貴金屬增材制造：讓創(chuàng)造力與差異化共存

作者 | 榮格
來源 | 榮格金屬加工

珠寶行業(yè)是一個極具多面性和復(fù)雜性的行業(yè)，有些情況下甚至不可能將其視為一個行業(yè)。一方面是因為，珠寶行業(yè)產(chǎn)品受文化影響較大，另一方面，珠寶的制造方式對其行業(yè)的劃分影響也很大。根據(jù)特定的文化，國籍和市場，會有特殊定制、小批量或大批量收藏等不同的可能性。

考慮到技藝精湛的工匠或藝術(shù)家制作的珠寶與中等規(guī)模甚至大規(guī)模生產(chǎn)的珠寶之間必然存在明顯的差異，其所涉及的工藝和技術(shù)都明顯有所不同——有時差別會很大。必須理解珠寶業(yè)的這些情況，才能更好地了解主要基于激光光束粉末床熔合（PBF-LB）技術(shù)的貴金屬增材制造技術(shù)是如何應(yīng)對該行業(yè)，以明確自己的市場定位。

增材制造技術(shù)在珠寶行業(yè)的故事可以追溯到15 -18年前，那時珠寶行業(yè)對于蠟?zāi)Ｖ圃焐痰男枨罅恳恢焙艽�。計算機輔助設(shè)計（CAD）軟件和相關(guān)的快速原型制作工藝的出現(xiàn)，對珠寶業(yè)產(chǎn)生了重大影響。首先，采用這些先進技術(shù)的是那些有財力投資這種新技術(shù)的大公司，其次是那些想要強化生產(chǎn)線能力的中小型公司，他們利用這種技術(shù)提高了效率，加速了產(chǎn)品上市進程。

寶格麗于2016年進行的一項研究報告了該公司的幾項試驗。該公司的團隊將其珠寶收藏中的部分貴金屬和普通金屬（通過直接鑄造增材制造的樹脂模型制成）與金屬增材制造制成的作品針對密度和一致性等進行了比較。這項研究非常詳細且全面，并考慮了幾種金屬和合金，代表了對使用兩種不同技術(shù)制成的產(chǎn)品的詳細而全面的分析。但是，從一開始，用于貴金屬的增材制造就有一個缺點：那就是制成零件的表面質(zhì)量。即使使用正確的參數(shù)組合（掃描速度、激光功率等）可以達到所需的質(zhì)量，但寶格麗的團隊也發(fā)現(xiàn)，將零件生產(chǎn)到質(zhì)量目標所需的工藝時間太長，無法達到最初的目的。

對于這個問題，貴金屬增材制造的早期采用者意大利珠寶生產(chǎn)商Nuovi Gioielli公司的首席執(zhí)行官Ivano Torresan的看法是：對于那些已經(jīng)可以使用當前生產(chǎn)方法完美生產(chǎn)的珠寶，不應(yīng)該再考慮采用諸如貴金屬增材制造這樣的制造方法。應(yīng)該考慮的是通過使用增材制造技術(shù)，促進設(shè)計師挑戰(zhàn)常規(guī)，而這是任何其他可用的制造技術(shù)都無法做到的——這是關(guān)鍵。

Progold SpA的首席執(zhí)行官Damiano Zito提出了幾乎相同的論點，他指出：應(yīng)該采用貴金屬增材制造，因為它可以創(chuàng)建新的生產(chǎn)方式，例如在采用鑄造工藝加工鉑或鈦合金生產(chǎn)珠寶首飾時，就會遇到問題。他特別強調(diào)了鈦金屬增材制造如何為珠寶品牌和新興設(shè)計師帶來了新的機遇。鈦金屬比珠寶中使用的傳統(tǒng)貴金屬輕得多，因此具有做大件、個性化首飾的優(yōu)勢。貴金屬增材制造為設(shè)計師提供了以不同的方式應(yīng)對珠寶生產(chǎn)的機遇。這似乎是貴金屬增材制造的關(guān)鍵點：它允許制造商和設(shè)計師以前所未有的方式進行思考。

PBF-LB 構(gòu)建板，顯示了制造過程中所需的支撐結(jié)構(gòu)。多個項目可以“嵌套”在這樣的構(gòu)造板上，但設(shè)計師需要仔細考慮可移動支撐結(jié)構(gòu)的位置，以盡量減少后處理。Progol3D® 內(nèi)部項目，由鈦金屬打造（圖片來源：Progold S.p.A）

但，表面質(zhì)量和美觀性仍被認為是貴金屬增材制造最大的技術(shù)障礙。此外，難以充分消除產(chǎn)品制造過程中所需支撐留下的表面缺陷，同時難以獲得光滑均勻的表面也影響了潛在采用者的決策。在珠寶界，制造商和設(shè)計師都滿懷熱情地期待貴金屬增材制造的潛力，但是，當需要在該技術(shù)上投入資金時，決策者們?nèi)匀怀謶岩蓱B(tài)度。

顯然，要充分挖掘貴金屬增材制造技術(shù)的優(yōu)勢，教育是必不可少的。例如，了解如何將對象放置在構(gòu)建板上，并因此得到有效支撐，這意味著工程師和設(shè)計人員還必須了解移除支撐時在零件表面上留下的斑點將如何影響精加工工藝。為了保證貴重物品的卓越品質(zhì)，需要完整地了解設(shè)計、增材制造和完成一件珠寶所需的整個工藝。

毫無疑問，能夠制作出高度精細定制珠寶的能力是貴金屬增材制造技術(shù)最引人注目的能力之一，特別是考慮到珠寶行業(yè)最近向更個性化和情感體驗的轉(zhuǎn)變的趨勢。Ivano Torresan強調(diào)了另一個有趣的觀點：高端珠寶品牌經(jīng)常由于缺乏可用的統(tǒng)計數(shù)據(jù)而常常難以將增材制造技術(shù)作為一種選擇。他們的新產(chǎn)品開發(fā)過程需要數(shù)據(jù)和數(shù)字來確定是否投資某個項目。沒有這些數(shù)字，產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)團隊的共同熱情就無法傳遞給決策者。更有可能的是，新興的設(shè)計師將有更多的機會利用增材制造技術(shù)，因為他們的內(nèi)部組織更加靈活，并且他們都希望展示其設(shè)計的獨特性。

Nuovi Gioielli“翅膀之聲”系列，用增材制造技術(shù)打造的 18 Kt 項鏈（圖片來源：Nuovi Gioielli S.R.L.）

伯明翰市大學(xué)珠寶、時裝與紡織研究所數(shù)字設(shè)計與制造中心高級講師兼中心經(jīng)理Frank Cooper介紹了一家高級珠寶公司和一名新興設(shè)計師合作開發(fā)貴金屬增材制造應(yīng)用的案例：Cooksongold最近與奧地利的珠寶設(shè)計師Marie Boltenstern合作，后者使用貴金屬增材制造技術(shù)生產(chǎn)圖示的整個系列。

Marie Boltenstern的“共鳴”系列中的戒指和手鏈由11 列經(jīng)過增材制造的18Kt黃金鏈環(huán)連接在一起。受自然的動物鱗片結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，手鏈可以移動并適應(yīng)手腕（圖片來源：Marie Boltenstern / Bolternstern GmbH）

Marie Boltenstern開發(fā)了特殊的互連設(shè)計，以利用該技術(shù)的全部功能，并通過中斷PBF-LB 的構(gòu)建過程來包裹珍貴的珠子。Boltenstern的品牌形象充分利用了增材制造技術(shù)，及其帶來的獨特性，其標語“3D打印精美珠寶”在整個品牌的宣傳中都占有重要地位。毫無疑問，互連和模塊化設(shè)計是展示貴金屬增材制造技術(shù)用于珠寶制造能力的最佳方法之一。使用這些設(shè)計的產(chǎn)品還包括Nuovi Gioielli的“拉鏈手鐲”（具有織物樣的圖案）和“PixYourTime”手表。