הכוח המשתנים של לייזר מתכת דיגיטלית מתפרש בתכשיטים ובאמנות

Digital Metal לייזר Sintering (DMLS) יש שינוי יסודי איך תכשיטים מותאמים אישית ומתכת אמנותית נוצרים.טכנולוגיית ייצור תוספת זו משחררת מעצבים מן המגבלות של הליכוד המסורתי, זיוף, ו machining, המאפשרת את ייצור ישיר של מורכבות, גבוה דיוק מתכת אובייקטים ממודלים דיגיטליים 3D. עבור אמנים ויוצרים, DMLS הוא לא רק כלי ייצור - הוא כלי ייצור חיוני עבור יכולות מתכת מורכבות, כלומר, עיצובית לחלוטין, כלומר, על פני תכונות חומרה של תכונות מתכת פשוטות, עיצוב.

טכנולוגיית DMLS

לייזר מתכתי דיגיטלי Sintering הוא תת-קבוצה של ייצור תוספי אבקת אבקת שומן.התהליך מתחיל עם שכבה דקה של אבקת מתכת - באופן חד 20 עד 100 מיקרון עבה - גם על פני פלטפורמת בנייה. לייזר בעל עוצמה גבוהה ולאחר מכן לסרוק באופן סלקטיבי את האבקה, תוך שימוש חלקיקים יחד בתוך פרק צלב מדויק של העיצוב המיועד.

החלקים המתקבלים הם צפופים כמעט (בדרך כלל 99.5% ומעלה), עם תכונות מכניות שוות ערך, ובמקרים מסוימים מעלים, אלה של מתכות נפוחות.בניגוד לתהליכי תוספת אחרים הדורשים עיבוד לאחר עיבוד, DMLS משיגה קשר מתכתי מלא במהלך הבנייה.זה מאפשר קיסוסים פנימיים מורכבים, מבנים ריקים, ומורכבים תחת בלתי אפשרי כי הם מייצרים עם כוויות CNCx המסורתית או ירידה של CNCxic.

סקירה טכנית עמוקה יותר של תהליכי היתוך של אבקת שומן, מתייחסת למדריך הייצור של ייצור מדיה:0 (Additive Manufacturing Media's GuideFLT:1).

יתרונות מרכזיים לתכשיטים

אחריות ללא תחרות ופרטיות

תכשיטים דורשים דיוק ברמה מיקרון להגדרות, פרונגס, ו filigree.DMLS באופן עקבי מספק את ההחלטה תכונה עד 0.1 מ"מ, המאפשר למעצבים ליצור הר אבן התחלה וליטנסיכות עדינה הדורשות שעות של עבודת יד מומחה - אם זה יכול להתבצע בכלל.נקודת המיקוד של לייזר וקלט חום מבוקר פירושו שאפילו הקצוות המשובחים ביותר הם חדים, ללא חפץ משותף או מכווץ.

זרם עבודה דיגיטלי

התהליך כולו מ-CAD ועד להשלמת חלק המתכת הוא דיגיטלי.זה מבטל את הצורך בדפוסים פיזיים, עובש גומי, וזריקת שעווה כלי.שינויים בתכנון נעשים בתוכנה בתוך דקות, וניתן להדפיס גרסה חדשה ולהכין ללחיצת יום.התנעה מהירה מתכות יקרות מאפשרת לתכשיטים להעריך, משקל, ואסתטיקה לפני ביצוע ייצור, צמצום משמעותי של מחזורי פיתוח.

חומרים וריאציות עבור מתכת מדהימה

DMLS תומך במגוון רחב של מתכות, כולל זהב 18k (צהוב, ורוד, לבן), פלטינה, פלפטום, פלפטיום, sterling כסף, וגרסאות פלדה אל-חלד.כל חומר זמין כאבקה בסדר עם חלוקת חלקיקים מבוקרת כדי להבטיח התכה עקבית. כי התהליך הוא תוסף, אין בזבוז של מתכות יקרות מעבר לכמות הקטנה של אבקה אבודה לאחר עיבוד.

חופש גיאומטרי להגדרות מורכבות

ליהוק מסורתי דורש סטיות טיוטה ולהימנע ממכשולים חמורים כדי לאפשר הסרת שעווה וזרימת מתכת.DMLS אין מגבלות כאלה. מעצב יכול לשלב קישורים בין-ממלאים המיוצרים במבנה יחיד, ערוצים חלולים לירידה במשקל, ומבנים אורגניים ל- lattice המחקים צורות טבעיות.לדוגמה, טבעת עם הגדרת סל משולב לחלוטין ועבודות לגלול מורכבות יכול להיות מודפס כמו חתיכה מונוליטית אחת, המפרקים שנמכרים.

עלויות-אווירה עבור אחד-Off ו- Small Batches

עלויות כלי עבור השקעה ליהוק טבעת אישית אחת יכול לרוץ למאות דולרים לפני המתכת הראשונה מוזג. DMLS מבטל כלי מלא; העלות של פיסת הוא בעיקר מונע על ידי נפח חומרי ולבנות זמן. עבור חתיכות ייחודי או אוספים מוגבלים של פחות מ 50 יחידות, DMLS הוא לעתים קרובות יותר כלכלי מאשר ייצור.הנקודה פורצת-אפילו בהשוואה ליהוקציה משתנה, אבל דו"ח מותאם אישית על תכשיטים עבור חיסכון משמעותי עבור ייצור קטן.

הרחבת אפשרויות ליצירת אמנות

מימוש הבלתי אפשרי בעבר

Sculptors ואמנים הפועלים במתכת כבר זמן רב מחוסנים על ידי גבולות של ייצור.Welding, זיוף, ו הליהוק דורש מפרקים ופשרות מבניות. DMLS מאפשר יצירת פסלים חלקיים מונוליטיים עם חזייה פנימית כי שומר כוח תוך צמצום דרמטי משקל.

עיצוב אורגני ו Parametric

כלים מודרניים לעיצוב חישובי מאפשרים לאמנים ליצור טפסים המבוססים על אלגוריתמים, דפוסי צמיחה, או משוואות מתמטיות.DMLS הוא השלים המושלם לשיטות אלה כי זה יכול ישירות לקלקל את פני השטח המורכבים והמכרות המיוצרים על ידי תסריטים ניווניים. בין אם זה צמיד שעוקב אחר דיאגרמת ורוניאו תבנית עטופית כמו ספוג ים, DMLS משכפל את המודל הדיגיטלי עם נאמנות מדויקת.

טקסט וחדשנות חיצונית

מכיוון ש-DMLS בונה חלקים אבקה, משטח מודפס יש מרקם אופייני.זה יכול להיות נשאר גלם עבור אסתטיקה מודרנית, תעשייתית, או זה יכול להיות מעודן דרך מתפתל, מתפתל, ללוטש יד או בשפע.בנוסף, תהליך שכבת-על-ידי שכבה מאפשר למעצבים לתכנן מרקמים - כולל מיקרו-טראטים ומשתנים - באופן גס לתוך המודל הבלתי אפשרי, יצירת אפקטים מסורתיים עם טרה-ידיים.

שילוב עם חומרים אחרים

חלקי מתכת DMLS יכולים להיות נועדו לממשק עם רכיבים לא-מטאליים כגון אבני חן, ריבאונים רזים, עץ או בדים. המתכת ניתן להדפיס עם חללים ממוצבים בדיוק, ערוצים וכרטיסיות הרה. עבור מתקנים אמנותיים גדולים, קטעי DMLS ניתן להדפיס ולאחר מכן התאספו עם מסגרות מבניות, המשלב את הדיוק של התוסף עם הגדלה של ייצור מסורתי.

אפשרויות חומריות והשפעותיהם על עיצוב

בחירת המתכת הנכונה לפרויקט DMLS כוללת איזון מטרות אסתטיות, דרישות מכניות, ועלויות. להלן הן חומרים משותפים ויישומים שלהם:

  • (FLT:018K Gold (Yellow, Rose, Whiteve): 1:1 הבחירה המסורתית ביותר עבור תכשיטים יפים.DMLS זהב יש מאפיין מעט שונה בשל מבנה דגנים משובח, אבל הוא מקבל את כל טכניקות הקבע הסטנדרטיות. אידיאלי עבור טבעות, עטים, ו עגילים שבהם צבע הוא בעל חשיבות עליונה.
  • (FLT:0)Platinum (Pt 950): ההרחבה 1 (RIRLT:1) צפופה ועמידה מאוד.DMLS פלטינה מייצרת חלקים עם הגדרה מעולה של קצה. Best for high-end טבעות אירוסין והגדרות הדורשות אבטחה מקסימלית עבור אבנים גדולות.
  • (FLT:0) פלמיום: 1 Lighter Than פלטינה אבל עם צבע לבן דומה. DMLS Palladium הוא יותר זול ומשמש עבור תכשיטים אופנה וחתיכות avant-גרד.
  • (ב) ניתן לטבול את Silvermia: 1FLT: בחירה כלכלית לאמנים.DMLS כסף ניתן לחמצן, לטרונום או לrhodium מצופה.נקודת ההמסה שלו נמוכה יותר, ומאפשרת לבנות מהר יותר עם פרטים מצוינים.
  • (הופנה מהדף ⁇ :0) ⁇ (Ti64): לא מתכת יקרה, אלא מוערכת לכוחה, משקל ו ביו-קו-אופטימיות DMLS titanium הוא פופולרי עבור אמנות עכשווית ותכשיטים של גברים עם משקעים אפלים, מחוסנים.
  • (FLT:0) Stainless Steel (316L): 316L): גבוה corrosion-resistant וחזק.

כל מתכת מתנהגת מעט שונה במהלך חיטוי. אבקת מתכת חמורה, למשל, יש מוליכות תרמית גבוהה יותר, הדורשת פרמטרים לייזר מדויקים כדי להימנע ממיס חלקיקים סמוכים. מנוסים DMLS מותאמים פרופילים עבור כל חומר כדי להבטיח צפיפות עקבית ואיכות פני השטח.

יתרונות סביבתיים וכלכליים

ניכוי פסולת ומרחביות חומרית

ייצור תכשיטים מסורתי מייצר פסולת משמעותית.הליכום האבוד כרוך חיתוך sprues ושערים כי הם remelted, אבל הרבה שברים קטנים יותר אבדו בתהליך. mining subtracts עד 80% של המתכת המקורית. in DMLS, החומר היחיד נצרך הוא מה טפסים האובייקט; אבקה לא בשימוש הוא אחההההההההה ושימוש מחדש עבור בנייה מאוחרת יותר.

אנרגיה בתכיפה קטנה

בעוד מכונות DMLS הן אנרגיה-אינסטנסיביות במשך שעה, האנרגיה הכוללת עבור עבודה מותאם אישית או קטנה בטלפונית נמוך יותר מתהליכי הליהוק הדורשים חימום חוזר וקירור של גידולים גדולים.החיסול של כלי ייצור ותבניות עוד יותר מקטין אנרגיה מוטבעת.עבור אמנים ותכשיטים מחויבים לפרקטיקה בת קיימא, DMLS מציעה נתיב אמין להורדת ההשפעה של פחמן לדרגה מפורטת של ייצור של תוספי מזון.

הפקה וממציאה

מכיוון ש-DMLS יוצר חלקים ישירות מהקבצים הדיגיטליים, אין צורך להחזיק מלאי של מוצרים מוגמרים.תכשיטים יכולים להדפיס חתיכה רק כאשר הזמנה מוצבת, תוך חיסול הסיכון של מניות לא ישנות.מודל זה פשוט בזמן מועיל במיוחד עבור פריטי מתכת יקר ערך גבוהה שבו עלויות החומר לנעול הון.אמנים יכולים גם להציע מהדורות מוגבלות מבלי לבצע הדפסה מינימלית, שכן כל פריט זהה למאסטר דיגיטלי.

שיקולים מעשיים לאימוץ DMLS

עיצוב DMLS (DFAM)

תכנון עבור DMLS דורש שינוי חשיבה.קירות דקים של פחות מ 0.4 מ"מ עלולים לפרוץ; לא נתמך על פני יתר של מעל 45 מעלות דורש אוריינטציה זהירה או תוספת של תמיכה מקרית כי הוסרו מאוחר יותר. גודל מינימלי תלוי בסוג מתכת, אבל בדרך כלל 0.5 מ"מ חורים הם reproducable. עיצובים מוצלחים לשלב מגבלות אלה מההתחלה, באמצעות סימולציה כדי לחזות מתח תרמי ולבנות אוריינטציה.

פוסט-Processing and Ending

חלקי DMLS יוצאים מהמכונה עם משטח גס, מטבול ומבנים תמיכה מחוברים.התמכים באופן ידני או מכני הוסרו, והיצירה היא אז מלוטשת, חולפת, או מלוטשת.עבור תכשיטים, השלבים הבאים כוללים הגדרת אבן, rhodium pling, או resizing.המדם השכבהed יכול להיות בחירה אסתטית, אבל לעתים קרובות יש צורך לתכנן עבור סיום כאשר מחיר הוא בדרך כלל נדרש כדי לסיים את הגאומטריה מורכבת, אם כי הוא בדרך כלל, הוא הכרחי כדי להתחיל את המשטח מורכב יותר.

שיתוף פעולה עם הלשכה

אמנים ותכשיטים מעטים משקיעים במכונות DMLS שלהם בשל עלות ההון הגבוהה (בדרך כלל 100,000 $ ל $ 500,000 עבור מערכות מתכת יקרות ערך) רוב העבודה עם משרדי שירות מיוחדים המציעים הדפסה מתכת יקרת ערך.כאשר בחירת שותף, להעריך את החוויה שלהם עם החומר הנבחר שלך, נהלי בקרת איכות שלהם (כולל בדיקות צפיפות), ואת היכולת שלהם לטפל בהסרה תמיכה מורכבת.

מחקרים ב-DMLS תכשיטים ואמנות

טבעות חתונה עם מורכבות Lattice

תכשיטן מבוסס לונדון השתמש DMLS כדי ליצור זוג טבעות חתונה פלטינה המכילה מנוף ספירלה מתמשך המשתרע סביב הלהקה.העיצוב היה בלתי אפשרי עבור מחבישים נסתרים.הטבעות הודפסו בפיסת יחיד, מחוספס יד, וקבעו עם יהלומים בכיסים מעוצבים מראש.

פסל Kinetic

אמן בינלאומי עיצב פסל קיננטי הכולל מעל 200 עלי פלדה בין-מסלולים, כל אחד עם צורתו האורגנית ונקודת פיוט שלו. DMLS אפשר לכל עלה להיות מודפס עם בוסים נפרדים המחברים מוטות, הסרת הצורך בשחיקה.החלקים היו עקביים בתוך 0.05 מ"מ, הבטחת תנועה חלקה.

עתיד DMLS ב- Custom Creation

הטכנולוגיה ממשיכה להתפתח.מערכות מרובות-אסלר חותכות כעת זמן ל מתכות יקרות ב-50% או יותר. ⁇ מתכת חדשה המיועדות במיוחד עבור DMLS - כגון ⁇ זהב עם התנגדות ללבוש מוגברת - נכנסים לשוק. בצד התוכנה, כלים עיצוביים ניו יורקיים משולבים ישירות עם הכנה הדפסה, ומאפשרים מעצב להגדיר מטרות (משקל, כוח, ספציפי) ויש להם AI להציע התאמות גיאוגרפיות.

ככל שהעלויות יורדות ואפשרויות חומריות רחבות, DMLS תעבור משירות מיוחד לשיטת סטנדרטית לייצור תכשיטים ואומנות מותאמים אישית מקצה לקצה.המחסום בין עיצוב דיגיטלי ואובייקט פיזי ממשיך לדעוך, וליוצרים, הגבול היחיד הוא דמיון - עכשיו מוגדל על ידי מכונות שיכולות להפוך כל גיאומטריה במתכת יקרה.

מסקנה

לייזר מתכתי דיגיטלי Sintering שינה את מה שניתן בתכשיטים ויצירות מתכת אמנותיות. הדיוק, יעילות חומרית, חופש גיאומטרי ויתרונות קיימות להפוך אותו לטכנולוגיה חיונית עבור יוצרים מודרניים. בין אם אתה תכשיטן הממלא טבעת אירוסין ויורש, או אמן בונה מתקן בקנה מידה גדול, DMLS מציעה דרך אמינה, יעילה, סביבתית ואחראית מהרעיון לסיים את היצירה הזו.