Uygulama Sahaları > Kuyumculuk:

Çok karmaşık geometriye sahip modelleri inşa kabiliyetine sahip olması itibariyle, otoinşa teknolojileri, kuyumculuk sektöründeki yüzük, küpe ve bilezik gibi karmaşık modellerin zahmetli el işçiliği gerektirmeden imalatı konusundaki ihtiyaçlara cevap verecek büyük bir potansiyele sahiptir.

Kuyumculuk sektöründe yaygın olarak kullanılmaya başlayan ModelMaker isimli ilk otoinşa cihazını 1994 yılında ABD'ndeki Sanders Prototype firması üretmiştir. ModelMaker'ın tasarımında orijinal olarak kuyumculuk sektörü hedeflenmemiş olmasına rağmen elde edilen yüksek çözünürlük, hassas döküme uygunluk ve cihazın büyük modeller üretmek için çok yavaş kalması gibi sebeplerle bu cihaz zamanla daha çok kuyumculuk sektöründe kullanılmaya başlanmıştır...

Fakat bu gelişmelerin yanında uzun yıllar kuyumculuk sektöründeki tasarımcıların 3D CAD yazılımlarını kullanmıyor olması otoinşa teknolojilerinin sektöre adaptasyonu önünde önemli bir engel teşkil etmiştir.

Kuyumculuk için 3D CAD yazılımları:

1994'lü yıllarda kuyumculuk sektöründe otoinşa cihazlarını kullanmaya başlayan Dünya'daki öncü firmalar ilk olarak genel amaçlı 3D CAD yazılımları ile takı tasarımı yapmaya çalışıyordu. Kullanımı zor ve zaman alıcı bu yazılımlar büyük bir yatırım gerektirmesine rağmen yine de sektörün ihtiyaçlarını karşılamakta yetersiz kalıyordu. 1998'den sonra ise bu işe uygun özel 3D CAD yazılımlarının geliştirilmesiyle birlikte otoinşa teknolojilerinin takı modelleri imalatında kullanılması hızla artmıştır: JewelCAD ve JCAD3 bu iş için kullanılan ve özellikle mücevher tasarımcıları için üretilmiş ilk programlardır. Rhino için bir plug-in olarak geliştirelen Matrix, Delcam tarafından geliştirilen ArtCAM JewelSmith, Caligari tarafından geliştirilen jewelSpace, ve Type3 / 3DESIGN gün geçtikçe artan sayıda kuyumculuk sektörüne yönelik geliştirilen yazılımlar arasında sayılabilir.

SensAble firmasının ürettiği, dokunma hisli / kuvvet geri beslemeli (haptic / force-feedback) FreeForm Sistemi ise, mum modeli işleyen bir sadekar ustasının (kuvveti elinde hissederek yontma ve şekillendirme alışkanlığından taviz vermeden) dijital ortamda tasarım yapabilmesini sağlaması açısından ayrı bir konuma sahiptir.

Türkiye'deki uygulamalar:

Türkiye'de mücevher model imalatı için otoinşa cihazı kullanan firmaların güncel listesini Türkiye'deki Uygulamalar sayfasında bulabilirsiniz. 1997'den sonra Türk kuyumculuk sektörü hızla bu yeni tasarım ve model imalat teknolojilerine adapte olarak günümüzde (2004) sektörün Dünya lideri İtalya ile rekabet eder duruma gelmiştir.

Örnek Uygulamalar:

Aşağıda, bazı otoinşa cihazlarının kuyumculuk sektörüne yönelik kullanımı ile ilgili örnekler bulunmaktadır:

1994 yılında kurulan Sanders Prototype, Inc. ModelMaker isimli otoinşa cihazı ile kuyumculuk sektörünün talep ettiği yüksek çözünürlük ve hassas dökümde kullanılabilirlik özelliklerini sağlayan ilk ticari cihazı geliştiren firmadır. Daha sonra bu firma Solidscape ismi altında özellikle kuyumculuk sektörüne yönelik ürün geliştirmeye devam etmiştir.
Sağda, ModelMaker cihazı ile inşa edilmiş bir yüzük modeli görülmektedir. Normalde bir ustanın 1-2 haftada el ile yontarak yaptığı mum modeller artık bu cihaz ile 1 günde hatasızca bitebilmektedir.

Sağda ise SDI firmasının RTM ile inşa edilmiş bir yüzük modeli görülmektedir. Otoinşa cihazlarıyla imal edilen modeller kullanılarak  Hassas fanus döküm ile daha sonra istenilen metalden (altın ve gümüş gibi) takılar dökülebilir.

3D ystems, özel olarak kuyumculuk sektörü için geliştirdiği ve MJM serisi diğer otoinşa cihazlarına (ThermoJet ve InVision 3-D Printer) nazaran daha yüksek çözünürlüğe sahip olan InVision HR 3-D Printer isimli otoinşa cihazını ilk defa 15-22 Nisan 2004 tarihlerinde İsviçre'de düzenlenen BaselWorld 2004, Mücevher Fuarı'nda sergilemiştir.

Aşağıdaki 3 resimde InVision HR 3-D Printer ile üretilmiş bazı modeller görülmektedir. Soldaki resimde inşa sonrası platform görülmektedir; Tabladaki beyaz bölgeler destek, mavi bölgeler ise inşa malzemesidir. Ortadaki ve sağdaki resimlerde destek malzemesi eritilerek temizlenmiş modeller görülmektedir. Sağdaki resimde bir hassas döküm sonucu da görülmektedir. Bu cihaz direkt hassas döküme uygun olan %20 mum katkılı bir inşa malzemesi kullanmaktadır.

3D Systems firmasının 2001 yılında piyasaya sürdüğü, SLA-250'nin yerine geçen küçük hacimli Viper si2 modeli SLA cihazları, sahip olduğu daha yüksek hassasiyet ve çözünürlükle mücevher imalatçılarını da hedeflemektedir. Elde edilen bu model kullanılarak silikon malzemeden mum kalıbı üretilir. Stereolithography ile inşa edilmiş bir yüzük modeli sağda, Silikon kalıpla elde edilen mum modeller kullanılarak hassas fanus dökümle üretilmiş altın bir yüzük ise solda görülmektedir.

Ağustos 2003 tarihinde 3D Systems'in özellikle kuyumculuk sektörü için geliştirdiği Accura Amethyst fotopolimer reçinesi ile 0.07 mm lazer çapı ve 0.025mm katman kalınlıkları kullanılarak yüksek hassasiyette modeller üretilebilir. Mor renkli bu malzeme iyi bir kontrast sağlayarak şeffaf silikon kalıp hazırlama sırasında daha kolay görülebilir. Aynı malzeme yüksek sıcaklığa dayanımı sayesinde kauçuk kalıplamada, düşük kül bırakma özelliği sayesinde ise direkt hassas döküm uygulamalarında da kullanılabilir:

Amethyst malzemeden Viper ile imal edilmiş 400 taşlı bilezik ve yüzük modelleri mum döküm ağacına bağlanmış.	Bilezik gümüş döküm sonrasında henüz yollukları temizlenmeden evvel görülüyor.	Beyaz altından dökülen bileziğin yolluklar temzilendikten sonraki hali.

Envisiontec GmbH tarafından 2004'den sonra geliştirlen ve hassas döküm sırasında kül bırakmadan eriyebilen fotopolimer reçineler sayesinde Perfactory otoinşa cihazları kuyumculuk sektöründe daha yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır;

4 adet yüzük modelinin inşası tamamlanmak üzere	İnşa sonrası modeller desteklerinden temizlenip hassas dökümde kullanılabilir

İlgili makaleler:

• Kuyumculuk sektöründe kalıp* artık 3D Printer makineleriyle üretiliyor:
  Hrant Arzuman, Genel Md, Pandora Tasarım & Uygulamaları
• CAD/CAM ve hızlı prototip imalat sistemlerinin kuyumculuk sektöründeki yeri ve kullanım alanları
  Ozan BATIR, Lisanslı Ürünler Tasarım Sorumlusu, GOLDAŞ Kuyumculuk

Kaynaklar:

• www.mjsajournal.org/tech_article.php > Manufacturing Jewelers & Suppliers of America / Online Articles Archive
• www.mjsajournal.org/features/0508 > August 2005: Getting up to Speed: Farklı otoinşa cihazları ile elde edlen modellerin hassas döküm testleri:
  By Steven Adler and Teresa Fryé
  CAD/CAM has seen tremendous growth as an accepted technology in the jewelry industry. There now exist a growing variety of sophisticated rapid prototype systems to create the 3-D models for casting-but the relationship between these models and investment casting outcomes is not understood in the jewelry industry. Through a qualitative analysis of various RP models, the authors investigate this relationship.
• www.mjsajournal.org/features/0604 > April 2006: Technology of Choice II: A User's guide to investing in CAM options and business software:
  Compiled by Glen A. Beres, Shawna Kulpa, and Tina Wojtkielo Snyder
  One year ago, we debuted our Technology of Choice series with comparisons of CAD software programs and laser welders. The response from you, our readers, was fantastic, and you asked for more. In this month's issue, you'll find comprehensive charts comparing the features of the most popular CAM options and business software available to the jewelry industry. Online and in print, you'll find perspectives from various users telling why they chose the product they use and how it works for them.
• www.mjsajournal.org/features/0504 > April 2005: Technology of Choice: Compiled by Suzanne Wade and John Shanahan
  Of the new technologies available in the jewelry industry, two of the most widespread developments having a tremendous impact on manufacturers, designers, and retailers are computer-aided design (CAD) software and laser welders. Read perspectives from various users telling why they chose the product they use and how it works for them.