带花瓣式空镶位、镂空花篮和藤蔓花丝戒臂的红蜡戒指

蜡型3D打印指南

一枚3D打印戒指是怎样做出来的?

作者 Cprint3D Editorial Team

这里介绍的3D打印戒指,采用先打印蜡型、再铸造成金属的路线。打印出来的戒指形状仍是工艺中间件,经过铸造、修整、镶嵌和检查,才成为可以交付的首饰。

要理解这条路线,可以围绕一枚戒指的几个部位来看:戒圈决定佩戴尺寸,戒臂支承整体,镶口与爪负责宝石安装,装饰面则表达造型。它们从CAD进入蜡型,再进入金属,每个阶段都有不同的检查任务。

一 戒围是起点,还要看戒指的整体结构

开始建模前,应确定戒围采用的标准和测量方式。只写“某号戒指”,可能因不同编号体系而产生误解。戒圈内径、内圈轮廓、佩戴宽度及客户的尺寸要求,应有可对应的记录。

带主石的戒指还需要宝石的实际尺寸和形状。重量相同的宝石,其底部轮廓、腰部和高度可能不同;镶口能否适配,要依据实物和镶嵌方式判断。戒托高低也要同时考虑宝石、戒臂连接与佩戴空间。

GIA的珠宝CAD/CAM课程将比例关系与制造约束共同纳入建模训练。对于戒指,设计师需要把外观要求落实到可制造的连接和尺寸上,而不是只画出正面好看的轮廓。

光面戒臂、带纹理的戒臂和密集镶石的戒臂,重点检查部位不同。应在模型评审时标出哪些面需要保留外观,哪些部位将进行加工,以及哪些细节需要先试样确认。

二 CAD模型经过确认,才成为打印任务

CAD母文件保留设计结构和修改能力,导出的打印文件负责传递几何。导出后要复查单位、整体尺寸、曲面和局部细节,确认孔洞、爪和文字没有因网格转换而发生可见变化。

显示器上的复杂花丝戒指CAD透视与辅助结构视图
从不同角度观察主石镶口、副石镶位、镂空花篮和花丝戒臂的连接。

生产用模型还可能包含补偿或加工预留。应记录调整目的、数值依据和处理人员,并区分“成品要求”与“此次制造尺寸”。设计端与打印端同时调整而没有记录,容易造成重复补偿。

改戒围时,不能把整枚戒指简单等比例缩放后就交付。整体缩放可能同时改变镶口和爪,原来的宝石尺寸却没有变化。较可靠的做法是修改相关结构,再核对戒托连接、装饰间距及局部断面。

在工单上保留戒指款号、尺码、版本和数量。外形相近的不同尺码应分别识别,避免依靠肉眼判断。文件确认后,再进行方向、支撑和版面等打印准备。

三 打印结束后,先获得可检查的戒指蜡型

在采用主体蜡与支撑蜡的打印体系中,主体材料形成戒指几何,支撑材料临时承托需要支撑的区域。打印完成时,两者可能仍在一起;完成相应后处理,才能检查此前被遮挡的表面和间隙。

打印平台上的红蜡环形样件及尚未去除的白色支撑
红蜡样件与白色支撑仍在平台上,完成后处理后才能检查被遮挡的部位。

去支撑需要遵循设备和材料的操作规程。细爪、文字和薄连接容易受到不当取拿或清理的影响,应选择合适的承托与检查方法。不能因为打印任务成功结束,就直接把整批蜡型标为合格。

检查可以从五个位置展开:戒圈是否完整,内圈是否变形,镶口和爪是否保留,装饰是否连贯,以及需要开放的孔隙是否清理到位。关键尺寸应按约定方法测量,避免测量时施力使蜡型变形。

蜡型适合用于观察工艺几何和进行相应检查,不能替代金属戒指的佩戴强度验证。如果需要反复试戴,应另行评估合适的原型材料与用途。

四 戒指蜡型怎样把形状交给金属

在常见珠宝包埋路线中,检查后的蜡型连接到浇注系统上,放入铸筒并被包埋材料围住。铸型形成后,蜡被去除,留下相应空腔,熔融金属再填入空腔。

Ransom & Randolph的珠宝铸造流程说明了蜡型、蜡树、包埋、去蜡及金属铸件之间的关系。这里关注的是戒指在不同阶段的状态;实际包埋材料和工艺程序,应由铸造方结合合金与项目确定。

实物状态 此时得到什么 重点确认什么
戒指蜡型 用于形成铸型的正形 几何、尺寸、完整性与清理状态
蜡树 蜡型与浇注系统的组合 连接位置、铸造安排及款式识别
包埋铸型 去蜡后容纳金属的空腔 与材料和浇注方案相适配的铸型状态
金属毛坯 仍带浇口或待整理的金属戒指 成形完整性、重点尺寸及待加工部位
整理后的戒指 经约定后工序完成的首饰 戒围、镶嵌、表面和最终外观

打印支撑与铸造浇道承担不同任务。戒指在蜡树上的位置、金属入口和连接方式,应由铸造人员评审,不能直接把切片阶段的支撑当作完成的浇注方案。

五 为什么金属戒指还需要修整和复查

铸件出来后,需要根据方案切除浇口、修整连接处,再进行打磨、抛光和镶嵌。工具能否接近内侧、纹理周围及镶口,也应在设计时考虑。后加工困难,可能使已经形成的细节难以保留。

手持锉刀修整夹持在木夹中的金属戒托
铸造后的金属戒托还需要修整,再按设计安排抛光和镶嵌。

蜡型尺寸正确,不能自动保证最终戒指的所有尺寸。铸型、合金及后续加工都参与了尺寸形成。ORNL的熔模铸造尺寸研究摘要涉及蜡、型壳及合金的热机械行为,说明补偿需要放在具体工艺条件中研究。其工业合金实验不能直接换成珠宝戒指的统一收缩比例。

最终检查应回到成品要求:按约定标准确认戒围,检查主石安装和爪的状态,观察戒托与戒臂连接,以及表面处理后装饰是否仍清楚。镶嵌前后的检查任务不同,应分别记录。

如果戒圈偏差而镶口正常,或镶口变化而戒圈正常,应分别追踪相应尺寸。把所有问题归为“整件缩了”,可能掩盖局部加工或变形的影响。

测量记录还应注明检查的是蜡型、毛坯还是成品,以及使用的基准和方法。同一个内径在不同状态下的记录不能混写。多人或多单位参与时,先约定测量位置与放行条件,发现差异后保留原始结果,再讨论调整方案,便于下一次制作复查。

六 保存一份能支持返单的戒指记录

下面的追踪卡是一份待填模板,可用于将设计要求、蜡型与成品检查连起来。

项目 建议保存的信息
设计身份 款号、CAD版本、批准日期和对应文件
戒围要求 使用标准、目标尺寸、测量方法
宝石信息 实测尺寸、轮廓及拟用镶嵌方式
制造调整 补偿、加工预留及负责人员
蜡型检查 戒圈、镶口、细爪和装饰的检查结果
铸后及成品检查 毛坯差异、修整记录、最终尺寸和镶嵌状态
返单变化 宝石、尺码、合金或表面要求是否改变

照片可以帮助识别外观,但关键尺寸和制造调整仍应文字记录。返单更换宝石或尺码时,先建立新版本,再决定哪些既有工艺条件可以沿用。

常见问题

可以直接打印金戒指吗?

有直接金属增材制造路线,但需要相应的设备、金属材料和后处理体系。本文的蜡型打印设备输出铸造用蜡型,金属在后续铸造阶段形成。

蜡型与成品之间,为什么要检查不止一次?

蜡型检查确认型样适合交接;铸后检查观察金属成形结果;成品检查核对佩戴、镶嵌和表面要求。各阶段观察的对象与可能发现的问题不同。

怎样准备一枚戒指的样件评估?

提供批准版本、戒围标准、宝石实测信息及重点部位要求,并说明希望交付蜡型、金属毛坯还是成品。明确终点,才能安排相应的检查与后续工序。

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