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Wie stellt ein Juwelier einen Ring her?
Eine gängige Methode zur Herstellung von Schmuck wie Ringen und Anhängern ist das Metallgießen, das eine Reihe von Technologien umfasst, darunter das Wachsausschmelzverfahren. Ein Wachsmodell eines Objekts wird erstellt, das dann in einem Gipsblock eingeschlossen wird. Später wird der Gipsblock in einen Ofen gelegt, bis das Wachsmodell verdampft. Als Nächstes wird die Gipsform mit flüssigem Metall gefüllt. Sobald das Metall abgekühlt und gehärtet ist, wird der Gips in Wasser aufgelöst, und man erhält eine Metallkopie des Wachsmodells, die für die Nachbearbeitung bereit ist.
Erfahrene Juweliere sind in der Lage, Wachs-Urmodelle von Hand mit zahlreichen Schnitzwerkzeugen mit großer Präzision und Genauigkeit herzustellen. Dies kann jedoch zeitaufwändig sein, und menschliche Fehler führen naturgemäß dazu, dass sich Schmuckstücke geringfügig voneinander unterscheiden, wenn man bedenkt, dass jedes neue Stück sein eigenes neues Wachsmodell benötigt. Um dies zu vermeiden, werden Wachsmodelle mit einer anderen Form erstellt. Grundsätzlich erfordert die Massenproduktion die Erstellung einer Form für Wachs-Urmodelle und dann neuer Gipsformen für jedes mit Metall gegossene Stück.
Um individuellen Schmuck wie Eheringe mit traditionellen Methoden herzustellen, benötigt der Meister in der Regel 2-4 Wochen, wobei einige Unternehmen sogar mindestens 6-8 Wochen für die vollständige Fertigstellung eines Verlobungsrings veranschlagen. Hier glänzt die CNC-Bearbeitung wirklich, da sie hilft, Zeit zu sparen und die Kosten für die Herstellung eines Schmuckstücks zu senken.
Wie helfen CNC-Maschinen bei der Erstellung von Urmodellen für den Guss?
Da das Metallgießen eine der beliebtesten Methoden zur Herstellung von Schmuck ist, konzentrieren sich die Hersteller in der Regel darauf, den Prozess der Herstellung von Urmodellen zu verbessern, um die Dinge zu beschleunigen. Anstatt Stücke aus Wachs von Hand zu schnitzen, verwenden die Hersteller CNC-Maschinen. Wenn eine Wachskopie eines Schmuckstücks mit CNC-Technologie erstellt wird, können im Vergleich zu einem handgeschnitzten Stück komplexere und präzisere Geometrien hergestellt werden. So können beispielsweise Gravuren vor dem Gießen angefertigt werden. Maschinen arbeiten auch schneller, benötigen aber eine CAD-Datei eines zu erstellenden Objekts.
Um den Wachsblock zu bearbeiten, können verschiedene Arten von CNC-Maschinen verwendet werden, z. B. Fräsen, Drehen und Wasserstrahlschneiden. Um Material aus komplizierten Bereichen zu entfernen, sollte eine CNC-Maschine mit einem dünnen Fräser ausgestattet sein, und wenn verschiedene Arten von Oberflächen benötigt werden, würde der Prozess den Werkzeugwechsel für andere Größen und Winkel umfassen. Je nach Anzahl der Achsen, die eine Maschine hat, sind weniger Werkzeugwechsel erforderlich und mehr Möglichkeiten verfügbar, aber wenn ein Juwelier eine bestimmte Art von Objekt herstellt, wählt er in der Regel die am besten geeignete Maschine, die für diese optimiert ist.
Der Nachteil, den mechanische Fräs-, Bohr- und Dreh-CNC-Maschinen bei der Bearbeitung von gießbaren Wachsblöcken haben können, ist die Verformung des Materials. Da Wachs ein recht weiches Material ist, können mechanische Werkzeuge es während des Prozesses versehentlich erhitzen und einige Teile verformen - insbesondere an dünnen und komplizierten Stellen. CNC-Maschinen, die für die Erstellung von Urmodellen optimiert sind, verfügen in der Regel über spezielle Kühlsysteme, die verhindern, dass sich das Wachs unter einem Werkzeug verformt, und eine glatte Oberflächenbearbeitung gewährleisten. Eine andere Art von CNC-Maschine, die häufig zum Schnitzen von Urmodellen verwendet wird, ist der Wasserstrahl. Das Wasserstrahlschneiden ist dem Fräsen recht ähnlich, arbeitet aber anstelle von mechanischen Fräsern mit einem Wasserstrahl, der mit Schleifmaterialien vermischt ist. Wasserstrahl-CNC-Maschinen erhitzen das Wachsstück nicht so stark, und es sind keine Werkzeugwechsel erforderlich. Wenn eine Wasserstrahlmaschine viele Achsen oder einen Drehtisch hat, kann sie gute Ergebnisse wie Fräsmaschinen erzielen.