EXPLORAÇÃO DE NOVAS TECNOLOGIAS APLICADA AO DESIGN DE JOIAS
Aluna: Brunna Paiva Rocha Orientador: Claudio Freitas de Magalhães
Introdução
Após uma pesquisa cujo objetivo foi implantar o uso da fresa 3D - e por consequência o desenho 3d digital - em 5 empresas do setor joalheiro e de bijuterias, percebeu-se que a maioria das empresas utiliza a tecnologia em seu nível mais básico: desenhos 2D aplicados em chapas planas, como por exemplo, inscrições de nomes ou datas especiais. A maioria dos projetos desenvolvidos pelas empresas da amostra (três micros e duas pequenas) não exploraram as possibilidades da tecnologia. Inicialmente, o problema começa no posicionamento conservador das empresas no mercado. Depois, para a produção de modelos em cera usando a fresa é necessário conhecimento de desenho 3D digital, que ainda não se disseminou no setor. No entanto, tanto os empresários quanto os designers entendem que estas novas tecnologias devem ser utilizadas para a redução de erros entre projeto e modelo, para sistematização do processo, para a melhoria da qualidade total e para a inovação do produto e processo (Benz e Magalhães, 2010). Percebeu-se ainda que o uso desta tecnologia integra fases e conhecimentos separados por especialistas no processo tradicional. Assim, em muitos casos atualmente, o designer faz o desenho e o ourives faz o detalhamento. Com a nova tecnologia, o desenho digital exige a inclusão do detalhamento. Desta maneira, o designer tem que trabalhar em parceria com o ourives desde a concepção da peça e conhecer o processo de subtração de material (no caso cera) específico da fresa, programado através de softwares CAM (computer-aided manufacturing). Estas são características especificas do setor e que merecem atenção e estudo para seu desenvolvimento. Considerando-se que a demanda (empresas) entende a potencialidade da nova tecnologia, identifica-se uma oportunidade para o desenvolvimento de pesquisa exploratória sobre suas possibilidades para posterior demonstração o setor joalheiro, uma vez que sendo na sua maioria micro empresas, não tem condições para a compra de equipamentos, investimento em programas e treinamento.
Objetivos
Explorar as possibilidades de novas tecnologias aplicadas ao design de joias, utilizando além da fresa 3D, novas tecnologias adquiridas recentemente pelo Núcleo de Experimentação Tridimensional NEXT como as impressoras por adição com alta resolução (Projet 1200 e Projet 3510 HD), impressora por adição em metal (EOS M280) e Micro-tomógrafo (Zeiss EXRADIA 510 Versa).
Metodologia
Esta pesquisa propõe uma investigação experimental. Desta forma, as alternativas e desenvolvimentos tentaram responder a questão: como desenvolver peças inovadoras aplicadas ao design de joias partindo de novas tecnologias? Para a exploração das possibilidades das novas tecnologias acima citadas serão realizadas pesquisas iconográficas de produtos desenvolvidos com estes recursos. Pesquisa recente de mestrado aponta para várias tendências (SCAGLIUSI, MAGALHÃES e SANTOS, 2014). O desenvolvimento de experimentos tridimensionais digitais e físicos partirá de duas abordagens: (a) Explorações horizontais: Exploração sobre algum conceito ou princípio de maneira detalhada e
sistemática, usando matrizes e análise combinatória; e (b) Explorações verticais: Exploração sobre ideias e insights, princípios ou conceitos que surgem, de maneira pontual, direta e exploradas não sistematicamente. Atividades complementares de registro e arquivamento visam elaborar o sentido crítico e a avaliação do desenvolvimento do processo. A geração das formas tridimensionais desencadeiam associações e uma série de objetos serão imaginados e prototipados através das impressoras. O desenvolvimento da pesquisa partiu da oportunidade de incorporar a metodologia da Biomimética adotada por uma pesquisa em nível de mestrado.
A Biomimética explora o uso de analogias biológicas na atividade de projetar.
Desenvolvimento
Para dar início a pesquisa, foi tomografado uma semente de amendoim com o Micro-tomógrafo (Zeiss EXRADIA 510 Versa). Com isso se obteve dezenas de imagens de cortes transversais da semente que possibilitaram a geração de um modelo 3D da mesma, com o auxílio do Mimics – software desenvolvido pela Materialise para o processamento de imagens médicas. A tecnologia permite a visualização detalhada de formas belas e complexas da natureza, tanto da parte externa quanto da interna sem necessidade de danificar o objeto.
Com esse material foram feitas análises, relações e transferências de princípios para o desenvolvimento de possíveis linhas de joias.
Figura 1. Parte da Sequência de Imagens da Microtomografia
Imagem 2. Construção do Modelo 3D no Mimics
Imagem 3. Cortes e Imagens do Modelo 3D do Amendoim As imagens dos cortes transversais do amendoim por si só são belas, ricas
esteticamente, com curvas orgânicas, sem padrões evidentes e algumas são compostas por mais de um elemento (casca, fruto e vazios) criando contrastes e estruturas. Por isso,
percebeu-se a oportunidade de utilizá-las para extrair formas que viriam a se transformar em adornos. Quatro peças foram criadas a partir disso. A técnica utilizada compreendeu em trangredir linhas das imagens para gerar formas tridimencionais utilizando softwares de modelagem 3D como o Rhinoceros e o SolidWorks. Foram realizadas transposições do 2D para o 3D para estudar como as linhas passam a se comportar. Na maioria dos casos as curvas foram projetadas em outras formas básicas correspondentes ao tipo de jóia que se desejava fazer, como por ex. projeções em aros para a confecção de anéis, ou em superfícies curvas para resultados mais agradáveis. E em outros casos as linhas foram apenas extrudadas.
Imagem 4. Imagem 0898 da tomografia Imagem 5. Exemplo de Anel 01
Através da microtomografia pode-se perceber que a casca da semente de um amendoim é estruturada por alvéolos e que a parte que comemos do amendoim não é completamente sólida, há vazios em seu centro. Na imagem de corte transversal 0659, esse vazio forma uma linda fenda e os alvéolos parecem pequenos elos que juntos formam um grande arco. Essa composição demostrou-se promissora para a criação de um anel de forma circular com uma gema central. Os elos então, envolveriam o cabochão e a fenda não podia ser descartada. Pelo contrário, desejava-se transmitir na joia o mesmo contraste que ela fazia com o branco.
Após algumas explorações, definiu-se que: seria utilizado a ametista fluor devido a sua cor clara para contraste e, embaixo dessa, encontraria-se uma chapa de metal com forma semelhante a da fenda, criando um efeito visual como se a mesma estivesse dentro da pedra e de maneira ampliada. Explorando assim de modo peculiar outros elementos visuais que as gemas podem transmitir (a ampliação). Já os elos, foram projetados em uma superfície curva feita com medida exata para fixar a ametista, e, por isso, a deformação deles. Isso foi muito bem-vindo, uma vez que diferencia da forma 2D advinda da imagem e faz explorar esse comportamento do 2D para 3D.
Na ouvessaria tradicional para fixação de uma pedra é preciso uma superfície de apoio total e/ou aros e “garras”. A gema precisa ser inserida por último devido ao tipo de solda utilizado. Feita com uma liga metálica de ponto de fusão baixo, ao ser aquecida, agrega-se às partes constituídas de uma liga de ponto de fusão mais alto. Ao ser realizada todo o corpo da peça também é aquecido, por isso não se deve haver gemas nesse momento, pois ao contrario, extourariam. Buscando inovação no processo de fixação, a solda utilizada foi a solda à laser, também chamada de soldagem a frio que permite aquecimento e fusão pontual. Deste modo, a gema pode ser posta antes do seu apoio.
Imagem 6. Imagem 0659
Imagem 7. Rhino curvas + projeção Imagem 8. Rendering 3D da peça Anel 02
Buscando extrair ao máximo de cada imagem selecionada também foi criado um outro anel a partir da imagem 0659. Com um olhar voltado para a confecção de adornos viu-se a possibilidade de reutilizar os elos, dessa vez com espessuras iguais para formar um aro. Para isso foi aproveitada as linhas de dentro dos elos, depois criado um offset de 1.4mm. Em
seguida os elos foram reorganizados para formarem uma linha quase reta e contínua. Por fim as curvas foram projetadas num cilindro de diâmetro equivalente ao anel de nº 17. Há uma abertura no anel que faz com que ele possa ser melhor ajustado no dedo do usuário.
Imagem 9. Elos reorganizados Imagem 10. Rendering do Anel 02 Bracelete
A imagem 0898 apresentou duas características interessantes: os alvéolos são um mais deformados e de tamanhos mais variados do que os da imagem anterior por exemplo, e que juntos formam quase uma circunferência perfeita. Sendo assim, foi desenvolvido um bracelete que exibe toda a exuberância extraída das linhas que parecem ramos e veios fluidos. Para a sua modelagem as curvas que se encontravam num plano foram projetadas em uma superfície curva para dar leveza e fluidez a joia, em seguida foi feita uma extrusão de 2 mm e aplicado fillets de diferente raios. Por fim a peça foi espelhada de maneira com que houvesse alguns espaços entre os dois lados, incluindo desta forma mais elementos visuais. Durante a
modelagem 3D desta peça foi necessário a utilização de mais de um software, pois um não foi suficiente para aplicar todos os recursos desejados. Com isso pode-se perceber a importância do domínio de diferentes programas de modelagem 3D pelo designer para uma produção qualificada e diferenciada no setor joalheiro.
Imagem 11. Rhino bracelete
Imagem 12. Rendering 3D do Bracelete Brinco
Explorando infinitas possibilidades dentro de uma vertente, na superfície construída para modelar o bracelete foi realizado um recorte de um detalhe único da peça para a criação de um brinco. Foi escolhido o detalhe mais minucioso que parece um pequeno veio.
Diferentemente do bracelete, o brinco não recebeu fillets, foi feita uma extrusão e suas arestas foram mantidas “vivas”. Para que fosse leve, sua espessura possui 0.8mm.
Imagem 13. Criação rhino Imagem 14. Rendering brinco Medalhão
Durante o processo da microtomografia do amendoim a chapa de metal na qual ele estava apoiado interferiu no resultado das primeiras imagens da sequência gerando lindos resultados que visualmente são semelhantes a uma explosão. A metodologia usada nessa pesquisa tem como base a experimentação e exploração, e o acaso também é algo valorizado em um bom processo de design, uma vez que nos apresenta novos horizontes e costuma contribuir para a inovação. Sendo assim, a imagem 022 com características citadas acima foi utilizada e trabalhada de maneira diferente das demais. A sua composição simula muito bem texturas. De maneira simples o Rhinoceros transforma o branco das imagens PB em relevos, só é necessário manipular as imagens no Photoshop para um melhor resultado. E foi com essa técnica que o pendente Medalhão foi criado.
As técnicas para aplicação de textura na ourivesaria tradicional como o repuxo e a cinzelagem já eram praticadas desde o Egito Antigo, e hoje ainda são realizadas praticamente da mesma forma, apenas com novos instrumentos. Um trabalho artesanal que fica a critério do ourives. Desta forma, fica claro perceber que o método utilizado para a confecção do
medalhão é uma inovação no que se diz respeito à texturização. Onde se tem mais controle do resultado e garantia de cópias fiéis.
Imagem 15. Joia texturizada de modo tradicional Imagem 16. Imagem 022
Imagem 17. Rendering Medalhão Peças Ninja Flex
Fabricação
Para o processo de produção das peças essas foram impressas por impressoras de adição de material. Dois tipos diferentes de máquinas foram utilizadas: a Projet 1200 que imprimi diretamente em cera com excelente acabamento e é mais utilizada para fabricação de peças pequenas, e a Felix Printer que imprime peças maiores e em diversos materiais. Nela foi utilizado o termoplástico PLA, pois esse assim como a cera é queimado sem deixar resíduos durante o processo de fundição.
Conclusões
O desenvolvimento da pesquisa partiu da oportunidade incorporar a metodologia da Biomimética. A Biomimética, explora o uso de analogias biológicas na atividade de projetar.
A partir daí, uma semente de amendoim foi tomografada. A partir das imagens geradas foram desenvolvidas uma série de novas configurações decorrentes de cortes transversais, longitudinais, ampliação de escala, etc. Os desenhos foram adaptados para diferentes usos em adornos pessoais através de programas 3D. A materialização da modelagem digital 3D foi executada por meio de impressão 3D aditiva, feita na impressora 3D Makerbot com diversos filamentos em especial com o NinjaFlex, e permitiu a experimentação física de conceitos em material flexível Algumas configurações foram impressas em impressoras por adição com alta resolução (Projet 1200) e fundidas em prata.
Referências
1 - BAXTER, Mike. “Projeto de Produto”. São Paulo: Ed. Blucher, 2010.
2 - MOU M.BENYUS, Janine. “Biomimética: inovação inspirada pela natureza”. São Paulo:
Ed. Pensamento-Cultrix, 2003.
3 – Do cinzel ao bit: a revolução das tecnologias digitais no design de joias / Natascha Scagliusi ; orientador: Jorge Roberto Lopes dos Santos. – 2015.
