Come si realizzano gli stampi in porcellana con la scansione 3D

Questo caso di studio analizza come Tonxing Molds di Jingdezhen utilizza la scansione 3D per la produzione di stampi in porcellana.

Background del progetto

Questo caso di studio si svolge a Jingdezhen, una città famosa per la sua porcellana pregiata. Infatti, Jingdezhen è spesso chiamata la "Città della Porcellana", in quanto produce porcellana tradizionale cinese da oltre 1.000 anni.

Oggi condividiamo la storia di Tongxing Mold, un'azienda che produce stampi per porcellana dal 2017. Il team di Tongxing Mold ha recentemente adottato la tecnologia di scansione 3D per migliorare la qualità e il processo degli stampi in porcellana.

Questo caso di studio è disponibile anche in formato video:

Le sfide della progettazione e della produzione di stampi tradizionali per porcellana

Il processo di produzione tradizionale della porcellana comporta diverse sfide. Diamo un'occhiata a queste sfide degli stampi per porcellana prima di spiegare come la scansione 3D può aiutare.

Limitazioni dei disegni 2D

La progettazione di oggetti in porcellana richiede spesso un'interazione tra più parti. Di solito, il team di progettazione o il cliente forniscono disegni in 2D. Anche se alcuni effetti 3D possono essere immaginati con disegni 2D, è facile che ci sia un grande divario tra lo schizzo (e le aspettative del cliente) e il prodotto finale.

Un esempio di schizzo 2D di un piccolo vaso di porcellana.

Errore di misura

La produzione di porcellana richiede molteplici misurazioni di precisione, soprattutto quando si convertono i disegni 2D in modelli 3D. Il livello di esperienza del progettista, i materiali di produzione e l'ambiente sono tutti fattori che possono influenzare la precisione delle misure. Quando le misure non sono corrette, può essere necessario rielaborare lo stampo.

Una rilavorazione che richiede tempo e denaro

Nell'approccio tradizionale, la rilavorazione è tipica. Questo perché il design o l'aspetto non sono veramente definitivi fino a quando le porcellane non sono state cotte e modellate. La rielaborazione del disegno e la sua produzione costano tempo e denaro.

Un artista che crea uno stampo di porcellana fatto a mano.

Come la tecnologia di scansione 3D può ottimizzare la progettazione e la produzione degli stampi in porcellana

La scansione 3D può semplificare il processo di produzione della porcellana in diversi modi. Vediamo le diverse fasi del processo, dalla scansione 3D degli stampi in argilla alla produzione dell'oggetto finale, per capire come.

Scansione 3D degli stampi in argilla

Tongxing Mold ha scelto di adottare lo scanner 3D EinScan Pro HD . Si tratta di un dispositivo versatile e multifunzionale che offre tre modalità di scansione:

modalità rapida portatile
modalità HD portatile
modalità fissa con/senza tavola rotante

Gli stampi in argilla più piccoli possono essere scansionati in modo completamente automatico utilizzando una piattaforma girevole. Il tempo di scansione per un singolo fotogramma in modalità fissa con tavola rotante è inferiore a 0,5 secondi.

Nel caso dello stampo di coniglio qui sotto, la scansione completa a 360 gradi ha richiesto meno di 3 minuti. Tongxing Mold ha ottenuto dati 3D di alta precisione con una distanza tra i punti di appena 0,24 mm. Quest'ultima risoluzione consente una visualizzazione ricca e altamente dettagliata del modello 3D. Ciò pone una solida base di dati per la successiva produzione di prodotti in porcellana.

Scansione 3D di uno stampo in porcellana con EinScan Pro HD (luce strutturata)

Risultato dei dati 3D dello stampo in porcellana

Progettazione dello stampo in porcellana in 3D

I dati scansionati in 3D possono essere importati in un software di progettazione 3D professionale come Geomagic Freeform. Il team di Tongxing Mold utilizza questo software per modificare la forma e le dimensioni del modello. Possono visualizzare il modello 3D da più angolazioni e ingrandirlo o ridimensionarlo. In questo modo i progettisti possono comunicare facilmente le modifiche dei dettagli.

Modifica e riprogettazione del modello in Geomagic Freeform, un software di progettazione 3D professionale.

Produzione della forma master tramite stampante 3D/macchina CNC

Il passo successivo consiste nell'importare il modello 3D finale nella stampante 3D/macchina CNC per generare la forma master in porcellana. Una forma master in porcellana è un modello fisico di prodotto creato con una stampante 3D o una macchina di finitura CNC a partire da un modello 3D digitale.

L'utilizzo della stampa 3D o della tecnologia CNC per realizzare la forma madre in porcellana ha migliorato notevolmente l'accuratezza e l'efficienza del processo di produzione della porcellana. Elimina la necessità di lavoro manuale e riduce al minimo il rischio di errori nei metodi di produzione tradizionali.

Produzione della forma madre con la stampante 3D/macchina CNC

Produzione di massa

La forma master in porcellana stampata può presentare visivamente l'effetto del progetto. Dopo che la richiesta è stata comunicata senza errori, lo stampo di produzione può essere trasformato in gesso e inserito nella linea di produzione. Le porcellane finite vengono successivamente prodotte attraverso molteplici processi, come il riempimento con acqua, la smaltatura e la cottura.

I prodotti che vengono prodotti in serie attraverso la forma master

Il prodotto finale in porcellana

Conclusione

Adottando la tecnologia di scansione 3D nel processo di produzione della porcellana, Tongxing Mold ha rivoluzionato l'approccio tradizionale. Grazie alla tecnologia di scansione 3D, Tongxing Mold è in grado di creare dati 3D di alta precisione degli stampi in argilla, di modificare facilmente i progetti utilizzando software di progettazione 3D e di fabbricare modelli master e prodotti finali utilizzando stampanti 3D/macchine CNC con scarti minimi.