3D 打印：GIA 让学生为“技术革命”做好充分装备
七月 24, 2015
3D 打印的惊人潜能铺天盖地出现在各大新闻和社交媒体。 该应用十分惊人且为各大行业带来颠覆性的益处，从医药行业到食品到建筑，以及到珠宝设计及制造行业不等，时间、精度和成本效益得到高度重视。
Steve Workman（史蒂夫·沃克曼）是一名老师，在 GIA 的珠宝设计与工艺 (JDT) 课程中使用到打印机，他说，3D 打印应用是已经开始改变现状的伟大变革的一部分。
“过去几年里，珠宝设计和制造取得了非同凡响的进展，”他说。 “经历了由计算机辅助设计 (CAD) 软件和计算机辅助制造 (CAM) 硬件驱动的技术革命，例如 3D 打印机。”这就是 [3D 打印] 该行业发展的方向，也是每家公司都希望的发展方向，从大型制造商到小型店铺不等。
3D 打印：确切地说，它到底是什么？
尽管 3D 打印多次成为头条新闻，许多人仍然不了解它是什么或它的工作原理是什么。 通过减少式和增加式制造这两个术语有助于思考了解更广义的 3D 打印。
想象一下，文艺复兴时期的艺术家凝视着巨大的平板或大理石，思考着他如何才能将原石打造出艺术作品。 GIA 的珠宝制造艺术 (JMA) 课程经理 Mike Magee（迈克·麦基）喜欢这样解释减少式制造。
“如果你将其视为从一大块物料开始，进行雕琢削减，直到显露出你想要的 - 就像 Michelangelo（米开朗基罗）看着大理石，想象大理石里面栩栩如生的形象 - 这就是减少式制造，”他说。
增加式制造，包括 3D 打印，开始时根本什么都没有：它涉及到从头开始打造一件珠宝、制作煎饼、创建假臂或建造公寓楼，每次打印一小层。
“通常，每一层只有 30 微米薄，”Magee（麦基）说。 “具体来说，这是一毫米的 3/100。”
3D 打印机是一种 CAM 硬件，借助增加式技术直接用 18K 金打印链子或网状物等物品。
“不过，这在我们这个行业依然很罕见，” Magee（麦基）说。 “这在其他行业更为成熟，但对珠宝界还是非常新的。 我们大多数时间使用 3D 打印都是创建模型（即是将要铸造的物体），像戒指或没有很多可移动部件的更大物体，而涉及铸造工艺时，我们用像蜡一样能适当铸成的材料创建模型。”
GIA 讲师 Steve Workman（史蒂夫·沃克曼）为珠宝设计工艺的学员们提供协助，当他们为在 3D 打印机上建立 CAD 模型做准备时，为其构建 CAD 模型提供支持。 摄影：Kevin Schumacher（凯文·舒马赫）
更高效更准确，损耗更少毫无疑问，Michelangelo（米开朗基罗）的著名作品 David（《大卫》）是一件艺术杰作，但他每次用凿子雕刻时，也损耗了大量昂贵的托斯卡纳大理石。
这就是使用 3D 打印或任何增加式技术的最大好处之一：材料损耗更少。 CAD 技术已使得有可能更快速地创建概念验证、精确镜像、修改和定制。 只需这些新的 3D 打印机即可实现提升。
“过去，制造商使用橡胶模具制造原始的主模型复制品，” Workman（沃克曼）说。 “如需改变模型，则模型制造商不得不创建全新的模型。 有了 CAD 软件，则只需点击鼠标即可进行修改，可根据需要在 CAM 机器（例如 3D 打印机）上打印出新模型。 这些打印机让制造商能打印出易于铸造的 CAD 模型的树脂原型。”
Michelle Loon（米歇尔·龙）将构造平台从 3D 打印机上拆下来。 摄影：Kevin Schumacher（凯文·舒马赫）
Kimberly Overlin（金佰利·奥弗林）是 GIA 的教导主任和研究院的研究宝石学及研究珠宝学课程的毕业生，她指出，这使得想要“定制一切”的消费趋势成为可能。“曾经成本可能高得令人望而生畏，而如今我们能负担得起而且做起来非常容易，”她说。
Magee（麦基）补充说，“更加有效的经济规模”是另一重大好处。 因为 3D 打印机通常允许每次打印多于一个物体，所以，制造商在 6 到 8 小时内可能能够打印 16 枚戒指，而不是同样的时间段内只能打印 1 枚戒指。
作为增加式制造的一种形式，3D 打印还“具有这样的优势：相比你采用减少式制造获得的几何结构，能打造出更复杂的几何结构，”他说。
“打造空心点更轻而易举。 在大多数 3D 打印机上，你不会受限于作品本身的几何结构——无需进入空心点的工具，无需进入怪异角度的钻子。”
珠宝设计工艺学生将其设计作品的视觉图像与 3D 打印原型及铸造原型进行比较。 摄影：Kevin Schumacher（凯文·舒马赫）
让学生掌握必备技能GIA 在卡尔斯巴德开设的为期 26 周的 JDT 课程中使用 3D 打印，2016 年将在美国宝石研究院纽约校区开课。 该课程会教授设计、工程和珠宝制造概念，让学生使用 CAD 软件和 CAM 硬件（包括 3D 打印机）亲自动手进行创作、渲染和设计作品的原型设计。
讲师包括 Workman（沃克曼）、Shaun Peterson（肖恩·彼得森）、Darla Alvarez（达拉·阿尔瓦雷斯）、Doug Hall（道格·霍尔）和 Kelly Borrello（凯利·博雷罗）会从基础知识开始授课。
“我们从非常简单的戒指开始，” Magee（麦基）说。 “学生先打造非常简单的几何结构和支撑物，然后逐渐创建越来越复杂的几何结构并为其提供支撑，还要打印出这些作品。 最终，他们将设计自己的作品，到课程结束之时，他们便已掌握相关技能，看到任何物体都可弄清楚他们将如何设计作品，以成功地打印并铸造。”
Laurie Bailyn（劳里·贝林）是 GIA 的 JMA 研究、开发和产品部经理，她说，这些技术的新市场一直都处于开放状态。
“一些大公司，如惠普和 Autodesk（欧特克），以前并不关注这个市场，现在表现出对开发珠宝 3D 打印硬件或软件有浓厚兴趣，”她说。
Overlin（奥弗林）同意这一观点。
“CAD/CAM 技术，像 3D 打印，在过去几年里已进入珠宝行业，”她说。 这是该行业发展的方向，也是每家公司都希望的发展方向，从大型制造商到小型店铺不等。 对能使用这些技术的合格人才的需求会更大 - 越多毕业生了解这些，越能符合市场要求，也就越好。”
Magee（麦基）预期 GIA 毕业生已充分具备各种技能，可以迎接不断发展的设计和制造市场的挑战和机遇。
“珠宝设计工艺课程将让您处于前沿位置，可洞悉我们这个行业正在发生的巨大变化，”他说。 “让您体验最新的 3D 打印机和最新的技术，以及如何改变整个市场。”
作者简介
Jaime Kautsky（杰米 · 考茨基）是撰稿人，拥有 GIA 专业珠宝家证书和 GIA 钻石文凭，曾多年担任《放大镜》(The Loupe) 杂志副编辑。
