Från 3D-print i Vax Till Smycke i Silver

Ett konsultuppdrag åt Fernando Fabris

Jag gjorde tidigare ett konsultuppdrag åt silversmeden Fernando Fabris. Han har en verkstad i Ulva Kvarn Silversmedja strax utanför Uppsala. Fernando ville prova att 3D-printa några konceptsmycken i silver, så han kontaktade mig. Jag hade just undervisat en silversmidesklass på Leksands Folkhögskola hur man 3D-printar i metall så därför passade detta uppdrag bra. Det var faktiskt en tidigare elev där som tipsade honom om mig. Jag håller ibland kurser på folkhögskolor inom design.

Uppdrag: Från penna och papper till 3D-utskrift i metall

Fernando hade färdiga skisser på smycken som skulle skrivas ut digitalt. Hans koncept hade ett digitalt tema med inspiration från scifi-filmer som Matrix, Blade Runner och liknande. Mitt uppdrag var att ta fram 3D-modeller i datorprogram som vi sedan kunde skicka till en underleverantör till mig som tog hand om utskriften, så jag slipper ha en maskinpark hemma.

Två olika metoder för 3D-printing för metall

Det går utmärkt att 3D-printa direkt i metallpulver men detaljerna blir ej lika fina och det lämpar sig bättre för större smycken typ armringar eller bältesspännen men ej detaljerade smycken såsom fingerringar, broscher eller ringar. Då är det bättre att jobba med högdetaljerade 3D-printade vaxmodeller som sedan gjuts av.

  • För större objekt: 3D-printing direkt i metallpulver
  • För detaljerade små objekt: 3D-printad vax som sedan gjuts av. 

 

Processen: Så gick vi till väga för att printa smycken

  • Steg 1: Fernando och jag kontrollerade och justerade hans design, så att det höll sig inom toleranserna för 3D-utskrift i vax. Efter ett par uppdateringar på skisserna så var smyckena inom toleranserna som är följande för 3D-print med gjutvax:
    Väggtjocklek: minst 0,6mm Trådtjocklek: minst 0,8 mm Relief & Gravering: minst 0,3 mm
  • Steg 2: Jag jobbade fram smyckena i Rhinoceros 3D, ett CAD-program som främst används av arkitekter och old school designers. Jag gillar Rhino för att det är resurssnålt för datorn och snabbt och smidigt att skissa i. Annars så jobbar jag gärna i andra mjukvaror, men för denna design fungerade detta utmärkt.
  • Steg 3: Designen analyserades sedan med en mjukvara från min leverantör som pekade på eventuell svag geometri som jag åtgärdade. Jag fick en direkt estimering på kostnad, som jag presenterade för Fernando. Vi gick sedan vidare med att beställa.
  • Steg 4: Min leverantör tog hand om lost-wax-metoden så att vi fick smyckena levererade färdiga och råa från gjutningen. Min leverantör erbjöd att ta hand om polertrumling, men eftersom det var mycket fina detaljer så ville Fernando själv göra detta.


Resultat i bilder

Smycke i sterlingsilver tillverkad genom 3D-printing. Hålen är för ädelstensinfattningar och detaljer.

Tre olika tester för att undersöka möjligheterna med 3D-print i silversmedjan.

Silversmyckena på arbetsbordet i Ulva Kvarns silversmedja

Resultat av testet med 3D-printade smycken och silver

Det är mycket smidigt och kostnadseffektivt att jobba med 3D-print så länge det är gjutvaxet man skriver ut. Genom att jämföra vad enbart vaxutskrift kostar jämfört med att låta leverantören också gjuta eller 3D-printa direkt i metallpulver så blev det ganska uppenbart. Ifall DU är intresserad av att förverkliga någon idé du har som smycke så kontakta mig: Adam de Kaminski.

Rekommendationer och tips

  • Ifall du vill tillverka smycken med mycket fina detaljer så är det inte lämpligt att printa direkt i metall. Du bör istället 3D-printa vaxmodeller som sedan gjuts av.
  • Låt producenten av 3D-utskriften i vax även ha hand om gjutningen om du saknar tillgång till en egen verkstad. 
  • Om du vill ha mer kontroll över processen och har tillgång till egen verkstad så gör gjutningen i metall själv
  • Ifall du vill 3D-printa direkt i metall så lämpar det sig bäst för större objekt, som inte kräver vaxgjutning. Då kan du istället printa direkt i metallpulver vilket blir billigare och ett steg mindre i produktionen. Detta lämpar sig bättre ifall du exempelvis har 3D-scannat maskindelar som du vill skriva ut i exempelvis aluminium.
  • Formgiv objekten med toleranserna i åtanke! På bilden nedan kan man se hur delarna mättes i programmet CATIA, som jag vid tillfället använde när jag jobbade med 3D-printade flygplansdelar i metall åt en norsk firma.
Så här kan det se ut när man mäter distanser

Fördjupning om vaxgjutning

För att bättre förklara förloppet från 3D-printad vaxmodell till färdigt metalsmycke så kontaktade jag guldsmeden Fredrik Lundbergen vän och studiekamrat från Leksands Folkhögskola. Han är mycket rutinerad inom guld- och silversmide och driver tillsammans med Lena Åberg en guldsmedsverkstadTillsammans så har de en täckande kompetens. Deras klienter är allt från privatpersoner till företag, kyrkor och museer. Eftersom de även utbildar så var Fredrik den perfekta personen att fråga när jag ville titta närmare på själva tillverkningsprocessen av gjutet silver.

Mina frågor till Fredrik om gjutning som produktions teknik

Intervjuare: Adam de Kaminski

Fråga 1: Vad är den rätta benämningen på vax-metoden vi använde i artikeln ovan, när man bränner bort vaxet ur en form?
Svar: Den korrekta benämning är “Cire perdue” som betyder “förlorat vax” på Franska.

Fråga 2: Hur beskriver man processen enklast, från 3d printad vaxmodell till färdig produkt?
Svar: En förenklad beskrivning: är:

  • 1) Först tillverkas en model i vax.
  • 2) Sen sätts flera vaxmodeller upp på en stam (ett så kallat gjutträd som man ofta ser i verkstäder)
  • 3) Därefter gipsas hela trädet in, så bara änden på vaxstammen är synlig.
  • 4) Därefter stoppas gipsformen in i ugn och bränns ur i 14 timmar, med en max temperaturpå 730grader, så absolut inga vaxrester finns kvar.
  • 5) När gipsformen är ca 500 grader tas den ut och gjutningen sker. Antingen med hjälp av centrifugalkraften i en slunga eller med en maskin med vacuum.
  • 6) Sen doppas gipspaketet ned i vatten så gipset kokar bort.
  • 7) smyckena färdigställs med filning, smärgling, slipning, putsning m.m.
  • 8) Smycket är redo att användas.
 
Fråga 3: Är Cire perdue, förlorat vax en tidsbesparande metod?

Svar: Jämfört med sandgjutning så är det en tidskrävande process. Vanligtvis så vaxar man upp modeller ena dagen, bränner ur formen över natten och gjuter morgonen därpå. Men man kan gjuta många fler smycken samtidig, med bättre detaljrikedom och med färre begränsningar än vid sandgjutning. 

Fråga 4. Hur köper man in råvaran silver, köper man det nytt i granulatform eller brukar ni återanvända material från större arbeten i verkstaden och använder det till gjutningar?
Svar: Till gjutning köps silvret ofta i granulater, små kulor. Men ofta återanvänds silver, spillbitar m.m till gjutning. Men allt silver som säljs till guldsmeder i Sverige idag är återvunnet silver, så alla guldsmeder använder bara återvunnet silver. 

Fråga 5: Vilken utrustning använder man när man använder Cire pedue-metoden? Är det en stor investering?
Svar: Ja, det krävs vissa maskiner. Först behövs en ugn som klarar 730 grader, gärna en vacuumklocka till gipsningen för att få bort alla luftbubblor ur gipset. Sen behövs en vacuummaskin om en ska gjuta med vacuum eller en slunga om en ska gjuta med centrifugalkraft. Gärna utsug över ugn och gjutmaskin. Att ha en brandsäker miljö skadar inte, om det krävs får en fråga sin lokala
brandmyndighet. 

Fråga 6: Har ni på Fredrik & Lena kurser för gjutning, för mig som specialist i 3D-print eller någon annan som vill lära sig?
Svar: Ja, vi håller kurser i både sandgjutning och slunggjutning. Gå gärna in på vår hemsida 
www.lenaochfredrik.se.

Länkar från artikeln