近幾年來，首飾加工行業越來越重視高新技術的引進，例如激光焊接、激光打標、數控加工、快速成型等技術，這些高新技術的引進使得首飾加工不再是一個單純的手工勞動行業。其中首飾快速成型技術是目前發展較為迅速新技術，快速成型技術可以實現首飾起版的機械化，加工出來的首飾不但對稱程度高、尺寸精確，而且較手工起版而言，成本更低，更加節省時間。

　　首飾快速成型技術是根據首飾的三維數據模型直接加工出首飾原模的加工技術，任何一件首飾都可以看作是許多等厚度的二維平面輪廓沿著某一坐標方向疊加而成，根據計算機上建構的產品三維設計模型，可先將系統內的三維模型切分成一系列平面幾何信息，即對其進行分層切片，得到各層截面的輪廓，按照這些輪廓信息，采用不同的方式（噴射、光固化等）將材料逐層堆積成三維實體。在珠寶行業中，利用首飾快速成型技術進行加工生產的主要流程如下：

　　1、由設計師設計好首飾款式；
　　2、由三維造型人員將設計師設計的平面圖轉化為首飾三維圖，建立首飾三維模型；
　　3、根據首飾的三維模型，利用快速成型設備加工出首飾的原版，這個原版可以是蠟模，也可以是樹脂模；
　　4、將蠟?；蛘邩渲茶T成一個銀版或者直接澆鑄成一件金貨；如果是樹脂版，也可以直接拿去壓模；
　　5、如果澆鑄成銀版，可對銀版進行執版處理，得到一件銀版；如果澆鑄成金貨，可對金貨進行執模、鑲嵌等處理，最終得到一件成品首飾。

圖1 首飾CAD/CAM流程

　　快速成型技術可分為遞減式和堆積式兩種，遞減式是指通過對材料進行雕刻，去掉不需要的部分，最終得到首飾原模；堆積式是通過對材料逐層堆積而最終形成一個首飾原模。遞減式快速成型設備的典型代表是日本的JWX-10型雕蠟機，如圖2所示，JWX-10型雕蠟機主要具備以下優點：1、體積小，不需要額外的安裝空間，可以很容易地放置在您的辦公室或者工廠的任何一個角落； 2、雕刻速度快，JWX-10 的高精度主軸具備功率高達 100W 的無刷電機，能以 6000 ～ 20000 rpm 的高速度進行銑削加工，縮短生產周期；3、兼容常見的首飾CAD軟件， JWX－10可接受Matrix、Jewelsmith、3Design、JewelCAD、JewelSpace 等常用首飾 CAD 軟件導出的 IGES、DXF 和 STL 數據文件；4、采用4軸控制，加工出來的蠟模表面光滑。

　　由于雕蠟機采用的是機械銑削加工的方式，有些部位并不能一次雕刻成功，需要手工進行修整。在雕刻的過程中，為了保證蠟模具有足夠的機械強度，蠟模上需要額外的留有一些蠟作為支撐，雕刻完畢后，需要手工減去對支撐，再對支撐部位進行適當的修整。在雕刻戒指的時候，掏底的部位是雕刻不到的，在蠟模雕刻完畢后，則需要手工進行掏底。 

圖2 JWX-10雕蠟機

　　目前常見的堆積式首飾快速成型設備采用的成型方法主要是熔融沉積法（FDM）和光固化法（SLA）。熔融沉積法（FDM）是將低熔點的材料融化，通過噴頭噴出，計算機控制噴頭在二維導軌上運動，噴頭沿著分層的輪廓運動，材料凝固后而獲得一個薄層，通過不同截面輪廓層的堆積，最終形成一個三維實體模型。光固化法（SLA）以液態光敏樹脂為原材料,在計算機控制下的紫外激光按首飾各分層截面的輪廓軌跡對液態樹脂逐點掃描，使被掃描區的樹脂薄層產生光聚合( 固化) 反應, 從而形成首飾的一個薄層截面。完成一個掃描區域的液態光敏樹脂固化層后, 工作臺下降一個層厚, 使固化好的樹脂表面再敷上一層新的液態樹脂然后重復掃描、固化, 新固化的一層牢固地粘接在一層上, 如此反復直至完成整個零件的固化成型。

　　熔融沉積法（FDM）的代表是美國Solidscape公司的T66系列噴蠟機，如圖3所示，T66的工作原理類似一個三維打印機，T66采用蠟作為材料，在計算機的控制下，根據分層的截面輪廓信息，將融化的蠟逐層打印堆積在一起，最終形成一個蠟模。如圖2為深圳職業技術學院珠寶首飾工藝及鑒定專業于2004年引進的T66快速成型機，圖4為該機器實際工作時的情景。T66從誕生倒現在大約有5、6年的時間，是首飾行業中最早引入的快速成型機，由于快速成型機加工出來的蠟版尺寸精確，對稱度高，相對手工起版而言成本低廉，速度快，T66的引入對傳統的首飾加工行業來說是一個重大的轉折點，在某些方面取代了傳統的手工雕蠟版和起銀版，特別是在涉及到一些歐美外單的情況下，對首飾工藝要求比較高，一般要求首飾具有犀利的幾何對稱，在涉及到其釘鑲工藝中，對釘的質量要求比較高，快速成型在這些方面就顯示出了它獨特的優勢。與T66同時代的還有日本的名工快速成型機，名工快速成型機的工作原理與T66類似，只不過它采用的是環氧樹脂作為材料，用激光令環氧樹脂固化，樹脂的倒模問題在當時是一個技術難題，蠟版的倒模則相對簡單，所以T66被珠寶行業廣泛接受。T66的優勢除了倒模簡單之外，另外就是不需要加支撐，T66自帶的Modelworks軟件會自動計算支撐的位置，在成型的過程中會自動創建支撐，支撐將模型包裹在里面，成型完畢用融蠟水將支撐融解掉即可得到首飾蠟模。

圖3 T66快速成型機

圖4 T66快速成型機工作情景

　　 T66快速成型機也并非是萬能的，T66的工作速度相對比較慢，T66噴嘴是在二維的機械導軌上運動，在工作的過程中，要自動執行噴嘴檢查、利用機械銑刀切平模型表面，這些操作在實際工作中會耗費大量的時間，因而工作速度比較慢，對一般款式的戒指而言，T66在24小時之內大約能生產8個左右?，F在T66新的改進機型T66 BT2的工作速度能提高80％左右。T66最大的不變之處在于其噴嘴，噴嘴是脆弱易損，難伺候的部件，開機之后要先等蠟箱中的蠟融化，然后對噴嘴執行打氣、稱蠟重，對十字位等操作，往往要準備40分鐘左右才能真正開始工作。

　　光固化法（SLA）的典型代表是德國的Envisiontec Perfactory® 系列快速成型機，如圖5所示。其成型原理如圖6所示，它采用的是DLP數字影像投影技術，投影系統采用的是最先進的DMD晶片，DMD晶片含有130萬個規則排列相互交錯的的微型顯微鏡，每個顯微鏡的大小緊相當于頭發絲的五分之一，每個顯微鏡會根據影像并由個別微電機控制移動角度，發射光線，把影像投射出來，系統根據三維模型的截面輪廓信息，將其轉化為一副bitmap圖片，通過DMD晶片投射到樹脂上，從而使其固化成型。

　　由于Envisiontec Perfactory采用的是DLP數字影像投影技術成型，所以首飾截面的大小并不影響成型的速度，成型的速度只與首飾的高度（即分層的數量）有關系。Envisiontec Perfactory的成型速度約為每小時25毫米，最小分層厚度為25 microns，在成型的過程中可以選擇使用不同的樹脂材料，紅色的樹脂（圖5）硬度較高，適合于壓模，黃色的樹脂（圖6）熔點相對低，適合于直接倒模。相對噴蠟機而言，樹脂成型的速度要快很多，但在成型之前，先要為三維模型加上支持，模型加工完畢后再手工剪去支撐，對支撐部位進行修整。這一方面相對噴蠟機而言不是特別方便。

圖5 紅色樹脂

圖6 黃色樹脂

　　 目前深圳市大多數大中型珠寶企業都購買了快速成型設備進行電腦起版，尤其是以生產歐美款為主的企業，由于歐美款強調對稱型，且多以鉆石款為主，尺寸要求精確，在這些方面快速成型成型機更能發揮出其獨特的優勢。當前市面上常見的快速成型機種類繁多，并非只有上面所介紹的兩種，但是并不是所有的快速成型機都適用于首飾行業，有些快速成型機是專門用于鐘表、眼鏡行業的，其精度達不到首飾行業應用的要求，由于首飾本身屬于精細商品，存在很細小的釘、爪，花飾等細節特征，因此，不管是噴蠟型快速成型機，還是樹脂型快速成型機，相對首飾行業的應用而言，首先要求快速成型機成型出的模型光潔度好，表面光滑，精細度高，細節特征不丟失，采用的材料要可熔性、硬度等特性要方便直接倒?；蛘邏耗?，倒模后的鑄件上不留下沙孔。其次，還要求快速成型機操作簡單，方便維護，成型速度快，只有符合這兩點基本的要求，快速成型技術才能真正為珠寶行業所用。

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