Vowsmith bases its "mass personalization" ring business on the advanced capabilities of 3D Systems ProJet MJP Series.

Juwelierwaren sind nicht das Erste gewesen, woran Charles-Olivier Roy gedacht hat, als er sich entschlossen hat, ein auf 3D-Druck basierendes serielles Maßanfertigungsgewerbe aufzubauen.

But he realized if he was going to set up what he calls a “mass personalization” business, he needed to provide a premium product, one that taps into a higher realm of emotion.

“I knew nothing about jewelry, but I quickly understood it would be a perfect playground for me,” says Roy, an industrial designer who previously founded Artisans du Passage, a company that merges art with 3D digital technologies. 

“Most jewelry is bought to express emotion, which brings with it a higher price. And if there is a place ready for a revolution, it’s the jewelry workshop. Lost-wax casting, one of the oldest technologies in metallurgy, hasn’t changed much since ancient Egypt.”

The result of Roy’s philosophy, technological experience and intense planning is Vowsmith, founded in September 2014. Vowsmith is a digitally driven business that enables couples to purchase wedding rings directly from an e-commerce website and customize them with fingerprints of their beloved.

Der Schlüssel für die Skalierbarkeit bei Vowsmith liegt in einem Drucker der ProJet MJP-Serie von 3D Systems, einem Gerät, das, so sagt Roy, „höchste Detailgenauigkeit liefert sowie die derzeit höchstmögliche Ergiebigkeit von Paraffinwachs, einem Material, das wie geschaffen für den Ringguss ist.“

Delivering freedom of choice

The Vowsmith production process starts with an online customizer that enables customers to choose their ring according to size, shape, type of metal, an optional diamond, and engraving. A starter kit is sent to the customer to capture the couple’s fingerprints in ink. The customer takes a picture of the ink prints and uploads it to the Vowsmith website. 

Die Fingerabdrücke werden digitalisiert und zusammen mit dem kundenspezifischen Ring und dessen vorgesehenen Designeigenschaften in ein firmeneigenes 3D Modellierprogramm importiert. Innerhalb weniger Sekunden wird eine hochauflösende STL-Datei erstellt und für den Druck an die ProJet MJP-Serie von 3D Systems gesendet.

“We provide our customers with total control so they can dictate the design, choose the metal and diamond, and create something unique that fits their budget,” says Roy. “The whole 3D modeling is automated since it’s the customer choices made online that generate the high-resolution STL file for production. The printer is loaded more or less automatically as well.”

Beyond prototyping to production

During the last decade, 3D printing has become fairly common in the jewelry industry. But typically it is used for prototyping a master model that is mass-produced by traditional means. Vowsmith puts 3D printing at the heart of its production.

„Die ProJet MJP-Serie ist der Grundpfeiler unseres Fertigungsprozesses“, erklärt Roy. „Erstens handelt es sich um einen Echtwachsdrucker. Das heißt, dass Gussfehler durch Aschen oder durch thermische Ausdehnung gerissene Schalen ausgeschlossen sind. Echtwachs wird schon bei geringen Temperaturen vollständig ausgebrannt, und das in weniger Zeit als bei harzbasierten Systemen. Wir sparen also Energie und erhöhen die Ausbeute.“

Der Werkstoff VisiJet M3 Prowax, der bei der ProJet MJP-Serie zum Einsatz kommt, erzeugt Teile mit hoher Auflösung, das heißt gestochen scharfe Details und ein glattes Oberflächenfinish. Der Trägerstoff lässt sich während der Nachbearbeitung leicht entfernen und erhält all die feinen Details des Ringes.

“We don’t have to spend a second designing support structures for the 3D-printed rings,” says Roy. “We don’t lose productivity due to an unprinted part caused by badly supported areas. We don’t lose time repairing broken support surfaces.”

The large build volume (298 x 185 x 203 mm in high-definition mode) and ultra-high-resolution output (694 x 750 x 1600 DPI; 16? layers) of the 3D printer perfectly complement Vowsmith’s business model.

„Der ProJet MJP 3500 CPXMax (jetzt unter dem Namen ProJet MJP 3600W Max erhältlich) bietet ein enormes Druckvolumen, liefert auf der gesamten Druckplatte eine einheitlich hohe Auflösung der Drucke und kann mit einer Geschwindigkeit drucken, die alle vergleichbaren 3D Drucker übertrifft“, führt Roy aus. „Wir stehen im Wettbewerb mit der Massenproduktion, wo es auf jede Sekunde ankommt. Daher verlassen wir uns auf den ProJet, um Modelle mit durchgängig extrem hoher Detailgenauigkeit zu erzeugen, und das mit einem Ertrag, der seinesgleichen sucht.“

Fine-tuning and scaling the process

It currently takes about a week for Vowsmith to turn around the typical order, but Roy believes he can cut that time down considerably.

„Mit der heutigen Technologie ist es absolut möglich, morgens den Auftrag für einen Ring zu erhalten, ihn nachmittags in den Druck zu geben, ihn am nächsten Tag zu gießen, um ihn tags darauf auszuliefern – das sind nur 72 Stunden vom Auftrag bis zur Lieferung. Ich könnte sogar noch weiter gehen: Wir könnten auf dem ganzen Globus Drucker installieren und sie von unserem Server aus mit den entsprechenden Daten versorgen. In der Folge hätten wir so das Problem des internationalen Versands für ein hochwertiges Produkt gelöst.“

Roy has similar ambitious, but not unreasonable, goals for production volume. He expects Vowsmith to sell between 4,000 to 5,000 rings over the next year. But, the company is already capable of producing 35 to 40 rings per print run and complete three to four batches each day, which would deliver an annual capacity of around 50,000 rings.

There is also work done by hand that could be automated. 

“Eventually we could print the casting tree completely, integrate mass finishing machines and even a CNC diamond and stone setter. And one promising technology for the future is direct metal printing (DMP); we’ve done some prototyping with DMP and have achieved very good results.

Infinite possibilities

Roy thinks his methodologies based on 3D printing could be transferred to other personalized products produced in fairly large quantities.

“We could upload any 3D model with any level of possible customization and be able to manage production without errors,” he says. “We think our infrastructure will continue to increase in value because it’s not based on physical inventory. We’ve coupled an infinite-productivity front end with an infinite-productivity back end.”

Roy believes that mass personalization is a movement evolving at exactly the right time.

“The Millennials are sick and tired of being served the same soup every day. They want to have their own product that reflects their own personality. This generation is shaping the future of retail.”

If the freedom of being able to acquire a personalized product created in a few days isn’t exciting enough, Roy says mass customization using 3D printing could even have a positive impact on the environment.

“It’s a business model where no inventory is produced, moved and stored before consumption. Could this be a valuable solution to the dramatic effects the first two industrial revolutions had over our planet”?