當3D打印遇上珠寶設計,將會碰撞出怎樣的神奇火花?

2019-01-05 04:25:17


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參與討論成員:冷蕓時尚圈微信4群群友

時間:2017年12月23日

本次莊主:

Xinyan: 加州藝術學院服裝系在讀大二學生

Joe Fu: 加州藝術學院珠寶與金屬藝術專業在讀大三學生, 曾于StayFoolish珠寶品牌實習,負責設計和銷售自有品牌 J.C.B.J(Jewelry Crafted By Joe).



討論提綱


Q1
珠寶常用建模軟件和設計上對建模的限制?
Q2
珠寶首飾建模的大致步驟和問題 (案例分析)
Q3
3D打印珠寶的材料和設備
Q4
打印后的處理
Q5
3D打印珠寶的應用現狀和前景,以及商業價值



引言

“3D打印”和建模軟件在許多的設計領域已經有一定的應用。尤其是在珠寶的制作中,3D打印的應用變得越來越常態化。實際上在珠寶制作中,3D打印的應用又有著不同的細化分工。這些不同的分工對3D打印在技術上和成本上有著重大意義的影響。通過對技術的一定了解,可以使得群友對珠寶3D打印的商業價值和發展前景有一個初步的了解。


本次討論冷蕓時尚圈四群的群友們根據不同的3D打印技術和相對應的傳統珠寶制作工藝為中心。通過分析兩者在長期和短期的成本和商業價值共同探討了3D打印對珠寶生產技術革新上的意義和生產銷售的改變。



3D打印

(本文圖片為莊主供圖


珠寶常用建模軟件?Rhino, Matrix, RhinoGold


這幾款軟件都是基于Rhino的。


  • Rhino


使用修建自由形式NURBS曲面來精確表現曲線外形,具有完全整合實體與曲面建構能力,軟件建模功能非常強大。


該軟件操作靈活,塑性能力強,能充分滿足設計者的設計需求,許多頂級珠寶設計研發部門,如DIOR、潘多拉、蒂芙尼Tiffany、施華洛世奇等都使用這款軟件。


為了滿足珠寶設計師的需要,犀牛的開發公司Robert McNeel & Associates還研發上市了一款名為RHINO+GOLD的軟件,該軟件專門為珠寶首飾設計師量身打造,不但提供鉆石、各種寶石、指圈素材、爪鑲、爪托、排石、上蠟樹的支撐模擬等豐富的數據庫,還提供了全球各地金銀材料實時價格,同時兼具實用性與實操性。




  • Matrix


Gemvision Matrix 3D??6.3 世界頂尖的CAD珠寶設計軟件。完全針對珠寶設計生產流程所開發,擁有模組化接口,具有簡單易學且功能強大之特點美國GEMVISION所開發的Matrix3D珠寶設計軟件暨相關設備,它由Rhino強大的Nurbs曲面Script功能延展,并且可以記憶每一個繪圖步驟,被許多珠寶設計師和公司使用。


這些公司也包括上述的tiffany, pandora等,其中里面的Rhinocoros專門為3d建模珠寶的CAD引擎,postroiteli為步驟管理,Vray為渲染工具,可以很好地模擬真實的效果給客戶。



總結一下的話,Rhino以及它的衍生品適用于各種有機的設計,動植物,可操控性很強,更容易表達設計師的設計, 排石和渲染功能比較強大,適合制作定制款和復雜的設計。



  • Jewel CAD


JewelCAD軟件是香港珠寶電腦科技有限公司于1990年開發出來的,集合了三維軟件的核心技術,可輕易調整1:1的圖像輸出,完整的導軌曲面成型技術,高效率的curve曲線建模繪圖,功能多樣性的變形功能,完美的Boolean運算技術,自由轉換視面。易學易懂。


在實際運用中,國內大部分中低端工廠偏好于這個軟件,它培訓時間短,容易學習比較好上手。但是同時這個軟件的功能比較局限,款式拼湊的元素較多,很多設計特別是曲面多的設計無法用這個軟件建模。用俗話說,做出來的珠寶比較偏向于廠家基本款





其他的一些比較少用的有3DMAX, FreeForm modeling system, Digital Goldsmith等軟件,但是應用比較少就就此帶過。


目前可以說建模在首飾設計的運用上已經是非常廣泛了,可以說如果不計成本的話建模可以制作出目前大部分珠寶的形狀,但是由于有些設計運用雕蠟或純手工制作比較容易滿足客戶要求所以還是保持傳統的工藝手段。


討論如下:

吉阿喜-北京-4群副群主?
應該就像環境設計用CAD,平面用PS等。各個專業都有自己專業的軟件來畫構思吧。



溪爾 廣州 設計
這是建模出來的,看起來像照片一樣真實。


吉阿喜-北京-4群副群主
跟普通的cad有什么不同嗎?


Icey-舊金山-在讀服裝本科?
更加貼合珠寶的設計與生產過程。



(對jewel cad的討論)


溪爾 廣州 設計?
看款式確實單調了點。
如果普及了,手工藝產品不是要被取代了?


Icey-舊金山-在讀服裝本科
不會被取代的。就像高定服裝不會被工廠大貨取代一樣。


溪爾 廣州 設計
到像照片一樣的效果是不是還差很多步驟?


joe-三番-珠寶設計?
請問你是說渲染么?


溪爾 廣州 設計?

對對。


joe-三番-珠寶設計
的確是差幾步。


吉阿喜-北京-4群副群主?

那珠寶的渲染軟件是用什么呢?


joe-三番-珠寶設計
用的是V-ray。
我來給一張v-ray渲染的圖。



大概是這個效果。


吉阿喜-北京-4群副群主?
感覺差不多做到了廣告片的效果。


依一-重慶-買手愛好者
可以做廣告了。


吉阿喜-北京-4群副群主?
感覺這個CAD可以做構造簡潔一些的設計吧,再
復雜的應該就沒辦法了。



(對matrix的討論)


依一-重慶-買手愛好者
貴還是有貴道理。






珠寶首飾建模的大致步驟和問題(案例分析)


簡單來說,現在3D打印用的首飾建模的步驟大體可以分為3步,它們分別是夠勾勒設計圖,細節構建,物件檢查。如果有客戶需要的話還有渲染建模這一步。


我來用具體的案例來講解這個過程。在這個演講中,我用我自己設計的一款手鏈來演示整個珠寶從建模到3D打印到最終成品的過程。


首先,我的手鏈的靈感來源于多哈伊斯蘭藝術博物館里面的吊燈。這里是吊燈的照片。



我提取了其中的一些元素,然后設計成了一條手鏈里面的3個charms。


我拿其中這個X形狀的charm來說,首先是把珠子的形狀設計好并建出來,然后把x的形狀勾勒出來。



然后呢再把X給投影到珠子上并建出來,右上角是軟件自身渲染模式下的效果,通過它可以大致看出最終成品的樣子,到這為止所有的建模工作已經完結了。



接下來是用軟件自帶的檢查程序檢查3D模型是否水密(完全沒有漏洞)。這一步對3D打印的成功與否至關重要,如果建出來的模有瑕疵是無法正確打印出來的。



沒有毛病!


然后這個模型現在的狀態就是Ready to print 了。


以上就是珠寶3D建模的大致過程。



珠寶的3D打印材料及設備


目前來說,珠寶首飾的3D打印用的材料有三種,


  1. 1.??? 蠟和樹脂


這兩種材料我放在一起講是因為它們的作用是類似的。這里是我的打印記錄。



工廠一般是把蠟或者樹脂打印出來,這一步是替代了傳統珠寶制作里面的雕蠟步驟。然后工廠如果要量產的話會把蠟或者樹脂做成硅膠模具。




這里我用網上的一幅圖來大概展示做模具的過程,以及用模具批量注蠟的樣子。



這就是用兩個硅膠模量產蠟的結果。


但是這種工藝對于打印的物件有諸多限制,比如說不能做太過于立體大件的硅膠模,或者內部結構復雜的硅膠模。然而,3D打印的其中一個優勢就是精密的內部結構。


除了做硅膠模另一種比較多的應用是直接用lost wax casting的方法去澆鑄成金屬,這個方法適用于大部分打印出來的蠟或者樹脂,沒有太多尺寸設計限制。當然,直接澆鑄的成本也相對比較高,3D打印材料的費用目前還是比較高昂的


舉個例子,這個X珠子用的打印材料是樹脂,這種樹脂一升的價格是107美金,而一升能用的次數差不多只有十幾次,所以說打印一次光材料消耗就是10美金左右了。




上圖是我直接拿樹脂來準備澆鑄的樣子。


下圖是藝術家Michael Mueller澆鑄出來的珠寶,像這類形狀復雜的珠寶是無法做硅膠模的,只能單個打印成蠟或者樹脂然后直接澆鑄。



最后一種3D打印首飾的應用是直接打印成首飾。這里我用藝術家Maria Eife的首飾來當個例子。



這個是她3D打印的手環,可以說打印出來后已經是最終狀態了。這個手環的材質是尼龍。目前大部分的3D打印直接成品的珠寶還是停留在樹脂,塑料的階段,主要原因有成本和技術問題。有人會問能不能直接打印金屬呢?答案是肯定的,但是3D打印金屬的技術還不是很成熟,同時成本會也很高。



討論如下:


溪爾 廣州 設計
用蠟和樹脂打印出來,是不是就是一個單色的立體形狀?


Icey-舊金山-在讀服裝本科
是的!


joe-三番-珠寶設計
就是模型發送給工廠然后打印出來的樣子。
這一步是替代了傳統珠寶制作里面的雕蠟步驟。得到這個模型后,可以做成硅膠模具或者直接澆鑄。


溪爾 廣州 設計
哦!就可以生產了。
打印過程分堆砌和融化么?


joe-三番-珠寶設計
其實堆砌和溶化是同時進行的。


吉阿喜-北京-4群副群主
這種可以有材質的選擇嗎?


joe-三番-珠寶設計
但是也有一種設計是直接用3d打印成最終成品,這種可以隨意選擇澆鑄用的金屬。
目前大部分的3D打印直接成品的珠寶還是停留在樹脂,塑料的階段,主要原因有成本和技術問題。有人會問能不能直接打印金屬呢?答案是肯定的,但是3D打印金屬的技術還不是很成熟,同時成本會也很高。


溪爾 廣州 設計
3d打印直接成品,之前在醫療方面打印骨骼聽說過。



打印后的處理


在打印和澆鑄結束后就是和傳統珠寶的處理一模一樣了,拋光打磨,還有鑲寶石,焊接都一樣。




這是手鏈的最終成品。



3D打印珠寶的應用現狀、前景及商業價值


相對于傳統珠寶來說,3D打印珠寶的優勢是顯而易見的,主要是兩點:


1.?復雜的形狀和設計的可能性。


2.節省時間和材料成本,生產周期短。


傳統珠寶制造行業中,雕蠟師傅完成一個戒指的蠟模的加工大概是3小時,而且萬一有一點差錯就要重新開始,而3D打印可以在1-2小時內精確地打出蠟模。


在加工上,3D打印對材料利用率實現了一個最大化,不會像雕蠟一樣一大塊蠟雕得蠟粉紛飛最后得到一小塊。同時也省去了雕蠟人工這筆支出,和時間成本的節省。同時大部分建模軟件都有計算成本或者金屬重量功能,對于成本的把握也更加精準。


但是同時有一點要注意的是,打印機本身的成本還是比較高昂的,所以說3D打印對于傳統珠寶設計來說是一個附加的作用。它還是不能替代傳統的珠寶制作,應該說它給了珠寶設計師更多的選擇和可能性。


但是3D打印金屬依然面對成本過高打印時間長的問題,暫時來說還處于起步階段。


但是3D打印仍然有著諸多優勢,同時也給我們帶來了一波新玩法。


比如說Love and Robots公司的Windswept系列。


Windswept制造的珠寶的外形完全基于氣象數據,尤其是風的數據。通過這項奇特的技術,Love & Robots的顧客可以任意選定過去50年間任何地方任何時刻的風象數據,借助建模和3D打印技術,用被風吹得形狀各異的珠寶永遠凍結下那些難忘的時刻。


用戶只需要花上185到315歐元就可以訂制一款珠寶了。至于選材方面,用戶可以從銀、14k 金、14k 玫瑰金、鍍金,鍍玫瑰金黃銅進行選擇。






依一-重慶-買手愛好者
被風吹過的珠寶。


Icey-舊金山-在讀服裝本科
由人類和大自然共同完成的珠寶~


溪爾 廣州 設計
Love and Robots公司的Windswept系列是金屬直接打印的吧!


Icey-舊金山-在讀服裝本科
對的。


溪爾 廣州 設計
很特別,獨一無二。


Icey-舊金山-在讀服裝本科
是的,每一個都是獨一無二的,幾乎每一個都是全世界限量一個。


依一-重慶-買手愛好者
想一想就覺得很滿足,我的這個是獨一無二的。


吉阿喜-北京-4群副群主
那3D打印的珠寶售價范圍一般是多少呢?對3D打印的應用也比較好奇。


joe-三番-珠寶設計
這個的話便宜點的幾十美金,貴的可以不封頂,比如說后期加了鉆石之類的就會價格暴漲。


joe-三番-珠寶設計
可以的。


吉阿喜-北京-4群副群主
嗯嗯,感覺設計,工藝跟品牌還是有無限價值的。


自由討論與答疑:


依一-重慶-買手愛好者
我感覺有了3D打印技術,設計師的設計才能更隨心所欲,更能發揮吧。


Vanessa 廣州 服飾高定
感覺有了3D 打印未來人我都可以實現自己的創意, 設計師有危機感喔。我是說想法而不是操作, 路人的想法可以透過專業操作實現。


Icey-舊金山-在讀服裝本科
這個是的~


吉阿喜-北京-4群副群主

那我國有個傳統的珠寶技術叫花絲鑲嵌,現在可以達到類似這樣的技術了嗎?


joe-三番-珠寶設計
花絲的部分是可以部分做到的,對于鑲嵌其實沒什么幫助。


冷蕓-上海-群主
這個問題可能之前討論過。就是3d打印會最終降低制作成本嗎?


joe-三番-珠寶設計
我的理解是,會也不會,3d打印如果是蠟或者樹脂再翻模的話。


冷蕓-上海-群主
哦?能具體一點嗎?換句話說,看材料與工藝嗎?


joe-三番-珠寶設計
長期下來是會節省很多人工和時間成本的。這方面Tiffany也好,Pandora也好都在做,它們的許多款式都是這樣出來的。但是3D打印金屬的話,成本暫時是很高昂的。


冷蕓-上海-群主
可以理解。


joe-三番-珠寶設計
總的來說,3D打印對珠寶行業來說是一個重要的技術革新。它簡化了很多傳統珠寶制作的過程,同時給與了新的設計可能性。相信在未來的商業珠寶設計與制作上,它的運用會越來越廣泛。




莊主總結


建模和3D打印是珠寶設計的延續,兩者之間是一種互相支持的關系。在傳統珠寶制作工藝相對成熟的現在,3D打印無疑是給珠寶首飾在設計和制作上帶來了更多的可能性。


以現在國內中低端工廠的現狀來講,3D噴蠟機的使用已經是非常普遍了。但是由于技術上的限制,對于建模和3D打印的應用還處于一個初步開發的階段。


在本次討論中我們講解了珠寶3D打印的3種材料和對應的后期處理手法;而當前普遍使用的技術還是停留在打印出蠟制作硅膠模這個應用上。這樣的3D打印應用可以說是省略了傳統珠寶制作的一些工序,給廠家減少了人工上的支出而具有了經濟效應。


然而放眼設計師的需求,我們可以發現設計師不止于做出硅膠模后再批量生產。在這次討論中,我們討論了幾個以3D打印作為品牌特性的品牌。可以從中看出,在克服一定的技術難度上,設計師的想法在3D打印上是有很大的施展空間。


雖然目前3D打印在某一些應用,比如直接打印金屬上還尚且造價高昂,但是可以預見的是在不久后的未來,3D打印不僅可以節省工廠在人工上的開支而加快生產速度;而且會給珠寶設計的樣式本身帶來一系列的革新。


本次的討論以普及知識為主,結合了一系列的案例給群友們帶來了一定的珠寶3D打印知識儲備。如果有機會還期待在此基礎上進行更加深入的討論。關于3D打印在珠寶產業上的價值,筆者結合各位的討論認為3D打印的商業價值還有很大的增值空間。基于目前對3D打印的運用的理解,可以看得出3D打印擁有極高的利用價值和前景,其發展事態會造成傳統珠寶行業一定的轉型。



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