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增材制造在消费品领域的应用

本文旨在介绍日常生活中所用消费品的3D打印情况并探讨近些年来增材制造是如何做到业余爱好者都能够触手可及的。

几年前,3D打印还是一个遥不可及的梦,即使是工业领域也很难实现,原型设计也很少使用,但是如今科技已渗透到生活的方方面面,从电子设备外壳到各种有趣的手工作品,3D打印已经成为专业设计师以及业余爱好者的必需品。

为何3D打印受到消费者的欢迎?

方便定制

3D打印方便定制。例如,以前你想要一副合适的耳机的话,需要另外去定制,而定制是需要额外花费时间和金钱的。更麻烦的是,这样做出来的耳机很可能一只合适一只不合适。要想避免出现这种情况,好的办法就是3D打印一副耳机。3D打印不仅适用于耳机,而且可以打印各种穿戴式设备如手表、鞋子等。

快速原型设计

如果首饰设计师想要知道他/她的设计成品效果怎样,那么借助于3D打印技术设计出首饰原型就可以轻松做到,而成本仅仅是之前的1/20。其他消费品亦是如此,包括便宜的PET瓶以及昂贵的首饰。3D打印技术不仅廉价而且实用,熔融沉积成型技术(FDM)在原型设计方面非常高效,树脂光固化成型(SLA)清晰度较高。

消费品3D打印

增材制造在消费领域的应用可以分为两大板块:

3D打印消费品的商业用途

消费者购买3D打印的产品,不管过程如何,都意味着消费者并非一步步创造产品而是从市场上购买现成的产品。这样的例子有很多。

3D打印眼镜

加拿大眼镜制造商Specsy已经成功将3D打印用于光学行业。先通过AI程序扫描顾客的面部,然后按照具体尺寸及个人爱好定制顾客喜欢的眼镜。Specsy使用SLS 3D打印技术来完成复杂的设计。完成设计之后,只需要将各个部件组装起来交给客户就行。

3D printed eyewear
3D打印眼镜(图片来源:Specsy)

3D打印牙齿矫正器

美国远程牙科公司SmileDirectClub与惠普合作,按照顾客牙齿矫正的3D打印模具,生产出透明清晰的牙齿矫正器。首先,该公司为顾客提供制模工具包(“家庭印模工具包”),然后顾客将工具包连同一些数码照片返还给公司。

惠普的多射流熔融3D打印机按照顾客信息精准打印出牙齿矫正器并设计出透明的牙齿保持器。

3D printed dental aligner
3D打印牙齿矫正器(图片来源:惠普)

3D打印鞋垫

著名鞋类品牌Dr. Scholl’s 采用增材制造来定制鞋垫。Dr. Scholl’s与技术公司Wiiv合作,通过手机程序Wiivv fit扫描顾客的足部,标出400个定位点,准确计算出顾客的足型与尺码。然后打印出定制鞋垫并交付给顾客。此外,公司还使用FDM技术提高定制效率并降低定制成本。

The company then prints the customised insoles and delivers them to the customers. The company uses FDM technology to achieve the customisation cheap and efficient.

3D printed insoles
3D打印鞋垫(图片来源:Dr.Scholl’s)

3D打印睫毛刷

美容化妆品公司香奈儿利用激光烧结成型技术(SLS)大批量生产其独家设计的睫毛刷。通过增材制造,香奈儿的设计和研究已经过100次的迭代更新。
此款睫毛刷的独特之处在于其微腔能够吸收更多睫毛膏,减少蘸取次数。刷毛颗粒质感,便于将睫毛膏均匀涂抹在睫毛上。

3D printing mascara brush
3D打印睫毛刷(图片来源:香奈儿)

3D打印剃须刀

著名个护品牌吉列利用SLA技术生产剃须刀手柄。按照个人需求进行定制,体验感极佳,且不易磨损。

3D printing shaving razors
3D打印剃须刀(图片来源:吉列)

3D打印自行车部件

Reynolds Technology Ltd和Renishaw PLC用优化过的3D打印零部件制造了一个不锈钢自行车车架。另外,还用金属3D打印技术制造了钛制车架和勾爪。增材制造赋予了更大的实验空间,采用中空设计,减轻了车体重量并且提高了效率。

3D printing bicycle frame
3D打印自行车车架(图片来源:3D打印资讯)

3D打印自行车头盔

伦敦Hexr头盔公司已经开始用增材制造技术来生产自行车头盔。头盔采用蜂窝状结构,可以按照客户头部的尺寸及外形来定制。

聚酰胺材料加上激光烧结成型(SLS)技术让头盔更轻更好用。实践证明,这是市场上非常结实的头盔。

3D printed bike helmet from Hexr
Hexr公司3D打印自行车头盔(图片来源:Hexr头盔公司)

客户如何使用3D打印机

该部分重点介绍客户如何自行使用3D打印技术,比如内部打印。

桌面式3D打印

除了价格昂贵的打印机以外,市场上还有一些既便宜又高效、主要供设计师及业余爱好者进行内部打印的产品。比较便宜的FDM打印机价格约200欧元,有很大的创新和定制空间。
桌面式SLA打印机价格稍高。客户只需了解少许设计知识以及使用提示就可以使用

A water bottle holder made by a private customer
客户制作的水瓶夹持器(图片来源:Instructables)

数字打印

用3D打印机打印任何东西都无需多好的设计能力,只一根网线就能搞定。您只需将设计下载下来,按照说明一步步完成打印即可。像上图中水瓶夹持器这样简单的设计,网上还有很多,比如花瓶、手机套等等。

结语

3D打印把复杂的制造过程变得简单易懂。无论是购买的日用品还是自己制造的商品,增材制造都能为您留出创新的空间。

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