ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ

Rapid-Jewel: Καινοτόμος Μέθοδος Σχεδιασμού & Κατασκευής Κοσμήματος

To Rapid-Jewel ειναι ενα ερευνητικο έργο που συγχρηματοδοτήθηκε απο την Ευρωπαικη Κοινοτητα στα πλαισια του προγραμματος Brite-Euram III

Αριθμός έργου:   BE97-5009
Αριθμός συμβολαίου έργου: BRPR-CT98-0762
Ημερομηνία έναρξης:   01-10-1998
Ημερομηνία λήξης:   01-01-2002
Διάρκεια:    39 μήνες

ΠΕΡΙΛΗΨΗ

Η αργυροχρυσοχοΐα  είναι ένας από τους παλαιότερους τομείς της Ευρωπαϊκής βιομηχανίας που παραμένουν ακόμα και σήμερα παραδοσιακοί. Τα τελευταία χρόνια αντιμετωπίζει έντονο ανταγωνισμό από τις χώρες τις Άπω Ανατολής, τον οποίο δεν μπορεί να ξεπεράσει εύκολα με τις παραδοσιακές μεθόδους που κοστίζουν πολύ ενώ είναι και ιδιαίτερα χρονοβόρες. Συνήθη προβλήματα που συναντάν οι τεχνίτες είναι η επανάληψη της ίδιας εργασίας σε περιπτώσεις που κάτι πάει άσχημα στην παραγωγική διαδικασία, η επανάληψη με το χέρι κάποιου σχεδιαστικού μοτίβου, τα τεχνικά λάθη που σχετίζονται με τη πολυπλοκότητα των σχεδίων, δυσκολίες να υπολογιστεί το κόστος και ανάγκη πολύ εξειδικευμένου προσωπικού.

Το πρόγραμμα RAPID-JEWEL εισάγει μια εντελώς νέα προσέγγιση στην παραδοσιακή αργυροχρυσοχοεία με την ανάπτυξη μιας μεθόδου η οποία συμπεριλαμβάνει αρκετές υπάρχουσες τεχνολογίες, που χρησιμοποιούνται μέχρι σήμερα σε διάφορους τομείς της παραγωγής, και τις εφαρμόζει στο σχεδιασμό και την κατασκευή κοσμημάτων. Παράλληλα η τεχνική προσέγγιση του θέματος περιλαμβάνει ένα βελτιωμένο σύστημα κατασκευής πρωτοτύπων, το οποίο αναπτύσσεται ειδικά για την κατασκευή κοσμημάτων απευθείας σε μέταλλο από κάποιο ψηφιακό μοντέλο, καθώς επίσης και βελτιστοποιημένα εργαλεία τα οποία υποστηρίζουν τη διαδικασία. Πολλοί από μέλη της ομάδας υλοποίησης του έργου σκεφτόταν εδώ και καιρό την υλοποίηση ενός τέτοιου προγράμματος. Ειδικότερα πρόκειται για τρεις καινοτόμες ΜΜΕ, ένα μεγάλο ερευνητικό ινστιτούτο και έναν τελικό χρήστη.

Η ιδέα του προγράμματος είναι να χρησιμοποιηθούν σύγχρονα εργαλεία για την ταχεία τρισδιάστατη αντιγραφή αντικειμένων, τα οποία στη συνέχεια γίνονται σχέδια κοσμημάτων με εφαρμογή συστημάτων CAD και τελικά κατασκευάζονται είτε σαν σειρά πρωτοτύπων είτε σαν τελικά προϊόντα. Η μέθοδος αυτή εγκαθιστά μια γρήγορη διαδικασία, μειώνοντας σημαντικά τον χρόνο κατασκευής και επανάληψης του μοντέλου σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους εργασίας. Η ερευνητική προσέγγιση επικεντρώνεται σε μια σειρά παράλληλων και αλληλεπιδραστικών δράσεων, οι οποίες περιγράφονται παρακάτω:

• Παράλληλη εκμετάλλευση συμπληρωματικών αντιγραφικών εργαλείων για την γρήγορη αντιγραφή τρισδιάστατων αντικειμένων που εμπνέουν τους σχεδιαστές, καθώς και για εφαρμογή της αντίστροφης μηχανολογίας. Στα εργαλεία αυτά περιλαμβάνονται η ψηφιακή φωτογραμμετρία, η αντιγραφή  με laser και η αξονική τομογραφία. Ειδικότερα η ψηφιακή φωτογραμμετρία βελτιστοποιείται για να αποτελέσει ένα γενικό αντιγραφικό εργαλείο, ενώ οι άλλες δύο μέθοδοι χρησιμοποιούντα σαν επιτραπέζιες εφαρμογές για τις περιπτώσεις που απαιτείται αντιγραφή αντικειμένων με περιορισμένες διαστάσεις. Επιπλέον με την αξονική τομογραφία είναι δυνατό να απεικονιστεί και η εσωτερική γεωμετρία των αντικειμένων, η να αντιγραφούν πολύπλοκα αντικείμενα χωρίς να χρειαστεί να αποσυναρμολογηθούν.
  
  
• Ανάπτυξη υλικών για την εφαρμογή και βελτιστοποίηση δύο μεθόδων κατασκευής κοσμημάτων από μίγματα σκόνης μετάλλων και συνδετικών υλικών. Τα υλικά που αναπτύσσονται θα χρησιμοποιηθούν στο σύστημα παραγωγής πρωτοτύπων.
  
  
• Ανάπτυξη μιας ενισχυμένης CAD εφαρμογής για τον σχεδιασμό κοσμημάτων. Στην ίδια εφαρμογή δοκιμάζεται και η επεξεργασία των στοιχείων που λαμβάνονται κατά την αντιγραφή των τρισδιάστατων αντικειμένων και με τις τρεις μεθόδους, με σκοπό τη δημιουργία του τελικού τρισδιάστατου ψηφιακού μοντέλου.
  
  
• Κατασκευή πρωτότυπων μοντέλων, καλουπιών και τελικών προϊόντων σε παράλληλες εργασίες. Το τρισδιάστατο μοντέλο μεταφέρεται με σκοπό να παραχθούν διάφορα είδη κοσμημάτων και να συγκριθούν με τα αποτελέσματα των παραδοσιακών μεθόδων.  Ειδικότερα, εφαρμόζουμε τεχνολογίες ταχείας προτυποποίησης (FDM, ModelMaker) οι οποίες απαιτούν τη χρήση πολυμερών ή κεριών για την κατασκευή του πρωτότυπου μοντέλου που χρησιμοποιείται στη συνέχεια για χύτευση ή ψηφιακά καθοδηγούμενο φρεζάρισμα, ως εργαλείο. Επιπλέον, βελτιστοποιείται και η μέθοδος Multiphase Jet Solidification (MJS), με σκοπό την απευθείας κατασκευή μεμονωμένων κοσμημάτων. Τα ειδικά υλικά που αναπτύσσονται για τη μέθοδο MJS δοκιμάζονται επίσης στη μέθοδο Metal Injection Moulding, η οποία έχει εφαρμογές στις περιπτώσεις που απαιτείται υψηλός ρυθμός παραγωγής.

Πιστεύουμε ότι η εφαρμογή της προτεινόμενης μεθοδολογίας θα συμβάλλει σημαντικά στην βελτίωση της ποιότητας σχεδιασμού, καθώς επίσης και στην μείωση του κόστους και του χρόνου παραγωγής (αναμένεται μείωση 30%). Ο γρήγορος κύκλος παραγωγής κοσμημάτων θα δημιουργήσει ευκαιρίες για την παραγωγή εποχιακών κοσμημάτων ή ειδικών κατασκευών με παραγγελία, ή νέων τουριστικών κοσμημάτων κλπ. Αναμένεται επίσης ότι η μείωση του κόστους θα μειώσει και τον ανταγωνισμό από την Άπω Ανατολή. Τέλος θα δημιουργηθούν νέες θέσεις εργασίας για ειδικό προσωπικό. 

Συνεργάτες:
ΓεωΑνάλυση ΑΕ
IFAM (Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung)
JMA Bros Inc.
Polyline ΑΕ
Materialise NV