3D打印技術在首飾制造中的應用主要有兩種方式,一種是3D打印出首飾的蠟模,然后采用失蠟法鑄造出金屬首飾,另一種方式是通過選擇性激光熔化3D打印設備直接打印貴金屬。
在后一種應用中,英國貴金屬產品供應商Cooksongold公司已通過EOS的M80金屬3D打印設備,在黃金和銀3D打印材料和工藝方面取得了突破,并在此基礎上推出了Precious M080 3D打印設備,專用于貴金屬首飾的直接3D打印領域。最近,德國貴金屬和金屬化學研究所也在貴金屬的直接3D打印領域取得了進展。
由于黃金和銀合金具有高反射率和高導熱性,這些特點增加了SLM 3D打印工藝的挑戰。為了改善黃金的3D打印質量,研究人員在黃金材料中添加了其他金屬材料,如:鐵(Fe)和鍺(Ge),添加的金屬合金需具備合適的硬度,同時在混合后不會明顯改變黃金的顏色。通過多次嘗試,研究人員發現Ge001和Fe003最適合用于SLM 3D打印工藝,當Fe和Ge粉末被氧化時,這些組合能讓黃金合金反射更少的光。
不同合金熔融時的微觀結構:a) 3N 黃金 b) 合金Fe003 c) 合金 Ge001
德國貴金屬和金屬化學研究所研發貴金屬3D打印材料和工藝時使用的設備是Concept Laser公司的MLab R Laser CUSING 3D打印機。在研究過程中,研究人員針對每種不同的材料配方,測試調整出不同的打印參數,并最終總結了黃金合金的最佳打印參數,如最佳粉末尺寸為5-30μm,理想的激光速度為200-450 mm / s,通過熱處理使孔隙率由3-4%下降到0.7%等。
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