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La tecnologia di stampa 3D utilizzata nella produzione di gioielli
Tecnologia di stampaggio contemporanea basata sui dati
Introduzione:
I metodi operativi standard della tecnologia di formatura e lavorazione contemporanea possono essere suddivisi in due categorie principali: additivo e sottrattivo. Il rappresentante del metodo additivo è la tecnologia di stampa 3D, mentre il rappresentante del metodo sottrattivo è la tecnologia di incisione a controllo numerico CNC. Questi due tipi di tecnologie di formatura basate sui dati sono spesso utilizzate anche nella progettazione e nella lavorazione dei gioielli.
La tecnologia SLA 3D controlla le stampanti 3D
Indice dei contenuti
Sezione Ⅰ Tecnologia di stampa 3D
La stampa 3D è nata negli Stati Uniti alla fine del XIX secolo. A metà degli anni '80, la tecnologia di prototipazione rapida (abbreviata in RP) si è gradualmente sviluppata e la tecnologia di stampa 3D è un termine collettivo per una serie di tecnologie di prototipazione rapida. Questa tecnologia richiede solo l'importazione diretta dei dati del modello CAD del progetto del prodotto per fabbricare rapidamente stampi, modelli o addirittura prodotti finiti, accorciando così in modo significativo il ciclo di sviluppo del prodotto, riducendo i costi e migliorando la qualità. Ad oggi, la tecnologia di stampa 3D ha sviluppato un'ampia gamma di applicazioni che coprono vari settori della società, come la tecnologia, l'architettura, l'industria, la medicina, l'alimentazione e il design artistico. Dalle navicelle spaziali alle merendine, la tecnologia di stampa 3D è presente ovunque e il settore della gioielleria non fa eccezione. Dopo che lo sviluppo del software per gioielli è maturato e si è integrato con la tecnologia di stampa 3D, si è aperta un'altra porta per la progettazione e la produzione di gioielli. Il software per gioielli rende il design più accessibile per operare, modificare, presentare visivamente e controllare i costi, mentre combinato con la tecnologia di stampa 3D, può convertire rapidamente per produrre prodotti finiti di gioielleria 1:1, riducendo al minimo il consumo di risorse umane e materiali nella progettazione e produzione di gioielli, ottenendo il doppio del risultato con la metà dello sforzo.
Gioielli della serie Georg Jensen X Zaha Hadid
Y VMIN Particolarmente accattivante, ELECTRONIC GIRL Serie Electronic Girl
Y VMIN Particolarmente accattivante, ELECTRONIC GIRL Serie Electronic Girl
Macchina per alimenti con stampa 3D
Cibo 3D realizzato con la tecnologia di stampa 3D
1. Il principio di stampaggio della tecnologia di stampa 3D
La tecnologia di stampa 3D adotta il "metodo additivo", noto come "tecnologia di produzione additiva". Utilizza un software di modellazione 3D (come JeweICAD, Rhinoceros, ZBrush, 3DESIGN, Autodesk Maya, 3DS Max, Grasshopper, Matrix 3D
Inserendo in una stampante 3D i dati dei modelli progettati da software come Grasshopper e Matrix e regolando i dati dei livelli di stampa del modello, diversi tipi di stampanti possono stampare modelli in cera, in resina, in ceramica, in cibo o in metallo stratificando materiali in polvere o filamenti con tecniche come il riscaldamento e la sinterizzazione.
Nel settore della gioielleria, la tecnologia di stampa 3D consente di progettare e realizzare modelli di gioielli in modo più preciso e rapido. L'industria ha riconosciuto i suoi vantaggi in termini di convenienza, ripetibilità e facilità di regolazione. Molte aziende di gioielleria hanno creato linee di produzione intelligenti per la stampa 3D, che consentono la produzione di gioielli su larga scala e la personalizzazione, migliorando significativamente l'efficienza della progettazione e della produzione e riducendo i costi. I designer creano modelli di gioielli e li inseriscono nelle apparecchiature di stampa 3D, scegliendo materiali come la cera, la resina, il nylon, la plastica e il metallo per la stampa dei modelli di gioielli. Gli stampi in cera completati possono essere utilizzati direttamente per la fusione del metallo; se si desidera creare gioielli in materiali compositi, si può anche provare a stampare con resina, nylon o ceramica. Con lo sviluppo della tecnologia di stampa 3D, le macchine in grado di stampare direttamente metalli come l'oro, l'argento e il rame sono state gradualmente migliorate. Sebbene la tecnologia non sia ancora del tutto matura, con conseguenti costi elevati e sprechi per la produzione di prodotti metallici stampati, questa tecnologia maturerà progressivamente e sarà presto ampiamente utilizzata.
2. Classificazione della tecnologia di stampa 3D
Le tecnologie di stampa 3D comunemente utilizzate sul mercato includono la tecnologia di legatura selettiva dei materiali in polvere TDP, la tecnologia di modellazione a deposizione fusa FDM, la tecnologia di stereolitografia SLA, la tecnologia di elaborazione digitale della luce DLP, la tecnologia di formatura ultravioletta UV e la tecnologia di sinterizzazione laser selettiva SLS.
2.1 Tecnologia di legame selettivo del materiale in polvere
Questa tecnologia utilizza tecniche standard di stampa a getto d'inchiostro, sotto il controllo del computer, per spruzzare un legante su strati di materiale in polvere basati sulle informazioni del profilo trasversale, facendo sì che le parti solide della polvere si leghino tra loro e formino il profilo trasversale; questo processo viene ripetuto strato per strato fino al completamento del modello.
2.2 Tecnologia di modellazione a deposizione fusa (FDM)
Ciò comporta il riscaldamento e la fusione di materiale termoplastico simile a un filamento, mentre l'ugello di stampa, sotto il controllo del computer, applica il materiale sul banco di lavoro in base ai dati del profilo trasversale, formando uno strato dopo un rapido raffreddamento; questo processo viene ripetuto per ogni strato fino alla stampa completa del modello.
2.3 Aspetto della stereolitografia -SLA
Utilizzando la resina fotosensibile come materia prima, un computer controlla un laser per scansionare punto per punto la superficie della resina liquida fotosensibile in base alle informazioni sulla sezione trasversale del modello. L'area scansionata dello strato di resina subisce una reazione di fotopolimerizzazione e si solidifica. Dopo che uno strato si è solidificato, il banco di lavoro si sposta verso il basso della distanza di uno strato e il processo viene ripetuto fino alla stampa completa del modello.
La tecnologia FDM 3D FDM controlla stampanti 3D di livello quasi industriale.
La tecnologia SLA 3D controlla le stampanti 3D
2.4 Elaborazione digitale della luce, DLP
Utilizza un proiettore ad alta risoluzione con processore di luce digitale (DLP) per polimerizzare i fotopolimeri liquidi strato per strato. Poiché ogni strato polimerizza in modo simile a un foglio, la velocità è superiore a quella dell'analoga tecnologia di stereolitografia SLA. Questa tecnologia è spesso utilizzata nell'industria della lavorazione dei gioielli.
La tecnologia DLP 3D controlla le stampanti 3D
I modelli di resina per gioielli realizzati con stampanti 3D controllate dalla tecnologia DLP possono essere utilizzati direttamente per le operazioni di fusione dei metalli.
2.5 Modellazione a getto multiplo MJM
I materiali vengono spruzzati strato per strato e formati attraverso la resina chimica e la fotopolimerizzazione termoplastica. È adatta alla costruzione di modelli e prototipi ad alta precisione e ad alta definizione e può essere utilizzata direttamente per la fusione a cera persa. Questa tecnologia consente di includere più materiali in un prodotto stampato e la macchina per la stampa a cera comunemente utilizzata per la stampa di modelli di gioielli impiega questa tecnologia. I modelli di gioielli realizzati dalla macchina per la stampa di cera controllata dalla tecnologia di modellazione a getto multiplo MJM sono costituiti da cera bianca e cera viola, dove la cera bianca funge da base di supporto per il modello di gioielli durante la stampa.
La cera viola è il modello di gioiello; l'intero modello viene posto nella soluzione di dissoluzione della cera bianca di supporto dopo la stampa. Una volta dissolta la cera bianca, rimane la parte in cera viola del modello di gioiello, che può essere utilizzata per le operazioni di fusione del metallo.
Supporto cera bianca, struttura cera viola
MJM Modelli di gioielli realizzati con la macchina per la spruzzatura della cera a tecnologia MJM
2.6 Tecnologia di formatura a raggi ultravioletti
La resina fotosensibile liquida viene irradiata con luce ultravioletta, strato per strato, impilando dal basso verso l'alto, senza rumori durante il processo e con un'elevata precisione di formatura.
2.7 Getto di nano-particelle, NPJ
Questo processo utilizza nano-metallo liquido, depositato e formato a getto d'inchiostro, con una velocità di stampa cinque volte superiore alla normale stampa laser e un'eccellente precisione e rugosità superficiale.
2.8 Deposizione laser di metalli, LMD
Questa tecnologia ha molti nomi, comunemente chiamata LENS, DMD, DLF, LRF, ecc. La polvere da stampa viene raccolta sulla superficie di lavoro attraverso un ugello, convergendo con un laser in un punto; dopo che la polvere si è fusa e raffreddata, si ottiene un'entità di rivestimento depositata.
2.9 Sinterizzazione laser selezionata, SLS
Sinterizzazione laser selezionata (SLS): Uno strato di materiale in polvere (polvere metallica o non metallica) viene pre-stampato sulla superficie di lavoro e il laser sinterizza la polvere in base alle informazioni sul contorno sotto il controllo del computer, con cicli continui per formare un accumulo.
2.10 Fusione laser selettiva (SLM)
Fusione laser selettiva (SLM): È la tecnologia attualmente più diffusa nella stampa 3D in metallo e utilizza uno spot luminoso finemente focalizzato per fondere rapidamente la polvere metallica preimpostata, ottenendo direttamente modelli di qualsiasi forma. Può formare direttamente modelli metallici con densità quasi completa e buone proprietà meccaniche. Questa tecnologia supera la complessità del processo SLS per la produzione di parti metalliche.
2.11 Fusione a fascio di elettroni EBM
Il processo è simile a quello dell'SLM, ma la fonte di energia è un fascio di elettroni. L'energia in uscita del fascio di elettroni EBM è solitamente di un ordine di grandezza superiore alla potenza in uscita del laser SLM e anche la velocità di scansione è molto più elevata di quella dell'SLM. Pertanto, durante il funzionamento dell'EBM, è necessario preriscaldare l'intera piattaforma di costruzione per evitare significative tensioni residue causate da eccessive differenze di temperatura durante il processo di formatura.
3. Stampa 3D Processo di formatura e tecnologia software digitale 3D
La fase più cruciale del processo di stampaggio in 3D è la progettazione concettuale front-end e la modellazione software digitale. I software comunemente utilizzati per la modellazione di gioielli includono JeweICAD, 3DESIGN, Rhinoceros, ZBrush e Matrix, ognuno con i suoi vantaggi e le sue caratteristiche, in grado di progettare forme difficili o impossibili da creare manualmente, come strutture ripetitive, strutture a gradiente regolare, strutture cave intervallate e strutture a superficie curva multistrato. Comprendere le prestazioni del software ed essere abili nel suo funzionamento è essenziale per utilizzare al meglio il processo di stampaggio 3D. Di seguito una breve introduzione a diversi software professionali per la progettazione di gioielli che possono produrre direttamente per la stampa.
3.1 JeweICAD
JeweICAD è un software professionale per la progettazione di gioielli sviluppato nel 1990 da Hong Kong Jewelry Computer Technology Co. Si è evoluto in un software maturo, potente e stabile, attualmente utilizzato dalla maggior parte delle aziende e dei designer di gioielli per la progettazione e la stampa di modelli, ed è molto popolare. Il software ha una forte capacità di elaborazione delle immagini, è in grado di produrre dati di output per modelli di gioielli 1:1, è dotato di una tecnologia completa per la formazione della superficie della guida ferroviaria, di efficienti funzioni di modellazione e disegno di curve, nonché di una tecnologia di operazioni booleane e consente la conversione libera della prospettiva. Il software dispone di una libreria fissa di parti di gemme e gioielli per l'uso diretto. Dopo il completamento del progetto, è in grado di eseguire il rendering del modello, di calcolare il peso dell'oro utilizzato e di produrre file standard in formato STL e SLC, consentendo una rapida produzione di modelli di gioielli compatibili con le stampanti 3D e le macchine per incisione CNC.
Interfaccia operatore JeweICAD
Interfaccia operatore JeweICAD
3.2 Rinoceronte
Rhinoceros, abbreviato in Rhino, è stato rilasciato nel 1998 ed è un software di modellazione industriale assistita al computer di livello mondiale, sviluppato da Robert McNeel & Assoc negli Stati Uniti. Utilizza un eccellente metodo di modellazione NURBS (Non-Uniform Rational B- Spline), e il concetto di sviluppo del software è
Con Rhino come sistema centrale, l'azienda sviluppa continuamente vari plugin specifici per il settore, plugin di rendering, plugin di animazione, parametri del modello e così via, migliorando ed evolvendo costantemente in una serie di software di progettazione di uso generale. Rhino è in grado di immettere ed emettere vari formati di file e i modelli possono essere prodotti direttamente con diverse macchine CNC e stampanti 3D, servendo campi come la progettazione architettonica, la produzione industriale, la progettazione meccanica, la progettazione artistica e la produzione di animazioni 3D.
3.2.1 Tecnologie vantaggiose:
Rhino dispone di un eccellente metodo di modellazione con NURBS e di un plugin per la modellazione di mesh, T-Spline, con diversi metodi operativi che rendono la modellazione più vivace; allo stesso tempo, ha sviluppato diversi plugin specifici per il settore. Se si padroneggiano i metodi operativi e le tecniche standard del software, l'apprendimento dei plugin successivi diventa molto semplice. Ad esempio, caricando i plugin per la progettazione di gioielli in Rhino è possibile trasformarlo in un software professionale per la progettazione di gioielli. Anche questo è un fattore chiave per la diffusione di Rhino in vari settori.
3.2.2 Stampaggio e lavorazione:
Rhino può importare ed esportare decine di formati diversi, compresi i formati di file 2D, il formato STL richiesto per la stampa 3D e i formati di file immagine. È in grado di importare e modificare i parametri dei modelli creati da altri software e di adattarsi a varie forme di output di stampa, il che lo rende molto comodo da usare.
3.2.3 Facilità di installazione:
Sebbene Rhino sia potente, non ha requisiti eccezionalmente elevati per il sistema operativo e la configurazione hardware del computer rispetto ad altri software di modellazione; occupa solo circa 20 megabyte di spazio ed è facile da imparare e padroneggiare.
3.2.4 Plugin per il design di gioielli professionali:
Rhino è noto per la ricchezza dei suoi plugin, con lo sviluppo di plugin professionali che coprono quasi tutti i tipi di progettazione.
Gemvision Matrix: Un potente plugin per la progettazione di gioielli con vantaggi significativi nella modifica dei controlli parametrici, nell'editing e nelle funzionalità complete.
TDM RhinoGold: Un plugin completo per la progettazione di gioielli con una gamma completa di strumenti di progettazione, tra cui modellazione, incastonatura di pietre, incastonatura di castoni, collane, anelli e rilievi, che consente di progettare e modificare i modelli in modo rapido e preciso. RhinoGold aggiunge strumenti specifici per la gioielleria alle funzioni essenziali di Rhino, migliorando in modo significativo l'efficienza della progettazione e può anche automatizzare le attività ripetitive.
Smart3d e Logis3d Pavetool: Entrambi i plugin possono impostare automaticamente le pietre e generare automaticamente i fori della base a nido d'ape.
Pavetool: Un plugin professionale per l'intarsio virtuale di pietre preziose con superfici curve multiple.
3.2.5 Altri strumenti per i plugin:
FlamingoPenguin V-Ray BrazilBongo RhinoAssemblaggio RhinoDirect EasySite Alibre Design RhinoShoe Orca3D DentalShaper per Rhino
Plugin di rendering Flamingo, Penguin, V-Ray e Brazil; plugin di animazione Bongo, RhinoAssembly; plugin di modifica dei parametri e delle limitazioni RhinoDirect; plugin di architettura EasySite; plugin di meccanica Alibre Design; plugin di calzature RhinoShoe; plugin di marina Orca3D; plugin di odontoiatria DentalShaper per Rhino; plugin di misurazioni fotografiche Rhinophoto; plugin di reverse engineering RhinoResurf; plugin di modellazione di mesh T-Spline, ecc. Rhino dispone di una libreria così robusta di plugin professionali che i modelli progettati con questo software hanno forme precise, effetti di rendering realistici e promozioni animate attraenti. Se utilizzato per la progettazione di gioielli, è anche in grado di modellare rapidamente, disporre automaticamente le pietre e calcolare con precisione il peso netto dell'oro e delle gemme, proprio come un software professionale di progettazione di gioielli.
3.3 3DESIGN
Il software professionale per la progettazione di gioielli 3DESIGN appartiene all'azienda francese Type3, fondata nel 1988 a Lione, in Francia. Come software CAD/CAM artistico leader nello sviluppo industriale, ha contribuito in modo significativo all'incisione industriale e alla progettazione di gioielli 3D.
3.3.1 Tecnologie vantaggiose:
3DESIGN si concentra sulla progettazione di gioielli e orologi professionali. La nuova versione migliora ulteriormente le funzioni di progettazione ed elaborazione dei gioielli e le configurazioni di computer comunemente utilizzate possono soddisfare i requisiti di installazione del software (compatibile con i sistemi Mac e Windows). In genere, è possibile padroneggiare il software in circa tre mesi.
Il software è facile da usare e consente di capovolgere e scalare il modello in qualsiasi momento. È dotato di funzionalità di rendering, che consentono agli utenti di vedere i materiali renderizzati del modello istantaneamente sull'interfaccia, permettendo ai designer di osservare rapidamente i dettagli del loro lavoro e di controllare il design complessivo del gioiello. Per gli ordini commerciali, prevede anche revisioni tempestive, condivisione online e visualizzazione del catalogo, ottenendo un feedback efficace dai clienti prima dell'elaborazione, migliorando così l'accuratezza del prodotto finale.
3DESIGN ha inoltre sviluppato un'esclusiva tecnologia di "collegamento" in grado di modificare rapidamente le bozze di progetto esistenti per ottenere nuovi modelli di design. Se un disegno richiede 4 ore per essere creato, la realizzazione di quattro pezzi simili richiederebbe circa 16 ore, ma la tecnologia "parametrica" è in grado di tenere traccia della storia creativa del disegno, registrando ogni fase. Pertanto, modificando uno qualsiasi dei passaggi e modificando nuovamente, è possibile progettare nuovi lavori senza limiti di tempo o frequenza, consentendo l'innovazione in qualsiasi momento. Inoltre, il software 3DESIGN ricalcola automaticamente tutti i passaggi, con un notevole risparmio di tempo per la modellazione. Il software dispone anche di un ricco database di gemme, incastonature e accessori e di potenti funzioni come l'incastonatura automatica delle pietre, i canali, lo sweeping, le matrici e la stima del peso dell'oro, che consentono di creare diversi stili di gioielli.
3.3.2 Formatura e lavorazione:
Dopo aver utilizzato il software per progettare un buon lavoro, si può passare all'elaborazione del modello. 3DESIGN può produrre file STL e può essere collegato direttamente a macchine di prototipazione rapida e stampanti 3D. È un software all-in-one che integra la progettazione e l'elaborazione dei risultati.
3.3.3 Altri plugin di estensione del software:
3DESIGN ha molti software ausiliari correlati, come 3Shaper e DeepImage. L'uso combinato di più software può rendere più semplice la creazione di gioielli.
3Funzione di scolpitura della sagoma:
Questo software possiede due delle funzioni tecniche più potenti: le superfici di suddivisione e la modellazione ibrida. Eseguendo il plugin 3Shaper in 3DESIGN e aprendo il modello da produrre, è possibile ruotare e misurare liberamente vari angoli, punti o superfici del modello. È inoltre possibile preimpostare più punti e linee per dividere il prodotto in innumerevoli piccole superfici. Spingendo, tirando e collegando le superfici, è possibile modificare la forma del prodotto e completare la modellazione libera, modellando qualsiasi forma come se si trattasse di argilla. Anche molti progetti di piccole sculture utilizzano spesso questo software, progettando prima la forma dell'opera con il software. Utilizzando la tecnologia di stampa 3D si crea un modello 1:1 e, infine, gli artigiani dell'intaglio della giada e del legno lo scolpiscono in base al modello. In questo modo è possibile controllare meglio la forma, risparmiare tempo di lavoro e ridurre gli sprechi di materiale. Per la progettazione di gioielli, questo software può essere utilizzato per rielaborare dettagli come i bordi, per cui l'utilizzo congiunto di 3DESIGN e 3Shaper può rendere i lavori di gioielleria più raffinati.
Funzione di rendering di DeepImage:
DeepImage è anche un software di assistenza per 3DESIGN. Come funzione operativa di 3DESIGN CAD8, DeepImage consente ai progettisti di creare rapidamente immagini e "animazioni" in ray-tracing ad alta definizione (Quicktime, PNG o immagini JPG continue). DeepImage presenta inoltre le seguenti caratteristiche: la possibilità di selezionare materiali e scene di gioielli da un database specifico, di trascinare i materiali, di presentarli con un ambiente completo, di integrarsi in modo più appropriato con la progettazione dei prodotti e di calcolare e presentare automaticamente gli effetti di rendering, il tutto in pochi secondi.
3.4 ZBrush
ZBrush è un potente software di scultura digitale 3D e pittura 2D lanciato da Pixologic nel 1999. È diventato un software fondamentale nell'industria del 3D, utilizzato principalmente negli effetti speciali cinematografici, nei videogiochi, nella progettazione di illustrazioni, negli effetti pubblicitari, nella stampa 3D, nella progettazione di gioielli, nei modelli umani, nella progettazione automobilistica, nella didattica concettuale e in altri settori.
3.4.1 Tecnologie vantaggiose:
La nascita di ZBrush ha portato cambiamenti rivoluzionari nell'intero settore della progettazione 3D. A differenza dei software 3D tradizionali che si affidano al mouse e ai parametri per la modellazione, ZBrush trasforma le attività più complesse e laboriose di modellazione e texturing dei personaggi nella produzione 3D in un'operazione di pensiero simile alla scultura con l'argilla, rispettando pienamente le abitudini di lavoro tradizionali dei designer. Il software presenta diversi stili di pennelli 3D e librerie di materiali, consentendo ai designer di controllare strumenti come i pennelli 3D attraverso una tavoletta grafica o un mouse. Il concetto di funzionamento del mouse è simile a quello dei vari scalpelli e pennelli, mentre questioni noiose come la topologia e la distribuzione delle maglie vengono gestite automaticamente in background. Progettisti e artisti possono liberare la loro creatività, completando i lavori come se stessero disegnando o scolpendo a mano. Allo stesso tempo, possono applicare continuamente effetti di colorazione, rendering e di altro tipo, modificando il colore, la texture, l'illuminazione e la precisione del lavoro, ottenendo realmente l'integrazione del 3D.
I pennelli di ZBrush sono in grado di modellare facilmente dettagli della pelle come rughe, ciocche di capelli e macchie, oltre a modelli di bump e texture dettagliate. Può anche esportare dettagli complessi in mappe normali e modelli a bassa risoluzione con UV ben avvolte, facilitando il riconoscimento e l'applicazione in software 3D di grandi dimensioni come Autodesk Maya, 3DS Max e Lightwave. Pertanto, questo software è anche uno strumento fondamentale per la modellazione e i materiali nella produzione di animazione professionale. Giochi importanti come "Assassin's Creed" e "Call of Duty" e film famosi come "Pirati dei Caraibi", "Il Signore degli Anelli" e "Avatar" hanno utilizzato il software ZBrush per la produzione.
3.4.2 Formatura e lavorazione:
Le opere progettate con ZBrush possono essere direttamente emesse in formati come STL per essere collegate a varie stampanti 3D per la produzione di modelli fisici. È anche possibile importare nel software dati accurati del modello acquisiti da scanner 3D di alta precisione per ulteriori modifiche e perfezionamenti.
Molti modelli di opere d'arte vengono creati attraverso la stampa 3D dopo essere stati progettati con ZBrush. La perfetta connessione tra progettazione e output fisico consente di trasformare rapidamente i concetti creativi di designer e artisti da virtuali a reali, riducendo in modo significativo i costi di progettazione.
Alexander Beim, statua di Einstein, lavoro di modellazione ZBrush
Xu Zhelong, Golden Scale Junior (immagine non renderizzata)
Xu Zhelong x Kaiten Studio， Scala d'oro Junior, scultura fisica
3.4.3 L'applicazione di ZBrush nella progettazione di gioielli:
Le capacità di scultura 3D di ZBrush sono simili a quelle della tradizionale scultura in cera intagliata a mano, con pennelli sottili e strumenti per spingere, tirare e ruotare che possono modificare la forma della modellazione a piacimento. Questa funzionalità simile alle operazioni manuali è molto adatta per la creazione di gioielli astratti, umani, animali, floreali e di vario altro tipo, consentendo anche un dettaglio approfondito dell'opera, superando le limitazioni della progettazione dei dettagli nei software 3D tradizionali basati su CAD o NURBS.
ZBrush può essere utilizzato anche con software 3D come JeweICAD e Rhinoceros. Ad esempio, i modelli di gemme e accessori di gioielleria di JeweICAD possono essere esportati in formato STL e quindi importati in ZBrush per l'uso; i gioielli di tipo geometrico a blocchi possono essere creati rapidamente con Rhinoceros e perfezionati in ZBrush. ZBrush è dotato di varie sfere di materiali e strumenti di rendering, che consentono di renderizzare ogni parte del gioiello con materiali diversi. Oltre ai materiali tradizionali come l'oro, l'argento e il rame, esistono vari materiali di rendering come vetro, perle, pietre preziose, sabbia, legno e plastica, e gli utenti possono creare le proprie texture di materiali, soddisfacendo enormemente le esigenze dei designer. Una volta completata la progettazione del modello, è possibile selezionare direttamente i materiali per ottenere un effetto realistico, che svolge un ruolo importante nel controllo della qualità della lavorazione del prodotto finale.
Sezione II Tecnologia di intaglio a controllo numerico CNC
CNC è l'abbreviazione di Computer Numerical Control. Una macchina da incisione CNC è composta da un computer, da un controllore della macchina da incisione e dalla macchina da incisione principale. La tecnologia di controllo numerico della macchina per incidere è un sistema di controllo della traiettoria, con lo spostamento di ciascun asse di movimento come oggetto di controllo e il coordinamento del movimento di ciascun asse di movimento. L'idea di elaborazione è la seguente: In primo luogo, la progettazione e il layout del modello vengono eseguiti utilizzando un software di incisione specializzato configurato nel computer, e le informazioni sui dati vengono trasmesse automaticamente al controller della macchina per incidere dal computer, che le converte in segnali di potenza per i motori di azionamento o i servomotori. A questo punto, la macchina da incisione principale genera il percorso dell'utensile di incisione per tre o più assi e gli utensili di incisione configurati in base al materiale di lavorazione iniziano a ruotare ad alta velocità, eseguendo processi sottrattivi come taglio, fresatura e foratura sul materiale fissato sul banco di lavoro della macchina principale. Dopo l'operazione, è possibile incidere vari modelli piani, tridimensionali e in rilievo progettati al computer.
Le piccole macchine per incisione a controllo numerico sono anche ampiamente utilizzate nel processo di prototipazione rapida dell'industria della gioielleria. Le macchine per incisione CNC possono lavorare una varietà di materiali come il legno, il bambù, il cuoio, la plastica e la cera e possono anche lavorare direttamente materiali metallici; questo processo è adatto a vari profili tridimensionali superficiali complessi, texture e intagli piatti e cavi, mentre è più impegnativo lavorare modelli con strutture interne, semi-chiuse e chiuse. Le macchine per incisione CNC utilizzate per la formatura di gioielli possono essere compatibili con vari formati di dati di software CAD, come Rhino, JewelCAD, Solidworks, ArtCam, ecc. Possono anche utilizzare software di modellazione professionale per l'incisione come Type3 per la progettazione, migliorando la qualità dei modelli. Per questo motivo, i gioielli e i piccoli oggetti di artigianato intagliati con la tecnologia CNC sono solitamente di alta qualità. Tra i marchi più comuni di piccole macchine per incisione CNC utilizzate per la lavorazione dei gioielli vi sono Beijing Jingdiao e la francese Gabar.
La tecnologia di scansione 3D è spesso combinata con la tecnologia di incisione CNC e di stampa 3D, importando i dati scansionati in un computer per le regolazioni e utilizzando poi la tecnologia di incisione CNC o di stampa 3D per la lavorazione della forma.
Macchina per l'incisione laser CNC che scolpisce il metallo
Artigianato in metallo, realizzato con macchina da incisione CNC
Grande macchina per incisione CNC di livello industriale
Piccola macchina per incisione CNC
Scanner 3D portatile
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