Prototipazione per l'Oreficeria

Il processo di prototipazione nella forgiatura orafa trova uno dei suoi pilastri tecnologici nel metodo di fusione a cera persa, noto anche come microfusione.

Questa tecnica, sebbene storicamente consolidata, continua a essere ampiamente utilizzata sia nel settore della gioielleria artistica che in ambiti tecnici come l’odontotecnica, grazie alla sua precisione e capacità di riprodurre fedelmente anche i dettagli più minuti.

Tradizionalmente, il modello in cera viene scolpito manualmente oppure realizzato mediante presse e stampi in gomma, ma l’evoluzione della prototipazione ha introdotto sistemi altamente automatizzati e digitali.

Con l’avvento della stereolitografia (SLA) e delle stampanti 3D ad alta precisione, è oggi possibile generare il modello in cera o in resina castabile direttamente da un file CAD, riducendo drasticamente i tempi di sviluppo e aumentando l'affidabilità geometrica del pezzo.

Progettazione e modellazione digitale

Il processo ha inizio con la progettazione del gioiello mediante software di modellazione 3D parametrici o sculturali, i quali consentono di elaborare strutture complesse, verificare tolleranze, pesi, volumi e predisporre la geometria del modello in funzione del comportamento della lega metallica durante la colata.

La progettazione digitale consente inoltre di simulare virtualmente la resa estetica, facilitando eventuali revisioni del design prima ancora della produzione fisica.

Stampa 3D del modello

Una volta validato il disegno CAD, il file viene inviato a una stampante 3D che utilizza resine fotosensibili castabili, appositamente formulate per bruciare senza lasciare residui durante la fase di eliminazione (burnout).

Le stampanti SLA garantiscono una risoluzione superficiale micrometrica, ideale per la produzione orafa, dove ogni dettaglio incide sulla qualità percepita dell’oggetto finito.

In alcuni casi si utilizzano anche resine ibride (a base di cera) che permettono una lavorazione ancora più simile alla cera naturale.

Realizzazione dello stampo

Il modello stampato viene poi integrato in un albero di colata insieme ad altri elementi, e immerso in una massa refrattaria (solitamente un gesso ceramico specifico per microfusione) in grado di mantenere le forme anche alle alte temperature.

Dopo l’indurimento, il contenitore viene posto in un forno ad alta temperatura per la fase di burnout: qui la resina viene completamente eliminata, lasciando un’impronta cava e precisa all’interno dello stampo.

Fase di colata

Una volta completata la disidratazione dello stampo e la rimozione totale della resina, si passa alla fase di colata vera e propria.

Il metallo prezioso, solitamente oro, argento o leghe specifiche, viene fuso in crogioli sotto atmosfera controllata o in vuoto, e quindi colato nello stampo mediante forza centrifuga, pressione o depressione, a seconda dell’impianto utilizzato.

Il metallo riempie le cavità lasciate dal modello in resina, solidificandosi e assumendo le forme precedentemente progettate.

Recupero e finitura

Dopo il raffreddamento, lo stampo in gesso viene distrutto e i pezzi vengono recuperati dal canale di colata. I singoli elementi vengono rifiniti con operazioni di sbavatura, limatura, burattatura, lucidatura e, se previsto, montaggio di pietre preziose.

I modelli generati digitalmente possono essere riprodotti in serie con assoluta fedeltà, permettendo la produzione di collezioni o repliche in numeri elevati senza perdere in qualità.

Vantaggi della prototipazione digitale nella microfusione orafa

L’integrazione della modellazione CAD e della stampa 3D nella microfusione a cera persa offre numerosi vantaggi:

• Precisione geometrica e ripetibilità elevatissima

• Riduzione dei tempi di prototipazione e messa in produzione

• Eliminazione degli errori manuali

• Libertà progettuale superiore, anche per geometrie complesse o traforate

• Possibilità di personalizzazione rapida e con bassi costi aggiuntivi

• Controllo predittivo dei pesi e dei volumi, utile per calcolare i costi di materiali preziosi

Grazie all’automazione del processo e alla digitalizzazione delle fasi preliminari, il metodo consente oggi di sviluppare una linea di gioielli completa partendo da un’idea e arrivando al prototipo in tempi estremamente contenuti.

Inoltre, la possibilità di archiviare e gestire modelli in formato digitale facilita la gestione delle collezioni e il riutilizzo del design per versioni successive.