3D 打印蠟 – 終極指南
魔猴君 知識堂 566天前
拓展閱讀：3D 打印珠寶 – 終極指南
一、為什么使用蠟進行3D打印？
3D打印機上用澆注蠟打印復雜的珠寶圖案（來源：Formlabs）
數千年來，金屬工匠一直使用蜂蠟手工雕刻工具或圖案。蠟模被包裹在一種周圍會變硬的材料中，然后蠟會被融化，變硬的外殼就成了澆注液態金屬的模具。
如今，這種工藝被稱為熔模鑄造，而珠寶商則稱之為失蠟鑄造。除了現在使用3D打印蠟的速度更快、可定制性更強之外，這種工藝并沒有太大變化。
您無需通過注塑或雕刻來制作蠟型，而是在計算機輔助設計（CAD）軟件中設計部件，然后用蠟進行3D打印。有專門用于工業、牙科和珠寶鑄造的軟件程序，因此您不需要很高的設計技能。您也可以通過三維掃描對現有零件進行逆向工程，然后將其上傳到CAD軟件中。
通過3D打印，您可以讓每個模型都與眾不同（無需為注塑機制作新模具），還可以在3D打印模型中整合零件，而無需組裝多個注塑零件。例如，對于較小的珠寶部件，您可以一次性打印出整個圖案樹，而無需組裝。
3D打印蠟模正成為許多行業的首選方法，盡管許多行業目前正經歷著普遍的經濟衰退，但在奢侈珠寶市場卻呈現出一片繁榮景象。2023年3D打印珠寶市場：市場研究與預測"研究表明，到2031年，3D打印珠寶市場將達到9.89億美元，而2021年為4.89億美元。
由Polymaker Polycast長絲制成的3D打印模型鑄造而成的金屬部件（來源：Polymaker）
1、免工具制版
省去注塑（或雕刻）步驟不僅意味著從數字設計到最終的金屬零件只需幾天而不是幾周或幾個月，而且還省去了一大塊成本。據悉，這可將鑄模成本降低95%。
此外，使用相同的數字文件，您還可以在一天內制作出3D打印件，并將其作為原型進行形狀和匹配評估。3D打印機不僅限于制作蠟型。根據不同的模型，您還可以用堅硬的工業級聚合物為您的車間或鑄造廠制造工具、夾具和輔助工具。
2、圖案3D打印技術
用于制作蠟型的3D打印有三種不同類型。對于珠寶和小尺寸、小批量3D打印來說，臺式大桶聚合打印機最為典型，因為它能制作出精細的模型。我們所說的大桶聚合是指立體光刻（SLA）、掩膜立體光刻（MSLA）或直接光處理（DLP）。大桶聚合也可用于使用工業級打印機制作工業或雕塑用的大型蠟模。該工藝需要一些后處理步驟，因此必須遵循材料制造商的指南，為熔模鑄造做好準備。
材料噴射是另一種3D打印技術，它能沉積蠟狀材料，并通過紫外線瞬間固化。它通常比缸聚合快得多。材料噴射的一種類型稱為按需噴射（DOD）。這種技術使用兩個打印頭來噴射兩種不同的材料：一種是零件的主要材料，另一種是可溶性支撐材料，這種材料會溶解在液體溶液中，只留下光滑的模型。這進一步簡化了工藝流程，因為無需人工去除支撐材料。
在這種技術下，有一些工業機器可以同時打印幾十個模型或超大型模型，例如3D Systems公司的新型ProJet MJP 2500W Plus。該機器的最大構建包絡面容量為294 x 211 x 144毫米，是專為珠寶制造設計的速度最快、生產效率最高的3d打印機之一。借助新推出的ZHD打印模式，該機器能夠以8μm的層厚進行打印，從而實現同類最佳的表面質量。
還可以在傳統的FDM三維成型機上使用仿蠟長絲制作仿蠟模型，這種長絲可使FDM打印機生產模具鑄件。這是最經濟的選擇，但您的模型需要進行一些后處理，如打磨以去除絲層紋路。
二、關于3D打印蠟的一切
用于珠寶設計的3D打印蠟模可實現復雜的圖案，而這通常是手工無法實現的（來源：Blue Cast）
在這里，我們討論的是蠟、鑄造樹脂和其他用于鑄造的材料。
您可以使用純蠟進行打印，但較新的材料（如可澆鑄樹脂）在澆鑄過程中更堅固，燃燒時也更干凈。聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）是一種丙烯酸塑料，具有極佳的燃燒性能，常用于工業鑄造。這些材料并不總是適合直接替代蠟，因為有些材料可能會與磷酸鹽粘結和石膏粘結的投資材料產生負面影響。請確保鑄造材料與投資材料相匹配。
蠟和鑄造材料的注意事項
您的3D打印機可能只與您的3D打印機制造商生產的蠟兼容，例如Solidscape或Formlabs的打印機。如果您的打印機兼容第三方材料，那么在購買澆注材料時應注意以下幾點。
熔化時間：蠟或可澆注樹脂材料從模具中完全熔化或燒盡需要多長時間？2小時還是5小時？
灰分水平：低灰分或無灰分蠟材料在燃盡后幾乎不會在模具內留下灰分或煙塵，而其他蠟材料則可能需要徹底清潔模具。
收縮率低：所有蠟和可澆注材料都會有一定的收縮，您需要考慮到這一點，因此了解收縮系數非常重要，收縮系數應列在材料的技術數據表上。
低吸水性：大多數可澆注樹脂在未加蓋的情況下都會吸濕，因此您需要選擇具有一定防潮性能的樹脂，然后將其放置在陰涼干燥的地方。
三、用于SLA、LCD和DLP 3D打印機的蠟材料
使用3D打印模型進行大規模定制更加經濟高效（來源：Liqcreate）
購買蠟或可澆鑄樹脂時，請尋找打印機制造商推薦的蠟或可澆鑄樹脂，或者具有適合您的打印機品牌的打印配置文件的蠟或可澆注樹脂。這將節省打印具有高細節和嚴格公差的模型所需的試驗和錯誤量。
編譯整理：ALL3DP
