Hoje, vou entrar no tema “Processo produtivo de joias, semijoias e bijuterias”. Além disso, vamos falar sobre a relação da modelagem 3D com a produção.
É importante dizer que, quando falo sobre a produção de joias, incluo o mercado de semijoias e bijuterias, pois os dois também podem se beneficiar da modelagem 3D.
Eu quero chamar a sua atenção para uma realidade que, pra mim, é bem clara. Utilizar a modelagem 3D no setor de criação e fabricação pode ser exatamente o que falta no seu negócio.
Neste quadro, podemos ver as várias fases do processo de criação, desenvolvimento de produto e fabricação de joias e semijoias.
As setas em amarelo indicam as áreas onde a modelagem 3D pode atuar e proporcionar vantagem competitiva.
Veja: a modelagem 3D domina mais de 70% das etapas de produção de uma joia. E é exatamente por isso que acredito que não dá mais para ficar fora dessa tecnologia.
Mais adiante, vou mostrar os detalhes de como ela funciona, abordando cada item que tem seta em amarelo mas, antes, vamos analisar alguns aspectos do processo produtivo.
Tipos de produção no mercado joalheiro
1 – Produção Manual – normalmente usada para peças exclusivas.
2 – Produção Automatizada – normalmente usada para produção em série.
Nos dois casos, o uso da modelagem 3D pode ser decisivo para alcançar maior produtividade, mais precisão e melhor desempenho.
Também é necessário, analisarmos como a modelagem 3D atua no desenvolvimento de produto que é uma etapa entre a criação e a fabricação.
Nesta imagem você pode ver as duas etapas: O desenvolvimento de produtos e a produção/fabricação.
Vamos ver como a modelagem 3D atua em cada uma delas.
Desenvolvimento de Produto e Prototipagem - Joias
Modelagem 3D
No caso de uma empresa pequena ou de um pequeno atelier nem sempre os departamentos são separados. Tudo é feito por poucas ou por uma única pessoa. O arquivo de modelagem 3D não precisa “andar” pelos departamentos.
Em empresas com departamentos separados de criação e desenvolvimento de produto, a modelagem 3D começa aqui, no desenvolvimento, baseada nos desenhos, esboços e fichas técnicas. Mas essa é uma característica que está mudando.
Com as facilidades que vimos no post anterior, o arquivo de modelagem 3D pode ser iniciado na fase anterior, de inspiração e experimentação.
Num caso ou no outro, nesta fase, a modelagem 3D é ajustadas às normas técnicas do setor joalheiro e também são ajustados os detalhes importantes para produção como é o caso de espessuras, tamanho, detalhes, etc.
Esse procedimento depende de empresa para empresa.
Numa empresa grande, por exemplo, o pessoal de criação está muito mais envolvido com as coleções e seus conceitos do que com os detalhes técnicos da modelagem para a produção, que fica por conta do modelista 3D. No entanto, como eu disse, isso depende de empresa para empresa.
Prototipagem
Chamamos de prototipagem a fase que produz o protótipo funcional da joia.
Este é um assunto importante ao setor joalheiro porque é um tema que vive com novidades. Hoje é um setor totalmente automatizado na produção de joias. Vamos ver como isso funciona.
Manual
O protótipo manual de uma joia é feito pelo profissional chamado modelista. Ele esculpe manualmente a joia na cera ou em metal.
Ele trabalha seguindo as informações contidas na ficha técnica vindas da criação.
Veja que, mesmo na execução do protótipo manual, pode-se utilizar a modelagem 3D para gerar a ficha técnica.
Muitos profissionais que trabalhavam manualmente aderiram à modelagem 3D e, hoje, só modelam por meio de softwares como o Rhinoceros.
Fresagem CNC
O sistema de Fresagem CNC, utiliza o recurso de manufatura por subtração, isto é, a peça é modelada retirando material de um bloco.
A Fresagem por CNC pode ser feita em cera, plástico ou metal.
É um sistema totalmente controlado por computador e aceita perfeitamente os arquivos gerados na modelagem 3D.
É um processo que permite uma excelente qualidade ao protótipo. No entanto, não é o processo mais rápido de prototipagem.
Também existe a necessidade de troca de ferramentas quando é necessário trabalhar em diferentes eixos. Cada processo tem suas vantagens.
As máquinas CNCs também são usadas na produção de pequenas quantidades ou de partes de uma joia.
Impressão 3D
O processo de impressão 3D também conhecido como manufatura aditiva tem sido o mais difundido e divulgado pelos meios de comunicação.
Porém, é importante observar como a impressão 3D pode atender as necessidades do mercado joalheiro.
A impressão 3D é conhecida pela tecnologia de manufatura por adição, isto é, o modelo em três dimensões é impresso ou construído camada por camada até sua forma final.
Existem várias tecnologias empregadas na impressão 3D específicas para diversos fins e com diferentes resultados.
A SLA – Stereolitografia é a mais adequada ao setor joalheiro, pois oferece uma impressão de qualidade compatível com as necessidades do nosso mercado.
A tecnologia SLA é dividida em duas outras: a DLP – Digital Light Projection e a Laser
As duas tecnologias trabalham com um excelente nível de qualidade, mas a laser é mais lenta.
O processo funciona por meio do feixe de luz emitido pela fonte de luz ou pelo laser. Nesse feixe de luz está contida a forma da imagem e endurece a resina do processo. Assim, camada por camada a resina vai sendo endurecida e formando o modelo.
Ficha Técnica
Ainda na área de desenvolvimento de produtos temos a ficha técnica.
A documentação de uma modelagem 3D de joias, é feita facilmente no Rhinoceros e pode conter quantas páginas forem necessárias para completar a documentação.
Essa ficha técnica é feita no mesmo arquivo de modelagem e depois de pronta pode ser impressa e salva em arquivo PDF.
Todos os detalhes do desenho técnico da joia podem ser descritos na ficha, já que o Rhino possui ferramentas e recursos específicos para este fim.
Essa facilidade, precisão e rapidez garantem a execução perfeita da peça em todos os setores da fábrica.
Cada um com seu processo específico.
Produção e Fabricação - Joias
Agora vamos da uma olhada no processo de produção e fabricação.
Não vou detalhar os processos. Aqui, meu objetivo é mostrar como a modelagem 3D atua nas etapas de produção de uma joia.
Bancada
Esse é o processo de produção manual. Normalmente é usado para produção de joias exclusivas. Por meio de técnicas de joalheria, o ourives constrói a joia. Por mais complexa que ela seja é tudo feito manualmente.
Aqui, a modelagem 3D também pode ser usada para gerar a ficha técnica, pois são os desenhos técnicos que dão ao ourives os detalhes da joia a ser produzida.
Fundição por cera perdida
Também conhecida como micro fusão é uma técnica milenar ainda muito usada na joalheria para produzir peças em série. É uma das técnicas de reprodução mais confiáveis do ramo joalheiro.
Em resumo o processo funciona assim:
1 – A partir do protótipo é produzido um molde de borracha que irá gerar várias cópias do protótipo
2 – Com essas cópias é feita uma árvore em uma haste de cera.
3 – Essa árvore é colocada dentro de um cilíndro.
4 – O cilíndro é preenchido com um gesso especial que depois de seco e aquecido derrete a cera e ficam os moldes em várias cavidades.
5 – Esse cilíndro aquecido e incandescente recebe uma quantidade de metal líquido despejado em seu interior.
6 – Ainda quente o gesso é dissolvido em água e a sobra o metal fundido com fidelidade à arvore de cera que iniciou o processo.
A contribuição da modelagem 3D neste processo é o protótipo que foi produzido em CNC ou impressão 3D. Feito com alta precisão e de maneira rápida. Esse protótipo originou as cópias em cera que permitiram a confecção da árvore.
Algumas impressoras 3D já trabalham com resinas calcináveis, então, essa joia impressa em 3D pode ir diretamente à arvore.
Fresagem por CNC
Como comentei na prototipagem também é possível fazer pequenas tiragens diretamente no metal, utilizando uma CNC.
Para controlar esse equipamento geramos um arquivo especial partindo da modelagem 3D.
Esses equipamentos são muito usados na produção de aliança.
Existe a possibilidade de produzir apenas parte da joia nesses equipamentos. Graças a modelagem 3D essa produção é feita com extrema fidelidade.
Corte a Laser
As máquinas de corte a laser são outro exemplo de produção automatizada que permite reproduzir várias peças com extrema fidelidade ao original que também foi produzido por meio de modelagem 3D.
O arquivo originado da modelagem 3D é quem controla a máquina e proporciona o corte com alta precisão.
Impressão 3D
Já falei sobre a prototipagem com a tecnologia de impressão 3D, porém, elas tem evoluído muito.
Por isso, hoje já é possível imprimir com metal. É uma tecnologia que ainda está em desenvolvimento, ainda muito cara, mas que já desponta com uma tendência de futuro próximo.
Aqui também a modelagem 3D gera os arquivos que comandarão a impressão 3D de metal.
Eletroformação
O processo de eletroformação consiste em gerar um original em metal ou cera que possa ser derretido posteriormente. Sobre esse material é aplicado uma sequência de banhos galvânicos e se forma uma película metálica sobre o material base. Por meio de um orifício na peça, o material interno é retirado por derretimento.
Mais uma vez a modelagem 3D atua no processo de produção da peça que receberá o banho. Ela pode perfeitamente ser feitas por meio de impressão 3D.
Como você viu, a modelagem 3D atua muito no processo produtivo de joias. Ela permite um ganho expressivo de tempo e proporciona muita precisão.
O mercado é carente de profissionais de modelagem 3D. Existe muita demanda de trabalho para esse tipo de profissional.
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