In 3d resin đúc trang sức kim hoàn ứng dụng vật liệu Castable wax

Tin tức  on  Tháng Chín 10, 2019  by  3DS Team

In 3d resin đúc trang sức - phương pháp sản xuất của thợ kim hoàn đang thay đổi. Vật liệu sáp Castable wax resin đang dẫn đầu xu hướng. Các nhà thiết kế tự do sáng tạo ý tưởng và họ có thể tạo mẫu thử ngay tại studio. Bảo mật ý tưởng sản phẩm mới và đa dạng hóa dịch vụ, kỹ thuật chế tạo bằng in 3d đang ngày càng quan trọng để phát triển một doanh nghiệp trang sức thành công. Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu cách đúc các mảnh trang sức tinh xảo từ các mẫu in 3d bằng máy Formalabs Form 2.

Direct Investment Casting là gì?

Direct Investment Casting hoặc Lost Wax Casting. Là một kỹ thuật đúc phổ biến được sử dụng để chế tạo các chi tiết từ nhỏ đến lớn với nhiều loại vật liệu kim loại. Xuất xứ hơn 5.000 năm trước. Phương pháp đúc cho phép ta sáng tạo với nhiều loại vật liệu kim loại. Đúc là một trong những cách dễ nhất để chế tạo các sản phẩm kim loại. Với Investment Casting, một khuôn rỗng được tạo ra từ chạm khắc thủ công hoặc in 3d loạt mẫu master bằng sáp. Các mẫu master được nhúng vào vật liệu đúc chịu lửa ở thể lỏng, và đợi cho khô cứng. Mẫu master sẽ bị đốt cháy triệt để, và chỉ sau đó chỉ để lại vỏ khuôn cứng. Kim loại được nóng chảy và đổ vào khoang rỗng của vỏ khuôn để tạo hình sản phẩm.

Các mẫu sáp cho đồ trang sức càng phức tạp thì càng không khả thi để làm thủ công. Hơn nữa, các nghệ nhân trong ngành ngày càng khó tìm. Thị trường thế giới được thúc đẩy bởi nhu cầu cao thời trang nhanh ngày càng cao. Và càng khó khăn nếu sử dụng phương pháp thủ công, bởi không đáp ứng được tốc độ.

Máy in 3d resin đúc trang sức (loại gia đình) - Form 2. Giá cả phải chăng kết hợp với vật liệu resin tiên tiến đang thay đổi cách thiết kế và sản xuất tại các doanh nghiệp, thương hiệu trên thị trường trang sức. Mang lại chất lượng công nghiệp, dễ dàng hơn trong quy trình sản xuất. Và phù hợp với hầu hết các hình học phức tạp, tinh sảo trong sản xuất kim hoàn mà không phụ thuộc vào nghệ nhân.

1. Thiết kế 3D cho ĐÚC

Phần mềm

Sử dụng phần mềm CAD như RhinoGold, JewelCAD hoặc 3Design. Để số hoá từ ý tưởng thành mô hình 3d rồi in bằng vật liệu resin cho phép đúc được. 

Kênh gót

Trong khi các kênh rót lớn có thể được tạo bằng sáp bình thường. Các kênh nối/dẫn nhỏ cần được in 3D để tiết kiệm nhân công. Và cải thiện việc rót kim loại vào từng khu vực trên khuôn để tạo hình chi tiết tốt. Khi thiết kế, nên ưu tiên tiết diện kênh rót nhỏ dần về phía mảnh - thân trụ thẳng. Các vị trí có support (hỗ trợ treo mẫu) được xây dựng tự động bằng phần mềm PreForm thì không nên được sử dụng như là một kênh rót. Nếu bạn có ý định sử dụng cây support như một kênh rót, chúng tôi khuyên bạn nên kết hợp sử dụng phần mềm CAD để xây dựng nó.

Thân sản phẩm trang sức

Với tính năng khác biệt lớn của vật liệu resin Castable Wax Resin. Cho phép bạn các mẫu trang sức độc đáo, tinh sảo. Cấu trúc hình thể mẫu trang sức phức tạp - dạng lưới mảnh nhỏ là một thách thức lớn. Tuy nhiên vẫn có thể đúc được nếu thiết kế kênh gót phù hợp, đáp ứng. Với công nghệ Formlabs có khả năng in 3d sản phẩm nữ trang - hoa văn sắc sảo, tiết diện mỏng đến 0,3 mm. Trường hợp này, mẫu in rất dễ gãy, bị hỏng trong quá trình tháo cây support.

  • Nên thiết kế hình dáng mẫu trang sức sao cho hạn chế gắn cây support nhất.
  • Nên in 3d các kênh rót thay vì thủ công, sẽ được hai lợi ích: tháo cây support sau khi in 3d và sau khi đúc dễ dàng.

Đúc mẫu trang sức kích thước lớn*

Vật liệu Castable Wax resin của Formlabs thích hợp cho đúc sản phẩm nữ trang kích thước lớn hoặc các sản phẩm cơ khí khác. Cần chuyển đổi file 3d solid (khối đặc) thành thiết kế vách mỏng để giảm tối thiểu trở lực do giản nở trong quá trình gia nhiệt đốt cháy mẫu sáp. 

  • Sản phẩm trang sức dày hơn 4 mm thì nên tạo rỗng đồng thời khoét lỗ để resin có thể chảy ra trong quá trình in 3d.
  • Formlabs đề xuất thiết kế vách dày 0.7 mm nếu phải tạo rỗng sản phẩm trang sức để đúc bằng vật liệu Castable Wax resin. Cấu trúc tổ ong bên trong cũng sẽ cần thiết để tăng độ cứng vững khi in 3d mẫu trang sức rỗng ruột.

2. In 3d và chuẩn bị đúc

Mẫu trang sức có thể được in số lượng lớn trên cùng một lần setup máy in Form 2

Xếp tối ưu diện tích bàn in để in được nhiều sản phẩm khác nhau, hoặc số lượng nhiều nhất có thể cùng một lần in 3d

Máy rửa (Form Wash)

Không nên ngâm lâu hơn thời gian quy định. Thật tế form wash sẽ tự động nhấc cả mẻ sản phẩm ra khỏi cồn IPA >90% để tránh bị biến dạng.

Thông số thiết lập chuẩn để xử lý sau in 3d vật liệu Castable wax.

Máy sấy (Form Cure)

Cấu trúc polymer của một mẫu nhựa chỉ được liên kết chéo hoàn toàn bởi ánh sáng 405nm. Để khô triệt để và đạt được cơ lý tính chuẩn theo mác vật liệu. Vật liệu của hãng Formlabs được sấy ở các nhiệt độ khác nhau bởi máy Form Cure. Và thêm một số bước xử lý nguội nếu sản phẩm được sử dụng để đúc vỏ mỏng.

Vật liệu castable resin (bên trái) | mẫu sau khi sấy (bên phải)

Castable Wax Resin không yêu cầu bước xử lý nguội mà vẫn mang lại hiệu quả đúc cao hơn. Các sản phẩm in 3d bằng vật liệu Castable Wax sau khi xử lý nguội có thể gây ra một biến dạng co rút nhỏ hơn <1%.

Sự khác biệt giữa hai vật liệu Castable resin và Castable Wax resin.

3. Cắm cây đậu ngót, rót kim loại

Các mẫu in 3d sau đó được cắm vào cây sáp chính, sẽ là cổng rót kim loại sau đó. Các mối lắp ghép tốt tại khâu này sẽ giúp cho quá trình tan chảy sáp diễn ra triệt để và thành công. Và mẫu đúc đạt chất lượng.

Tips:

  • Mẫu in sẽ không tan chảy. Nếu quá trình hàn gắn diễn ra khó khăn làm biến cứng sáp. Hãy sử dụng một lượng keo siêu dính hoặc epoxy để hàn nhanh.
  • Sắp xếp các sản phẩm dày ở phía dưới và các sản phẩm mỏng hơn ở ngọn cây. Các mẫu in 3d Castabel wax cần nhiều không gian (khe hở) giữa các mẫu hơn so với mẫu sáp truyền thống. Nếu bạn đúc sản phẩm trang sức kích thước lớn*. Hãy đảm bảo vá kín các lỗ thoát resin ban đầu bằng sáp để ngăn không vật liệu tạo vỏ chui vào cấu trúc tổ ong của mẫu trang sức.

Nhúng dung dịch toàn bộ cây đậu ngót

Một khiếm khuyết đúc rất phổ biến là do bong bóng bị mắc kẹt xung quanh mô hình trong quá trình nhúng tạo vỏ mỏng. Một số chất tẩy rửa bề mặt chi phí thấp có thể mua trực tuyến, chẳng hạn như Wax Wash sẽ giúp ngăn ngừa bong bóng dính vào bản in. Công đoạn này đặc biệt hữu ích khi đúc trang sức vàng dễ bị bong bóng.

4. Chuẩn bị khuôn cho mẫu in 3d resin đúc trang sức

4.1 Lắp cố định hệ cây sáp vào khuôn
4.2 Trộn bột và nước cất theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Thêm ít nước vào hỗn hợp thường sẽ tăng cường độ bám dính, mặc dù độ nhớt cũng sẽ tăng (khó khử hơn). Trộn với tốc độ chậm cho đến khi bột ướt hoàn toàn.
4.3 Cho bột chảy vào bên hông khuôn cho đến khi đầy, tránh rót vào cây sáp. Đổ trơn tru 1 lần xuyên suốt ít gây bong bóng hơn nếu nhấp nhả. Sử dụng buồng chân không để triệt tiêu hết bọt khí.
4.4 Cẩn thận tháo đế cao su ra khỏi bình và đặt trong môi trường 2-6 giờ. Bạn nên đeo mặt nạ chống bụi hoặc mặt nạ phòng độc ở công đoạn này

5. Đốt cháy sáp và Đúc

Formlabs khuyên bạn nên sử dụng lò thông gió tốt (có cửa vào và cửa ra), để cung cấp đủ luồng không khí trong buồng và xả khí an toàn khi tất cả các vật liệu resin bốc hơi.

Tips

  • Thông hơi là cần thiết, nhưng nó có thể làm cho nhiệt độ trong lò giảm xuống. Theo dõi nhiệt độ lò và khuôn để điều chỉnh thời gian đốt cho phù hợp với thiết bị.
  • Nếu sử dụng thông gió, hãy tăng lực hút càng nhiều càng tốt để cải thiện luồng khí trong lò.
  • Nếu đốt cùng lúc nhiều khuôn, có thể làm giảm hiệu quả tan chảy sáp trên mổi khuôn. Hãy gắn một máy cung cấp oxy vào lò để tăng khả năng cháy.

Sản xuất đúc trang sức hiệu quả cao với giải pháp Formlabs

Tư vấn công nghệ Máy in 3D Resin Trang Sức Kim Hoàn

Hotline: 0345699777 | Email: info@3ds.vn

Có thể bạn quan tâm:

Máy in 3d Formlabs Form 2

Máy in 3d Formlabs Form 3

Máy in 3d Formlabs Form 3L

Dịch vụ in 3d resin nữ trang kim hoàn

3DS Đại lý Uỷ quyền chính thức của Formlabs tại Việt Nam và Cambodia

Trở thành đối tác phân phối của 3DS