贵金属增材制造：让创造力与差异化共存

作者 | 荣格
来源 | 荣格金属加工

珠宝行业是一个极具多面性和复杂性的行业，有些情况下甚至不可能将其视为一个行业。一方面是因为，珠宝行业产品受文化影响较大，另一方面，珠宝的制造方式对其行业的划分影响也很大。根据特定的文化，国籍和市场，会有特殊定制、小批量或大批量收藏等不同的可能性。

考虑到技艺精湛的工匠或艺术家制作的珠宝与中等规模甚至大规模生产的珠宝之间必然存在明显的差异，其所涉及的工艺和技术都明显有所不同——有时差别会很大。必须理解珠宝业的这些情况，才能更好地了解主要基于激光光束粉末床熔合（PBF-LB）技术的贵金属增材制造技术是如何应对该行业，以明确自己的市场定位。

增材制造技术在珠宝行业的故事可以追溯到15 -18年前，那时珠宝行业对于蜡模制造商的需求量一直很大。计算机辅助设计（CAD）软件和相关的快速原型制作工艺的出现，对珠宝业产生了重大影响。首先，采用这些先进技术的是那些有财力投资这种新技术的大公司，其次是那些想要强化生产线能力的中小型公司，他们利用这种技术提高了效率，加速了产品上市进程。

宝格丽于2016年进行的一项研究报告了该公司的几项试验。该公司的团队将其珠宝收藏中的部分贵金属和普通金属（通过直接铸造增材制造的树脂模型制成）与金属增材制造制成的作品针对密度和一致性等进行了比较。这项研究非常详细且全面，并考虑了几种金属和合金，代表了对使用两种不同技术制成的产品的详细而全面的分析。但是，从一开始，用于贵金属的增材制造就有一个缺点：那就是制成零件的表面质量。即使使用正确的参数组合（扫描速度、激光功率等）可以达到所需的质量，但宝格丽的团队也发现，将零件生产到质量目标所需的工艺时间太长，无法达到最初的目的。

对于这个问题，贵金属增材制造的早期采用者意大利珠宝生产商Nuovi Gioielli公司的首席执行官Ivano Torresan的看法是：对于那些已经可以使用当前生产方法完美生产的珠宝，不应该再考虑采用诸如贵金属增材制造这样的制造方法。应该考虑的是通过使用增材制造技术，促进设计师挑战常规，而这是任何其他可用的制造技术都无法做到的——这是关键。

Progold SpA的首席执行官Damiano Zito提出了几乎相同的论点，他指出：应该采用贵金属增材制造，因为它可以创建新的生产方式，例如在采用铸造工艺加工铂或钛合金生产珠宝首饰时，就会遇到问题。他特别强调了钛金属增材制造如何为珠宝品牌和新兴设计师带来了新的机遇。钛金属比珠宝中使用的传统贵金属轻得多，因此具有做大件、个性化首饰的优势。贵金属增材制造为设计师提供了以不同的方式应对珠宝生产的机遇。这似乎是贵金属增材制造的关键点：它允许制造商和设计师以前所未有的方式进行思考。

PBF-LB 构建板，显示了制造过程中所需的支撑结构。多个项目可以“嵌套”在这样的构造板上，但设计师需要仔细考虑可移动支撑结构的位置，以尽量减少后处理。Progol3D® 内部项目，由钛金属打造（图片来源：Progold S.p.A）

但，表面质量和美观性仍被认为是贵金属增材制造最大的技术障碍。此外，难以充分消除产品制造过程中所需支撑留下的表面缺陷，同时难以获得光滑均匀的表面也影响了潜在采用者的决策。在珠宝界，制造商和设计师都满怀热情地期待贵金属增材制造的潜力，但是，当需要在该技术上投入资金时，决策者们仍然持怀疑态度。

显然，要充分挖掘贵金属增材制造技术的优势，教育是必不可少的。例如，了解如何将对象放置在构建板上，并因此得到有效支撑，这意味着工程师和设计人员还必须了解移除支撑时在零件表面上留下的斑点将如何影响精加工工艺。为了保证贵重物品的卓越品质，需要完整地了解设计、增材制造和完成一件珠宝所需的整个工艺。

毫无疑问，能够制作出高度精细定制珠宝的能力是贵金属增材制造技术最引人注目的能力之一，特别是考虑到珠宝行业最近向更个性化和情感体验的转变的趋势。Ivano Torresan强调了另一个有趣的观点：高端珠宝品牌经常由于缺乏可用的统计数据而常常难以将增材制造技术作为一种选择。他们的新产品开发过程需要数据和数字来确定是否投资某个项目。没有这些数字，产品开发和生产团队的共同热情就无法传递给决策者。更有可能的是，新兴的设计师将有更多的机会利用增材制造技术，因为他们的内部组织更加灵活，并且他们都希望展示其设计的独特性。

Nuovi Gioielli“翅膀之声”系列，用增材制造技术打造的 18 Kt 项链（图片来源：Nuovi Gioielli S.R.L.）

伯明翰市大学珠宝、时装与纺织研究所数字设计与制造中心高级讲师兼中心经理Frank Cooper介绍了一家高级珠宝公司和一名新兴设计师合作开发贵金属增材制造应用的案例：Cooksongold最近与奥地利的珠宝设计师Marie Boltenstern合作，后者使用贵金属增材制造技术生产图示的整个系列。

Marie Boltenstern的“共鸣”系列中的戒指和手链由11 列经过增材制造的18Kt黄金链环连接在一起。受自然的动物鳞片结构的启发，手链可以移动并适应手腕（图片来源：Marie Boltenstern / Bolternstern GmbH）

Marie Boltenstern开发了特殊的互连设计，以利用该技术的全部功能，并通过中断PBF-LB 的构建过程来包裹珍贵的珠子。Boltenstern的品牌形象充分利用了增材制造技术，及其带来的独特性，其标语“3D打印精美珠宝”在整个品牌的宣传中都占有重要地位。毫无疑问，互连和模块化设计是展示贵金属增材制造技术用于珠宝制造能力的最佳方法之一。使用这些设计的产品还包括Nuovi Gioielli的“拉链手镯”（具有织物样的图案）和“PixYourTime”手表。