit de chauffer et de faire fondre un matériau thermoplastique filamenteux tandis que la buse d'impression, sous contrôle informatique, applique le matériau sur l'établi en fonction des données du profil transversal, formant une couche après un refroidissement rapide ; ce processus est répété pour chaque couche jusqu'à ce que le modèle soit entièrement imprimé.
2.3 Apparition de la stéréo-lithographie -SLA
En utilisant la résine photosensible comme matière première, un ordinateur commande un laser pour scanner point par point la surface de la résine photosensible liquide en fonction des informations de la section transversale du modèle. La zone scannée de la couche de résine subit une réaction de photopolymérisation et se solidifie. Après la solidification d'une couche, la table de travail se déplace vers le bas d'une distance d'une couche, et le processus est répété jusqu'à ce que le modèle soit entièrement imprimé.
La technologie FDM 3D contrôle les imprimantes 3D de qualité quasi-industrielle.
SLA 3D La technologie SLA contrôle les imprimantes 3D
2.4 Traitement numérique de la lumière (DLP)
Elle utilise un projecteur DLP (Digital Light Processor) à haute résolution pour polymériser les photopolymères liquides couche par couche. Comme chaque couche durcit à la manière d'une feuille, la vitesse est plus rapide que celle de la technologie similaire de stéréolithographie SLA. Cette technologie est souvent utilisée dans l'industrie de la bijouterie.
Technologie DLP 3D DLP contrôle les imprimantes 3D
Les modèles de bijoux en résine réalisés par des imprimantes 3D contrôlées par la technologie DLP peuvent être directement utilisés pour des opérations de coulage de métal.
2.5 Modélisation à jets multiples MJM
Les matériaux sont pulvérisés couche par couche et formés par la résine chimique et la photopolymérisation thermoplastique. Elle convient à la construction de modèles et de prototypes de haute précision et de haute définition et peut être directement utilisée pour la fonte à la cire perdue. Cette technologie permet d'inclure plusieurs matériaux dans un produit imprimé, et la machine d'impression à la cire couramment utilisée pour l'impression de modèles de bijoux fait appel à cette technologie. Les modèles de bijoux fabriqués par la machine d'impression à la cire contrôlée par la technologie de modélisation à jets multiples de MJM se composent de cire blanche et de cire violette, la cire blanche servant de support au modèle de bijou pendant l'impression.
La cire violette est le modèle de bijou ; le modèle entier est placé dans la solution de dissolution de la cire blanche de support après l'impression. Une fois la cire blanche dissoute, elle laisse la partie en cire violette du modèle de bijou, qui peut être utilisée pour les opérations de coulée de métal.
Support cire blanche, structure cire violette
MJM Jewelry models made using MJM technology wax spraying machine (modèles de bijoux réalisés avec la technologie MJM)
2.6 Technologie de formage par ultraviolets
La résine photosensible liquide est irradiée par une lumière ultraviolette, couche par couche, empilée de bas en haut, sans bruit pendant le processus et avec une grande précision de formage.
2.7 Jets de nanoparticules (NPJ)
Ce procédé utilise du nanométal liquide, déposé et formé par jet d'encre, avec une vitesse d'impression cinq fois plus rapide que l'impression laser ordinaire et une excellente précision et rugosité de surface.
2.8 Dépôt de métal par laser (LMD)
Cette technologie a plusieurs noms, communément appelés LENS, DMD, DLF, LRF, etc. La poudre d'impression est amenée à la surface de travail par une buse, convergeant avec un laser en un point, et après la fusion et le refroidissement de la poudre, on obtient une entité de placage déposée.
2.9 Frittage par laser sélectionné (SLS)
Le frittage laser sélectif (SLS) : Une couche de matériau en poudre (poudre métallique ou non métallique) est déposée sur la surface de travail, et le laser sintérise la poudre en fonction des informations sur le contour, sous contrôle informatique, en effectuant des cycles continus pour former une accumulation.
2.10 Fusion sélective par laser (SLM)
Fusion sélective par laser (SLM) : Il s'agit actuellement de la technologie la plus courante en matière d'impression 3D de métaux. Elle utilise un point lumineux finement focalisé pour faire fondre rapidement une poudre de métal prédéfinie et obtenir directement des modèles de n'importe quelle forme. Elle permet de former directement des modèles métalliques d'une densité presque totale et dotés de bonnes propriétés mécaniques. Cette technologie permet de surmonter la complexité du processus SLS pour la fabrication de pièces métalliques.
2.11 Fusion par faisceau d'électrons EBM
Son processus est similaire à celui du SLM, mais la source d'énergie est un faisceau d'électrons. L'énergie de sortie du faisceau d'électrons de l'EBM est généralement supérieure d'un ordre de grandeur à la puissance de sortie du laser SLM, et la vitesse de balayage est également beaucoup plus élevée que celle du SLM. Par conséquent, pendant le fonctionnement de l'EBM, il est nécessaire de préchauffer l'ensemble de la plate-forme de construction afin d'éviter des contraintes résiduelles importantes causées par des différences de température excessives au cours du processus de formage.
3. Processus de formage de l'impression 3D et technologie des logiciels numériques 3D
L'étape la plus cruciale du processus de moulage par impression 3D est la conception initiale et la modélisation numérique. Les logiciels couramment utilisés pour la conception de bijoux comprennent JeweICAD, 3DESIGN, Rhinoceros, ZBrush et Matrix, chacun avec ses avantages et ses caractéristiques, capables de concevoir des formes difficiles ou impossibles à créer manuellement, telles que des structures répétitives, des structures à gradients réguliers, des structures creuses intercalées et des structures à surfaces courbes multicouches. Il est essentiel de comprendre les performances du logiciel et de maîtriser son fonctionnement pour mieux utiliser le processus de moulage par impression 3D. Vous trouverez ci-dessous une brève présentation de plusieurs logiciels professionnels de conception de bijoux qui peuvent produire directement des résultats pour l'impression.
3.1 JeweICAD
JeweICAD est un logiciel professionnel de conception de bijoux développé par Hong Kong Jewelry Computer Technology Co. en 1990. Il a évolué pour devenir un logiciel mature, puissant et stable, actuellement utilisé par la plupart des entreprises de bijouterie et des concepteurs pour la conception et l'impression de modèles, et il est très populaire. Le logiciel possède d'importantes capacités de traitement d'images, peut produire des données de sortie de modèles de bijoux à l'échelle 1:1, dispose d'une technologie complète de formation de surface de guide de rail, de fonctions efficaces de modélisation et de dessin de courbes, ainsi que d'une technologie d'opération booléenne, et permet une conversion libre de la perspective. Le logiciel dispose d'une bibliothèque fixe de pièces de gemmes et de bijoux pour une utilisation directe. Une fois la conception terminée, il peut effectuer le rendu du modèle, calculer le poids de l'or utilisé et produire des fichiers STL et SLC standard sans couture, ce qui permet de produire rapidement des modèles de bijoux compatibles avec les imprimantes 3D et les machines de gravure CNC.
Interface opérateur JeweICAD
Interface opérateur JeweICAD
3.2 Rhinocéros
Rhinoceros, abrégé en Rhino, a été lancé en 1998 et est un logiciel de modélisation industrielle assistée par ordinateur de classe mondiale développé par Robert McNeel & Assoc aux États-Unis. Il utilise une excellente méthode de modélisation NURBS (Non-Uniform Rational B- Spline), et le concept de développement du logiciel est le suivant
Avec Rhino comme système central, ils développent continuellement divers plugins spécifiques à l'industrie, des plugins de rendu, des plugins d'animation, des paramètres de modèle, etc., s'améliorant constamment et évoluant vers une série de logiciels de conception à usage général. Rhino peut entrer et sortir divers formats de fichiers, et les modèles peuvent être directement fabriqués par de multiples machines CNC et imprimantes 3D, au service de domaines tels que la conception architecturale, la fabrication industrielle, la conception mécanique, la conception artistique et la production d'animations 3D.
3.2.1 Technologies avantageuses :
Rhino dispose d'une excellente méthode de modélisation avec NURBS et d'un plugin de modélisation de maillage, T-Spline, avec diverses méthodes d'opération qui rendent la modélisation plus vivante ; en même temps, il a développé divers plugins spécifiques à l'industrie. Dès lors que l'on maîtrise les méthodes d'exploitation et les techniques standard du logiciel, l'apprentissage des plugins suivants devient très facile. Par exemple, le chargement de plugins de conception de bijoux dans Rhino peut transformer ce dernier en un logiciel professionnel de conception de bijoux. C'est également un facteur clé de l'implantation de Rhino dans diverses industries.
3.2.2 Moulage et traitement :
Rhino peut importer et exporter des dizaines de formats différents, y compris des formats de fichiers 2D, le format STL requis pour l'impression 3D et des formats de fichiers d'images. Il peut importer et modifier les paramètres des modèles créés par d'autres logiciels tout en s'adaptant à diverses formes d'impression, ce qui le rend très pratique à utiliser.
3.2.3 Installation facile :
Bien que Rhino soit puissant, il n'a pas d'exigences exceptionnellement élevées en matière de système d'exploitation et de configuration du matériel informatique par rapport à d'autres logiciels de modélisation ; il n'occupe qu'environ 20 mégaoctets d'espace et est facile à apprendre et à maîtriser.
3.2.4 Plugin professionnel de conception de bijoux :
Rhino est connu pour la richesse de ses plugins, avec le développement de plugins professionnels couvrant presque tous les types de conception.
Gemvision Matrix : Un puissant plugin de conception de bijoux avec des avantages significatifs dans la modification du contrôle paramétrique, l'édition et les capacités complètes.
TDM RhinoGold : Un plugin complet de conception de bijoux avec une gamme complète d'outils de conception, y compris la modélisation, le sertissage de pierres, le sertissage de lunette, les colliers, les bagues et les reliefs, permettant une conception et une modification rapides et précises des modèles. RhinoGold ajoute des outils spécifiques à la bijouterie aux fonctions essentielles de Rhino, ce qui améliore considérablement l'efficacité de la conception et permet également d'automatiser les tâches répétitives.
Smart3d et Logis3d Pavetool : Ces deux plugins permettent de poser automatiquement des pierres et de générer automatiquement des trous de base en nid d'abeille.
Pavetool : Un plugin professionnel d'incrustation virtuelle pour les pierres précieuses à surfaces incurvées multiples.
3.2.5 Autres outils de plugin :
FlamingoPenguin V-Ray BrazilBongo RhinoAssembly RhinoDirect EasySite Alibre Design RhinoShoe Orca3D DentalShaper for Rhino
Plugins de rendu Flamingo, Penguin, V-Ray et Brazil ; plugins d'animation Bongo, RhinoAssembly ; plugin de modification des paramètres et des limitations RhinoDirect ; plugin d'architecture EasySite ; plugin mécanique Alibre Design ; plugin de chaussures RhinoShoe ; plugin marin Orca3D ; plugin dentaire DentalShaper pour Rhino ; plugin de mesure photographique Rhinophoto ; plugin de rétro-ingénierie RhinoResurf ; plugin de modélisation de maillage T-Spline, etc. Rhino dispose d'une telle bibliothèque de plugins professionnels que les modèles conçus avec ce logiciel ont des formes précises, des effets de rendu réalistes et des promotions animées attrayantes. Lorsqu'il est utilisé pour la conception de bijoux, il peut également modéliser rapidement, arranger automatiquement les pierres et calculer avec précision le poids net de l'or et des pierres précieuses, tout comme les logiciels professionnels de conception de bijoux.
3.3 CONCEPTION EN 3D
Le logiciel professionnel de conception de bijoux 3DESIGN appartient à la société française Type3, fondée en 1988 à Lyon. En tant que logiciel de CAO/FAO artistique de premier plan pour le développement de l'industrie, il a contribué de manière significative à la gravure industrielle et à la conception de bijoux en 3D.
3.3.1 Technologies avantageuses :
3DESIGN se concentre sur la conception de bijoux et la conception de montres professionnelles. La nouvelle version améliore encore les fonctions de conception et de traitement des bijoux, et les configurations informatiques couramment utilisées peuvent répondre aux exigences d'installation du logiciel (compatible avec les systèmes Mac et Windows). En général, il faut environ trois mois pour maîtriser le logiciel.
Le logiciel est facile à utiliser et permet de retourner le modèle et de le mettre à l'échelle à tout moment. Il est doté de fonctions de rendu qui permettent aux utilisateurs de voir instantanément les matériaux rendus du modèle sur l'interface, ce qui permet aux concepteurs d'observer rapidement les détails de leur travail et de contrôler la conception globale du bijou. Pour les commandes commerciales, il permet également des révisions rapides, le partage en ligne et l'affichage de catalogues, ce qui permet d'obtenir un retour d'information efficace de la part des clients avant le traitement, améliorant ainsi la précision du produit final.
3DESIGN a également mis au point une technologie unique de "liaison" qui permet de modifier rapidement des projets de conception existants pour obtenir de nouveaux modèles de conception. Si la création d'un modèle prend 4 heures, la réalisation de quatre pièces similaires prendrait environ 16 heures, mais la technologie "paramétrique" peut conserver l'historique de la création du modèle, chaque étape étant enregistrée. Par conséquent, en modifiant l'une des étapes et en procédant à une nouvelle édition, de nouvelles œuvres peuvent être conçues sans limite de temps ou de fréquence, ce qui permet d'innover à tout moment. De plus, le logiciel 3DESIGN recalcule automatiquement toutes les étapes, ce qui permet de réduire considérablement le temps de modélisation. Le logiciel dispose également d'une riche base de données de pierres précieuses, de sertissages et d'accessoires, ainsi que de puissantes fonctions telles que le sertissage automatique des pierres, les canaux, le balayage, les réseaux et l'estimation du poids de l'or, ce qui facilite la création de divers styles de bijoux.
3.3.2 Mise en forme et traitement :
Après avoir utilisé le logiciel pour concevoir un bon travail, vous pouvez entrer dans le traitement du modèle. 3DESIGN peut produire des fichiers STL et peut être directement connecté aux machines de prototypage rapide et aux imprimantes 3D. Il s'agit d'un logiciel tout-en-un qui intègre la conception et le traitement des résultats.
3.3.3 Autres extensions du logiciel :
3DESIGN possède de nombreux logiciels auxiliaires, tels que 3Shaper et DeepImage. L'utilisation combinée de plusieurs logiciels peut faciliter la création de bijoux.
3Fonction de modelage :
Ce logiciel possède deux des fonctions techniques les plus puissantes : les surfaces de subdivision et la modélisation hybride. En lançant le plugin 3Shaper dans 3DESIGN et en ouvrant le modèle à produire, vous pouvez librement tourner et mesurer différents angles, points ou surfaces sur le modèle. Vous pouvez également prédéfinir plusieurs points et lignes pour diviser le produit en d'innombrables petites surfaces. En poussant, en tirant et en créant des ponts entre les surfaces, vous pouvez modifier la forme du produit et réaliser une modélisation libre, en façonnant n'importe quelle forme comme de la pâte à modeler. De nombreuses sculptures de petite taille utilisent également souvent ce logiciel, qui permet de concevoir la forme de l'œuvre. La technologie d'impression 3D permet de créer un modèle à l'échelle 1:1. Enfin, les artisans spécialisés dans la sculpture sur jade et sur bois sculptent l'œuvre selon le modèle. Cela permet de mieux contrôler la forme, d'économiser du temps de travail et de réduire le gaspillage de matériaux. Pour la conception de bijoux, ce logiciel peut être utilisé pour retravailler des détails tels que les arêtes. L'utilisation conjointe de 3DESIGN et de 3Shaper peut donc rendre les bijoux plus exquis.
Fonction de rendu DeepImage :
DeepImage est également un logiciel d'assistance pour 3DESIGN. En tant que fonctionnalité opérationnelle de 3DESIGN CAD8, DeepImage permet aux concepteurs de créer rapidement des images et des animations de haute définition "ray tracing" (Quicktime, PNG, ou images JPG continues). DeepImage présente également les caractéristiques suivantes : la possibilité de sélectionner des matériaux et des scènes de bijoux à partir d'une base de données spécifique, de glisser-déposer des matériaux, de les présenter dans un environnement complet, de s'intégrer de manière plus appropriée à la conception du produit, et de calculer et présenter automatiquement les effets de rendu, le tout en quelques secondes seulement.
3.4 ZBrush
ZBrush est un puissant logiciel de sculpture numérique en 3D et de peinture en 2D lancé par Pixologic en 1999. Il est devenu l'un des principaux logiciels de l'industrie de la 3D, principalement utilisé pour les effets spéciaux des films, les jeux vidéo, la conception d'illustrations, les effets publicitaires, l'impression 3D, la conception de bijoux, les modèles humains, la conception automobile, l'enseignement de concepts et d'autres industries.
3.4.1 Technologies avantageuses :
La naissance de ZBrush a apporté des changements révolutionnaires à l'ensemble du domaine de la conception 3D. Contrairement aux logiciels 3D traditionnels qui s'appuient sur une souris et des paramètres pour la modélisation, il transforme les tâches les plus complexes et les plus laborieuses de modélisation et de texturation des personnages dans la production 3D en une opération de réflexion qui s'apparente à la sculpture avec de l'argile, tout en respectant pleinement les habitudes de travail traditionnelles des concepteurs. Le logiciel propose différents styles de brosses 3D et de bibliothèques de matériaux, permettant aux concepteurs de contrôler des outils tels que les brosses 3D à l'aide d'une tablette graphique ou d'une souris. Le concept d'utilisation de la souris est similaire à celui des différents ciseaux et pinceaux, tandis que les questions fastidieuses telles que la topologie et la distribution des mailles sont automatiquement gérées en arrière-plan. Les concepteurs et les artistes peuvent laisser libre cours à leur créativité, en réalisant leurs travaux comme s'ils dessinaient ou sculptaient à la main. Parallèlement, ils peuvent appliquer en continu des effets de coloration, de rendu et autres, modifiant la couleur, la texture, l'éclairage et la précision de l'œuvre, réalisant ainsi véritablement l'intégration de la 3D.
Les brosses ZBrush peuvent facilement façonner les détails de la peau tels que les rides, les mèches de cheveux et les taches, ainsi que les modèles de bosses et les textures détaillées. Il peut également exporter des détails complexes dans des cartes de normalité et des modèles basse résolution avec des UV bien dégagés, ce qui facilite la reconnaissance et l'application dans des logiciels 3D de grande taille comme Autodesk Maya, 3DS Max et Lightwave. Par conséquent, ce logiciel est également un outil de modélisation et de matériaux essentiel dans la production d'animations professionnelles. Des jeux importants comme "Assassin's Creed" et "Call of Duty", ainsi que des films bien connus comme "Pirates des Caraïbes", "Le Seigneur des Anneaux" et "Avatar", ont tous utilisé le logiciel ZBrush pour leur production.
3.4.2 Formage et traitement :
Les travaux conçus avec ZBrush peuvent être directement édités dans des formats tels que STL pour être connectés à diverses imprimantes 3D afin d'obtenir un modèle physique. Il est également possible d'importer dans le logiciel des données de modèle précises capturées par des scanners 3D de haute précision afin de les modifier et de les affiner.
De nombreux modèles d'œuvres d'art sont créés par impression 3D après avoir été conçus avec ZBrush. La connexion transparente entre la conception et la production physique permet aux concepts créatifs des concepteurs et des artistes de passer rapidement du virtuel à la réalité, ce qui réduit considérablement les coûts de conception.
Alexander Beim, statue d'Einstein, travail de modélisation ZBrush
Xu Zhelong, Golden Scale Junior (image non redessinée)
Xu Zhelong x Kaiten Studio，Golden Scale Junior, Physical Sculpture
3.4.3 L'application de ZBrush dans la conception de bijoux :
Les capacités de sculpture 3D de ZBrush sont similaires à la sculpture traditionnelle en cire à la main, avec de fines brosses de sculpture et des outils de poussée, de traction et de rotation qui peuvent modifier la forme de la modélisation à volonté. Cette fonctionnalité similaire à la main convient parfaitement à la création de bijoux abstraits, humains, animaux, floraux et autres, tout en permettant de détailler l'œuvre en profondeur, surmontant ainsi les limites de la conception détaillée dans les logiciels de CAO traditionnels ou les logiciels 3D basés sur NURBS.
ZBrush peut également être utilisé avec des logiciels 3D tels que JeweICAD et Rhinoceros. Par exemple, les modèles de pierres précieuses et d'accessoires de bijouterie de JeweICAD peuvent être exportés au format STL puis importés dans ZBrush pour être utilisés ; les bijoux de type bloc géométrique peuvent être rapidement créés à l'aide de Rhinoceros et affinés dans ZBrush. ZBrush est livré avec plusieurs sphères de matériaux et outils de rendu, permettant à chaque partie du bijou d'être rendue avec des matériaux différents. Outre les matériaux traditionnels tels que l'or, l'argent et le cuivre, il existe divers matériaux de rendu tels que le verre, les perles, les pierres précieuses, le sable, le bois et le plastique, et les utilisateurs peuvent créer leurs propres textures de matériaux, ce qui satisfait grandement les besoins des concepteurs. Une fois la conception du modèle terminée, les matériaux peuvent être directement sélectionnés pour obtenir un effet réaliste, ce qui joue un rôle important dans le contrôle de la qualité du traitement du produit final.
Section II Technologie de sculpture à commande numérique CNC
CNC est l'abréviation de Computer Numerical Control (commande numérique par ordinateur). Une machine à graver CNC se compose d'un ordinateur, d'un contrôleur de machine à graver et de la machine à graver principale. La technologie de commande numérique de la machine à graver est un système de contrôle de trajectoire, avec le déplacement de chaque axe de mouvement comme objet de contrôle tout en coordonnant le mouvement de chaque axe de mouvement. L'idée de traitement est la suivante : Tout d'abord, la conception et la disposition du modèle sont effectuées à l'aide d'un logiciel de gravure spécialisé configuré dans l'ordinateur, et les informations de données sont automatiquement transmises au contrôleur de la machine à graver par l'ordinateur, qui les convertit ensuite en signaux de puissance pour les moteurs d'entraînement ou les servomoteurs. À ce stade, la machine de gravure principale génère la trajectoire de l'outil de gravure pour trois axes ou plus, et les outils de gravure configurés en fonction du matériau de traitement commencent à tourner à grande vitesse, réalisant des processus soustractifs tels que la coupe, le fraisage et le perçage sur le matériau fixé sur le banc de travail de la machine principale. Après l'opération, divers modèles plats, tridimensionnels et en relief conçus par ordinateur peuvent être gravés.
Les petites machines à graver CNC sont également largement utilisées dans le processus de prototypage rapide de l'industrie de la bijouterie. Les machines à graver CNC peuvent traiter une variété de matériaux tels que le bois, le bambou, le cuir, le plastique et la cire et peuvent également traiter directement les matériaux métalliques ; ce processus convient à divers profils tridimensionnels de surface complexes, à des textures et à des sculptures creuses plates, et il est plus difficile de traiter des modèles avec des structures internes, des structures semi-fermées et des structures fermées. Les machines de gravure CNC utilisées pour la fabrication de bijoux peuvent être compatibles avec différents formats de données de logiciels de CAO, tels que Rhino, JewelCAD, Solidworks, ArtCam, etc. Elles peuvent également utiliser des logiciels de modélisation de gravure professionnels tels que Type3 pour la conception, ce qui améliore la qualité des modèles. Par conséquent, les bijoux et les petits objets d'artisanat gravés à l'aide de la technologie CNC sont généralement d'une grande qualité. Les marques les plus courantes de petites machines à graver CNC utilisées pour le traitement des bijoux sont Beijing Jingdiao et Gabar (France).
La technologie de numérisation 3D est souvent combinée à la technologie de gravure CNC et d'impression 3D. Les données numérisées sont importées dans un ordinateur pour être ajustées, puis la technologie de gravure CNC ou d'impression 3D est utilisée pour le traitement des formes.
Machine de gravure laser CNC pour la sculpture des métaux
Artisanat en métal, réalisé par une machine à graver à commande numérique
Grande machine de gravure CNC de qualité industrielle
Petite machine à graver à commande numérique
Scanner 3D portable
Scanner 3D rotatif de bureau
Série Desert Flower No.1 ~ 5, bois de santal violet, bois de santal rouge à petites feuilles, Chen Gui Bao, bois de zèbre, bois de santal jaune microconcave, perle, argent 925
