تقنيات التصنيع الرقمي في صياغة الحلي والمجوهرات

طريقتان لبدء التصميم

التصميم من البداية: تُرسم الحلية وأجزاؤها ومقاعد الأحجار على الحاسوب بأبعاد محددة.

المسح ثلاثي الأبعاد: تُمسح حلية قائمة، مثل قطعة تراثية أو حلية تالفة، بجهاز مسح ضوئي، فتتحول إلى نموذج رقمي يُنظَّف ويُعدَّل على الحاسوب. ثم يُستخدم في ترميم الأجزاء المفقودة، أو إعادة إنتاج القطعة، أو تغيير مقاسها مع الحفاظ على تفاصيل نقشها.

البرامج المستخدمة

برامج تصميم الحلي مثل MatrixGold المبني على برنامج Rhino، وتوفر أدوات جاهزة لمقاسات الخواتم ومقاعد الأحجار والأظافر وتوزيع الأحجار الصغيرة على الأسطح.

برامج النحت الرقمي مثل ZBrush وBlender، وتناسب الأشكال العضوية والزخارف البارزة والمجسمات الصغيرة.

التصميم البارامتري مثل Grasshopper، إذ تُبنى الزخرفة من قواعد ومتغيرات، فيتغير عدد التكرار أو حجم الفتحات أو كثافة التخريم في القطعة كلها بتعديل قيمة واحدة.

العرض الواقعي (Rendering): تُعرض الحلية بصورة واقعية بلون المعدن والأحجار، فيوافق العميل على التصميم قبل البدء في التصنيع.

ما الذي يُراعى في التصميم

سماكة الجدران: يُنصح عادةً بألا تقل سماكة الجدران عن 0.5 إلى 0.8 ملم بحسب حجم القطعة، وألا تقل الأظافر عن 0.5 ملم، لأن الأجزاء الأرق قد لا يملؤها المعدن أو تتشوه.

الميل والتفاصيل: يُضاف ميل خفيف نحو 5 درجات على الجوانب والأظافر ليسهل الصب، وتُبالَغ قليلًا في عمق النقوش والخطوط الرفيعة لأن التلميع يزيل جزءًا منها.

وزن المعدن: يحسب برنامج التصميم حجم القطعة، ويُضرب في كثافة المعدن لتقدير الوزن، فالفضة الإسترلينية نحو 10.3 غرام لكل سنتيمتر مكعب، والذهب عيار 18 نحو 15.5 غرامًا. ويمكن تفريغ القطع الكبيرة من الداخل لتقليل الوزن والتكلفة.

مقاس الخاتم والانكماش: يُصمَّم الخاتم بقطره الداخلي الفعلي، ويُراعى الانكماش البسيط للمعدن عند تبريده، ويُضبط بالتجربة لكل معدن وطريقة صب.

من الملف إلى الآلة

تُصدَّر النماذج بصيغة STL، ثم تُجهَّز للطباعة في برنامج الطابعة بتحديد الاتجاه والدعامات، أو تُجهَّز مسارات التفريز في برنامج CAM لجهاز الشمع، بينما تُرسل ملفات النقش والقص إلى جهاز الليزر بصيغ متجهية.

الخطوات

شجرة النماذج: تُثبَّت النماذج المطبوعة أو المفرَّزة بقضبان شمع على ساق رئيسية، فتشكل ما يشبه الشجرة. وتُوضع القطع الأسمك في الأسفل والأرق في الأعلى، مع ترك مسافات كافية بينها.

صب الجبس الحراري: تُوضع الشجرة في أسطوانة معدنية، ويُصب حولها جبس حراري مخصص للصب، وتُفرَّغ الفقاعات بالتفريغ الهوائي، ثم يُترك ليتصلب من ساعتين إلى ست ساعات.

الحرق: تدخل الأسطوانة فرنًا مبرمجًا يرفع الحرارة على مراحل، فيذوب الشمع ويحترق الريزن ويخرج من القالب تاركًا تجويفًا بشكل الحلية. وتحتاج أنواع ريزن الصب إلى 732 درجة مئوية على الأقل لتحترق بالكامل.

صب المعدن: يُصهر الذهب أو الفضة ويُصب في القالب الساخن، وتساعد أجهزة الصب بالتفريغ الهوائي أو بالطرد المركزي على ملء التفاصيل الدقيقة.

إخراج القطع: تُغمر الأسطوانة في الماء فيتفتت الجبس، وتُقص القطع من الشجرة وتُرسل إلى التشطيب، ويُعاد صهر بقايا المعدن.

القوالب المطاطية للإنتاج المتكرر

لإنتاج دفعات من القطعة نفسها، يُصنع نموذج أصلي، معدني أو مطبوع بريزن يتحمل الحرارة، ويُصنع منه قالب مطاطي. ثم تُحقن فيه نماذج شمع متطابقة بسرعة وتُصب بالطريقة نفسها.