3D プリントジュエリーの利点、テクノロジー、プリンター!

3D プリントにより、誰でも独自の品質のジュエリーを製作できるようになり、プロの宝石職人にとっては、より手頃で、より簡単で、より速い方法でジュエリーを製作できるようになります。 3D プリントはジュエリー市場に参入し、ジュエリー会社は新しいテクノロジーを活用した便利なカスタマイズ製造を提供するようになりました。では、3D プリントの利点は何でしょうか?現在、3D プリントジュエリーサービスプロバイダーは何ですか?

3D プリントジュエリーを選ぶ理由

△XFab 2500に加えて、DWSはジュエリープリンターも製造しています

ほとんどの場合、3D プリントジュエリーについて話すときは、従来のジュエリー作りと同じように、型を作るために使用される 3D プリントワックスモデルを指します。宝石職人は 3D プリンターを使用して、ボタンを押すだけでデジタルデザインからモデルを作成できるため、何時間も何日もかかる手彫り作業が不要になります。 3D プリンターのサイズに応じて、ユーザーは一度に 12 個近くのモデルを注入可能なワックスで印刷できます。

3D プリンターを使用してジュエリーを印刷することには、他にも多くの利点があります。ユーザーは、完成品のスタイルを確保するために、プロトタイプ作成に 3D プリントを使用できます。 3D プリントは、ユーザーが同じデザインの複数のバージョンを作成する必要がある場合に特に適しています。 3D プリントされたモデルは、宝石が正しいサイズであることを確認するための試し置きにも最適です。

しかし、今日、ジュエリーデザイナーや大手ジュエリー会社にとって重要なのは、トレンドに素早く対応する能力です。若い世代はジュエリーを頻繁に身に着けたり交換したりしているため、ジュエリーはもはや特別な機会のためだけのものではなくなり、市場には多種多様なジュエリーのデザインが揃っています。

●Melorra India は、デジタルでデザインされたジュエリーと 3D プリント技術を使用して、男性と女性向けの次世代の日常的なジュエリーに対する市場の需要に迅速に対応することを目的として設立された会社です。 2016 年に設立された Melorra は、「今買って、今着る」商品を作るというモットーを掲げ、急速にインドで急成長しているブランドのひとつになりました。同社はジュエリーの型を作るために3Dプリンターに投資し、それを熟練の職人が鋳造して仕上げている。創業者のサロハ・イェラミリ氏はエコノミック・タイムズ紙にこう語った。「3Dプリントなら、注文量を気にする必要がありません。コスト効率を保ちながら、注文の具体的なニーズに応えることができます。」

●3Dプリントを活用しているもう一つのジュエリーブランドはLaceで、顧客が購入前に3Dプリントされたジュエリーを試すことができるジュエリーサンプルプログラムを立ち上げており、これにより返品や交換の回数や材料の無駄が削減されます。

△ レースのジェニー・ウーが、最終生産が始まる前に顧客が試着できるように作った 3D プリントのジュエリーサンプル

●ジュエリーの新興企業である Gildform と Cloud Factory は、3D プリントの利点をビジネスモデルの核として活用しています。彼らのニッチな分野は、誰もが自分だけのジュエリーを作れる手頃なプラットフォームを提供することで、顧客が製品をデザインし、最低注文数なしで 3D プリントで生産できるように支援することです。 Glidform はユーザーの最終設計を受け取り、鋳造用のワックスモデルを 3D プリントします。 Cloud Factory は異なるアプローチを採用し、リサイクルされたスターリングシルバーからユーザーのデザインを直接 3D プリントします。

金属ダイレクト 3D プリントには独自の利点があります。まず、3D プリントにより、宝石職人はモデルから鋳造する場合と比べて、ユニークなアイテムを大量生産できるようになります。第二に、ワックスパターンを作成し、そのパターンから鋳型を作成し、その鋳型に溶融金属を注ぐというプロセス全体が不要になり、多くの時間を節約できます。

△アフィニティシリーズのハッシュリングとブレスレットは、ボルテンスターンによって金で3Dプリントされています

Boltenstern は、アルゴリズムを使用して作成されたデジタルデザインに基づいてジュエリーを直接 3D プリントするスタートアップです。 Marie Boltenstern は、EOS の金属 3D プリンターを使用して、貴金属粉末から複雑で精密な反復形状を直接 3D プリントします。同社はまた、ナイロンポリマーを使用してジュエリーを3Dプリントし、着色することで軽量かつ耐久性のあるジュエリーを作成しています。

△3Designのジュエリーデザインソフト

ジュエリーデザインソフトウェア<br /> コンピュータ支援設計の登場とそのデザインを 3D プリントする機能により、ほとんど誰でもジュエリーを作ることができるようになりました。ジュエリーを 3D プリントする最初のステップは、コンピュータ支援設計 (CAD) ソフトウェアを使用して作成できるデジタルデザインです。お客様のニーズに合わせて、さまざまな 3D 設計ソフトウェアオプションをご利用いただけます。

ジュエリーを一からデザインすることに興味がない場合は、既存のデザインを編集する方がやりやすいかもしれません。 Thingiverse などの 3D デザインリポジトリには、選択できるデザインが多数あります。

アンティークの家宝や友人からもらった大切な品物を修復したい場合は、3D スキャンを試してみてください。 3D スキャナーにはさまざまな種類があり、価格が気になる場合は、3D スキャンアプリをダウンロードしてスマートフォンをスキャナーとして使用することもできます。スキャンされたデータは、編集のために CAD ソフトウェアにアップロードされるか、ジュエリー会社に渡されて生産されます。

△B9 Creationsは、ジュエリースキャン専用の3DスキャナーB9 Scan 500を17,955ドルで製造している。

ジュエリーデザインのヒントソフトウェア
CAD ソフトウェアは、ジュエリーデザインなどの構造芸術に最適です。ジュエリーに必要な狭い範囲での精度を維持することができます。さらに、イヤリング、結婚指輪、大量生産品など、必要な場所に統一感を持たせるのに役立ちます。 3D モデリングコンポーネントを備えたほとんどの CAD プログラムは、ジュエリーデザインの一般的なアイデアをサポートできますが、作業を容易にするために考慮すべき点がいくつかあります。

● ジュエリー専用のテンプレート: これらのテンプレートを使用すると、技術的な要素についてあまり心配する必要がなくなり、デザインのクリエイティブな部分に集中できます。イヤリングのバックなどの基本的な標準化されたジュエリーコンポーネントのテンプレートを使用すると、製品を業界標準に準拠させながら、デザインの独自性をアピールできます。

●リアルなモデリング: ジュエリーは視覚的な媒体であるため、3D モデリング機能を備えたプログラムを使用すると、デザインが現実世界でどのように見えるかを示し、プロトタイプを作成する前に欠陥や問題を特定できます。

●シンプルなインターフェース: すっきりとしたワークスペースインターフェースと簡単に見つけられるツールや機能により、ユーザーの学習時間を最小限に抑え、設計時間を最大限に活用できます。

△クラウドファクトリーはSLMソルーションズ金属3Dプリンターでスターリングシルバージュエリーを直接3Dプリントします

ジュエリーの 3D プリントには、主に 2 つのアプローチがあります。

● 直接 3D プリント、金属またはプラスチックで最終製品を直接印刷します。
● インベストメント鋳造。ワックスモデルを 3D プリントし、それを使用して部品を鋳造します。

ダイレクト3Dプリント

△ボルテンシュテルンはダイレクト3Dプリントを使用してユニークなジュエリーを制作しています

ユーザーは貴金属ジュエリーを直接 3D プリントできますが、3D プリンターの価格は独立した宝石商にとっては高価すぎるため、ほとんどの宝石商はこの方法で 3D プリンターを使用しません。一部のオンライン印刷サービスでは貴金属を使って直接 3D プリントを行うため、オンデマンドサービスにデジタルモデルをアップロードすると、このテクノロジがより利用しやすくなります。

ダイレクト 3D プリンティングでは、粉末ベッドフュージョン技術を使用して、レーザーで金属粉末粒子を焼結します。これは、選択的レーザー溶融 (SLM) または金属レーザー粉末ベッドフュージョンとも呼ばれます。バインダージェッティングと呼ばれる別のタイプの 3D 印刷も利用可能で、金属やポリマーで使用できます。使用できる金属の種類は、使用する 3D プリンターによって異なります。貴金属を直接 3D プリントすることが目的の場合は、Desktop Metal、HP、ExOne、Digital Metal の金属 3D プリンターを検討してください。軽量カーボンファイバーナイロンやカラープラスチックなどのポリマージュエリーを直接 3D プリントするには、Formlabs、Impossible Objects、Stratasys の 3D プリンターをご覧ください。

インベストメント鋳造

△フローズンなどの樹脂3Dプリンターは鋳造可能な材料を使用して、微細なジュエリーの型を3Dプリントできる

インベストメント鋳造は、3D プリントジュエリーの最も一般的な方法で、3D プリントと従来の鋳型製作技術を組み合わせたものです。3D プリンターは、硬いモデルワックスを希望の形状に彫刻する手法に代わるものです。宝石職人は、コンピューターとジュエリーデザインソフトウェア、またはコンピューター支援設計 (CAD) ソフトウェアを使用してデザインを作成し、ワックスや樹脂などの他の材料を使用してジュエリーモデルを 3D プリントします。樹脂で鋳造モデルを印刷するには、ステレオリソグラフィー (SLA) またはデジタル光処理 (DLP) を使用します。この時点で、伝統的なロストワックス鋳造プロセスに戻ります。

ロストワックス法は、ワックスまたは樹脂のモデルを石膏のような媒体で包み、硬化させてから加熱し、モデルを溶かして鋳型を作り、その鋳型に溶けた貴金属を充填する伝統的な金属鋳造法です。金属が固まって型が取り外されると、対象物が取り出され、機械加工され、研磨されます。

3D プリンターは詳細なマスターモデルを作成できるだけでなく、ジュエリーのデジタルファイルをソフトウェアで数分でカスタマイズして、別のモデルまたは一度に 20 個の異なるモデルを印刷することもできます。これにより、設計の反復と大量カスタマイズが大幅にスピードアップします。

△ 樹脂3Dプリントは、複雑なジュエリーデザインに適した非常に精巧な部品を生産できる

3D プリント設計モデルの利点:

●スピード: 3D プリントはワックスの手彫りよりもはるかに高速です。従来の方法ではワックスモデルを細かく彫るのに何時間も、場合によっては何日もかかりますが、3D プリンターではわずか数時間で詳細なモデルを作成できます。さらに、デジタルファイルを変更して別のバージョンを印刷するだけで、変更が簡単になります。

●複雑さ: 3D プリンターは手彫りよりも複雑で精密な形状を作成でき、CAD ソフトウェアで設計できるものはすべて印刷できるため、彫刻のスキルがないアーティストでも優れたデザインを簡単に実現できます。さらに、手彫りではほとんど不可能な幾何学的形状も実現できます。

●カスタマイズ：オリジナルのマスターモデルはデジタル CAD ファイルとして保存されるため、顧客の要件に応じて迅速に変更できます。オーダーメイドのジュエリーを提供できること、また、将来の着用者が最初のデザインに満足しない場合はモデルを簡単に変更できること。

●大量生産：3D プリンターの容量に応じて、一度に数十種類のワックスモデルを印刷できます。

●複製: 3D プリントにより利便性がさらに高まり、古いジュエリーを複製できるようになります。 3D スキャナーを使用すると、既存の部品をデジタルモデルとして再作成し、CAD ソフトウェアでクリーンアップして印刷することができます。

●コスト効率が高い: ジュエリーグレードの 3D プリントでは印刷材料をほとんど使用しないため、材料コストを削減できます。

●ラピッドプロトタイピング：3Dプリントモデルに宝石を取り付けて完璧にフィットするようにし、最終作品を鋳造する前にクライアントの承認を得ます。

ワックスと鋳造材料

△BlueCast X5 レジンジュエリーモデル

鋳造材料はすべて同じではありません。もちろん、純粋なワックスで印刷することも可能ですが、鋳造可能な樹脂などの新しい材料は、注入プロセス中に強度が増し、よりきれいに燃焼するなどの特徴を持つように配合されています。たとえば、ポリメチルメタクリレート (PMMA) は、優れたバーンアウト特性を備えたアクリルプラスチックで、工業用鋳造でよく使用されます。これらの材料は、リン酸結合型や石膏結合型の埋没材と悪影響を及ぼす可能性があるため、ワックスの直接的な代替品として必ずしも適しているわけではありません。したがって、鋳造材料を埋没材に合わせることが重要です。

プリンターがサードパーティの材料と互換性がある場合、注入可能な材料を購入する際に次の点に注意してください。

●溶解時間: ワックスまたは鋳造可能な樹脂材料が完全に溶解または燃え尽きて型から出るまでにどのくらいの時間がかかりますか?

灰分レベル: 低灰分または無灰分のワックス材料は、燃焼後に型の中に灰や煤がほとんどまたはまったく残りませんが、他のワックス材料では、型を徹底的に洗浄する必要がある場合があります。

●収縮率が低い: すべてのワックスと鋳造可能な材料は収縮するため、これを考慮する必要があります。そのため、収縮率を理解することが重要です。

吸水性が低い: ほとんどの鋳造樹脂は、覆われていないと水を吸収します。

ジュエリー 3D プリンター

△X-vest合成埋め込み材を使用して印刷された装飾

ジュエリー 3D プリンターを選択する際に最初に考慮すべきことはテクノロジーです。鋳造モデルを印刷したい宝石商のほとんどは、印刷解像度が高いため、樹脂ベースの 3D プリンターを選択します。鋳造用に特別に配合されたワックス樹脂により、宝石職人はきれいに焼成できる詳細なモデルを印刷できます。貴金属に直接ジュエリーを印刷する場合、選択肢は少なくなります。

△ スウェーデンのジュエリーデザイン会社 Arild Links は、デジタルメタルの金属バインダージェット 3D プリンターを使用して、銃からリサイクルされた金属でジュエリーを製造しています。

プリンターを選択する際に考慮すべき事項:
●解像度: ジュエリーは小さいので、プリンターで印刷できるディテールが細かいほど良く、理想的には 10 ミクロンまでです。

印刷速度: 理想的には、速度を調整して、超高速だがそれほど細かくないプロトタイプと、通常はより長い時間がかかる非常に細かいディテールの両方を取得できるマシンを探します。

●材料の互換性：特定のメーカーの材料に限定されないプリンターを選択してください。最も適切なワックス樹脂はサードパーティによって製造される場合があります。独自の材料は一般にサードパーティの材料よりも高価であり、一部のプリンターは独自の樹脂で完璧に印刷できるように完璧に調整されているため、試行錯誤が減ります。

●コスト：プリンターを購入する際は、プリンターの価格だけでなく、メンテナンスコストや材料費も考慮する必要があります。ジュエリー 3D プリンターは数か月で元が取れますが、予算に注意を払う価値はあります。

●露出: デザインに細かい特徴と滑らかな表面が必要な場合は、LCD テクノロジを慎重に使用する必要があります。一部の LCD マシンは、ピクセル化された表面を持つモデルを生成しますが、後処理に時間を費やさなければ、鋳造時に最終製品にそれが反映される可能性があります。

●生産量:一度に 1 ～ 6 個のモデルのみを作成する予定の場合は、生産量の少ないマシンでも問題ありませんが、数百個のリングやペンダントを大量にカスタマイズする予定の場合は、生産量の多いマシンを探してください。

●アクセサリ: お使いのモデルはプリンタから直接印刷するのに適していません。洗浄機や硬化機などの他の機器も必要になります（ただし、なくても大丈夫です）。したがって、完全なパッケージを提供する会社を探してください。

3D プリントジュエリーには、パーソナライズされたカスタマイズ、コスト削減、効率性の向上などの利点があります。従来の製造の限界を打ち破り、革新的なデザインを実現します。将来的には、デジタル技術、新素材、人工知能の発展により、3Dプリントジュエリーの人気が高まり、業界はインテリジェンスとパーソナライゼーションの時代へと進むでしょう。

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