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(gè)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(gè)行業(yè)。一方面是因?yàn)椋�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(duì)其行業(yè)的劃分影響也很大。根據(jù)特定的文化，國(guó)籍和市場(chǎng)，會(huì)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(shí)差別會(huì)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(duì)該行業(yè)，以明確自己的市場(chǎng)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(shí)珠寶行業(yè)對(duì)于蠟?zāi)Ｖ圃焐痰男枨罅恳恢焙艽�。�?jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）軟件和相關(guān)的快速原型制作工藝的出現(xiàn)，對(duì)珠寶業(yè)產(chǎn)生了重大影響。首先，采用這些先進(jìn)技術(shù)的是那些有財(cái)力投資這種新技術(shù)的大公司，其次是那些想要強(qiáng)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(jìn)程。

寶格麗于2016年進(jìn)行的一項(xiàng)研究報(bào)告了該公司的幾項(xiàng)試驗(yàn)。該公司的團(tuán)隊(duì)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(duì)密度和一致性等進(jìn)行了比較。這項(xiàng)研究非常詳細(xì)且全面，并考慮了幾種金屬和合金，代表了對(duì)使用兩種不同技術(shù)制成的產(chǎn)品的詳細(xì)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(gè)缺點(diǎn)：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(dá)到所需的質(zhì)量，但寶格麗的團(tuán)隊(duì)也發(fā)現(xiàn)，將零件生產(chǎn)到質(zhì)量目標(biāo)所需的工藝時(shí)間太長(zhǎng)，無法達(dá)到最初的目的。

對(duì)于這個(gè)問題，貴金屬增材制造的早期采用者意大利珠寶生產(chǎn)商N(yùn)uovi Gioielli公司的首席執(zhí)行官Ivano Torresan的看法是：對(duì)于那些已經(jīng)可以使用當(dāng)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(jìn)設(shè)計(jì)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(diǎn)，他指出：應(yīng)該采用貴金屬增材制造，因?yàn)樗�可以�?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(shí)，就會(huì)遇到問題。他特別強(qiáng)調(diào)了鈦金屬增材制造如何為珠寶品牌和新興設(shè)計(jì)師帶來了新的機(jī)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(gè)性化首飾的優(yōu)勢(shì)。貴金屬增材制造為設(shè)計(jì)師提供了以不同的方式應(yīng)對(duì)珠寶生產(chǎn)的機(jī)遇。這似乎是貴金屬增材制造的關(guān)鍵點(diǎn)：它允許制造商和設(shè)計(jì)師以前所未有的方式進(jìn)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(gè)項(xiàng)目可以“嵌套”在這樣的構(gòu)造板上，但設(shè)計(jì)師需要仔細(xì)考慮可移動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)的位置，以盡量減少后處理。Progol3D® 內(nèi)部項(xiàng)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(rèn)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(shí)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(jì)師都滿懷熱情地期待貴金屬增材制造的潛力，但是，當(dāng)需要在該技術(shù)上投入資金時(shí)，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(shì)，教育是必不可少的。例如，了解如何將對(duì)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(jì)人員還必須了解移除支撐時(shí)在零件表面上留下的斑點(diǎn)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(jì)、增材制造和完成一件珠寶所需的整個(gè)工藝。

毫無疑問，能夠制作出高度精細(xì)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(gè)性化和情感體驗(yàn)的轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)。Ivano Torresan強(qiáng)調(diào)了另一個(gè)有趣的觀點(diǎn)：高端珠寶品牌經(jīng)常由于缺乏可用的統(tǒng)計(jì)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(gè)項(xiàng)目。沒有這些數(shù)字，產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)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(jì)師將有更多的機(jī)會(huì)利用增材制造技術(shù)，因?yàn)樗麄兊膬?nèi)部組織更加靈活，并且他們都希望展示其設(shè)計(jì)的獨(dú)特性。

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

伯明翰市大學(xué)珠寶、時(shí)裝與紡織研究所數(shù)字設(shè)計(jì)與制造中心高級(jí)講師兼中心經(jīng)理Frank Cooper介紹了一家高級(jí)珠寶公司和一名新興設(shè)計(jì)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(jì)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(gè)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(dòng)物鱗片結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，手鏈可以移動(dòng)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(jì)，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(dú)特性，其標(biāo)語“3D打印精美珠寶”在整個(gè)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(jì)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(jì)的產(chǎn)品還包括Nuovi Gioielli的“拉鏈?zhǔn)骤C”（具有織物樣的圖案）和“PixYourTime”手表。