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干貨
！3D打印為緩沖、防護(hù)產(chǎn)

發(fā)布時(shí)間：2022-08-03 08:32:17瀏覽：7039點(diǎn)贊：

隨著帶有3D打印鞋中底的運(yùn)動(dòng)鞋在消費(fèi)市場(chǎng)上打開局面

，其中的關(guān)鍵技術(shù)-基于彈性塑料材料的3D打印晶格結(jié)構(gòu)（3D打印點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)）作為替代傳統(tǒng)泡沫塑料的新一代緩沖

、防護(hù)材料，引起了制造業(yè)的關(guān)注

。

在生活中

，運(yùn)動(dòng)鞋、矯形鞋墊

、防護(hù)頭盔

、汽車座椅、耳機(jī)等眾多產(chǎn)品中都不乏泡沫塑料的應(yīng)用

。那么，3D打印點(diǎn)陣晶格結(jié)構(gòu)是否也可以用在更廣泛的領(lǐng)域

？運(yùn)動(dòng)

、防護(hù)類零件/從產(chǎn)品制造商，怎樣運(yùn)用3D打印技術(shù)

，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能升級(jí)

？

國(guó)際著名塑料零部件制造商裕克施樂(lè)（OECHSLER）在點(diǎn)陣晶格結(jié)構(gòu)3D打印領(lǐng)域已積累了大量生產(chǎn)案例

，在塑料3D打印零件生產(chǎn)領(lǐng)域建立了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)到量產(chǎn)的增材制造全價(jià)值鏈增值服務(wù)

。本期3D科學(xué)谷與谷友通過(guò)位于中國(guó)太倉(cāng)的裕克施樂(lè)3D打印點(diǎn)陣晶格結(jié)構(gòu)生產(chǎn)案例

，來(lái)共同領(lǐng)略關(guān)于大批量生產(chǎn)背后的精益之道

。

“擾亂”泡沫塑料的3D打印點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)

消費(fèi)級(jí)的泡沫塑料用途廣泛… …

工業(yè)級(jí)應(yīng)用方面，用反應(yīng)注射成型制得的玻璃纖維增強(qiáng)聚氨酯泡沫塑料

，已用作飛機(jī)

、汽車、計(jì)算機(jī)等的結(jié)構(gòu)部件

；而用空心玻璃微珠填充聚苯并咪唑制得的泡沫塑料

，質(zhì)輕而耐高溫，已用于航天器中。[2]

在部分領(lǐng)域

，3D打印晶格結(jié)構(gòu)已開始替代傳統(tǒng)泡沫塑料

。

面向增材制造的點(diǎn)陣晶格設(shè)計(jì)?裕克施樂(lè)

以消費(fèi)領(lǐng)域的體育用品為例

，足球防護(hù)墊

、運(yùn)動(dòng)鞋中底都是傳統(tǒng)EVA泡沫材料的應(yīng)用場(chǎng)景，這一材料具有緩沖和能量回饋?zhàn)饔?div id="4qifd00" class="flower right">

。其中運(yùn)動(dòng)鞋中底最常用的泡沫是稱為EVA（乙烯醋酸乙烯酯）的閉孔泡沫

。[3]

長(zhǎng)期以來(lái)，EVA泡沫被用作鞋中底的制造材料

。那么

，在什么情況下，制造商能夠?qū)⒛抗廪D(zhuǎn)向3D打印晶格結(jié)構(gòu)呢

？

仍以運(yùn)動(dòng)鞋中底制造為例

。揭開3D打印晶格結(jié)構(gòu)的“面紗”，引起運(yùn)動(dòng)鞋制造企業(yè)重視的重要原因是

，3D打印應(yīng)用能夠使他們擺脫傳統(tǒng)鞋中底制造方式的局限性

，提供復(fù)雜的高性能整體設(shè)計(jì)。

使用傳統(tǒng)工藝

，制造商通常需要組裝多個(gè)零件才能在單個(gè)中底中創(chuàng)建不同的性能區(qū)域

，而使用3D打印技術(shù)則能夠在同一塑料零件中以數(shù)字化的方式制造具有不同功能區(qū)的鞋底。在3D打印鞋中底中

，起到關(guān)鍵作用的是3D打印晶格結(jié)構(gòu)

。

更廣泛的應(yīng)用成為可能！

這意味著

，設(shè)計(jì)師通過(guò)調(diào)整單個(gè)胞元尺寸

、桿徑和胞元形狀，將可能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品更高的設(shè)計(jì)美感和力學(xué)性能

。結(jié)合3D打印在制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)方面的能力

，設(shè)計(jì)師能夠更加能夠?qū)Ｗ⒂诋a(chǎn)品本身，這為3D打印晶格結(jié)構(gòu)的應(yīng)用打開了更大的空間

。

接下來(lái)

，我們通過(guò)裕克施樂(lè)已進(jìn)行批量生產(chǎn)的案例

，來(lái)看一看3D打印晶格結(jié)構(gòu)怎樣與產(chǎn)品結(jié)合

，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新以及性能提升帶來(lái)哪些可能性。

從運(yùn)動(dòng)鞋中底切入到3D打印精益制造全價(jià)值鏈

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？耸?lè)是面向大批量生產(chǎn)的高附加值產(chǎn)品的精益化制造解決方案提供商

，在競(jìng)爭(zhēng)中擁有獨(dú)特的市場(chǎng)定位

，裕克施樂(lè)還擁有代表最新技術(shù)水平的測(cè)量技術(shù)

，極高水準(zhǔn)的質(zhì)量和環(huán)境管理

。在中國(guó)，?div id="d48novz" class="flower left">

？耸?lè)在太倉(cāng)為汽車

、醫(yī)療、工業(yè)和鞋類板塊生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品

。

l運(yùn)動(dòng)鞋中底

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？耸?lè)生產(chǎn)的高性能運(yùn)動(dòng)鞋中底?裕克施樂(lè)

?div id="d48novz" class="flower left">

？耸?lè)有針對(duì)性的細(xì)化客戶需求

，利用晶格設(shè)計(jì)擁有的獨(dú)特設(shè)計(jì)靈活性，達(dá)到客戶產(chǎn)品所需的功能

，性能等要求

。晶格設(shè)計(jì)往往擁有復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)，而制造復(fù)雜的結(jié)構(gòu)恰好是增材制造技術(shù)在工業(yè)制造中的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)之一

，可以說(shuō)晶格設(shè)計(jì)與增材制造的絕妙組合將能給客戶的產(chǎn)品帶來(lái)獨(dú)特的創(chuàng)新性

。

對(duì)于量產(chǎn)3D打印產(chǎn)品而言，保持質(zhì)量一致性至關(guān)重要

。?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">？耸?lè)通過(guò)嚴(yán)格的生產(chǎn)環(huán)境控制，選擇合適的打印技術(shù)和優(yōu)化的后處理工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)打印量產(chǎn)質(zhì)量的一致性

。

?div id="jfovm50" class="index-wrap">？耸?lè)整個(gè)生產(chǎn)車間，包括原材料存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)通過(guò)獨(dú)立的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)溫度濕度的穩(wěn)定控制

，配合不同區(qū)域點(diǎn)位的實(shí)施監(jiān)控形成閉環(huán)管控，保證了整個(gè)打印生產(chǎn)過(guò)程環(huán)境的穩(wěn)定性

。

對(duì)于某些需要二次固化的3D打印產(chǎn)品而言

，產(chǎn)品的后處理好壞，除了會(huì)直接影響外觀表現(xiàn)外

，更是會(huì)直接決定最終產(chǎn)品力學(xué)功能特性

。裕克施樂(lè)在后處理工藝研發(fā)方面的能力與豐富經(jīng)驗(yàn)

，為量產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量一致性提供有效保證

。

l防護(hù)頭盔

裕克施樂(lè)生產(chǎn)的高性能橄欖球頭盔護(hù)墊??div id="jfovm50" class="index-wrap">？耸?lè)

極強(qiáng)沖擊力的美式橄欖球頭盔護(hù)墊

，設(shè)計(jì)師通過(guò)運(yùn)動(dòng)員對(duì)保護(hù)頭盔的性能要求

，選擇合適的晶格形狀，通過(guò)精細(xì)調(diào)整每個(gè)支撐桿徑的厚度來(lái)調(diào)整晶格結(jié)構(gòu)的硬度

，對(duì)十幾萬(wàn)個(gè)獨(dú)立的晶格支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行特別調(diào)整

，最終實(shí)現(xiàn)了晶格結(jié)構(gòu)中內(nèi)部的阻尼支柱與運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)中所經(jīng)歷的沖擊方向相對(duì)來(lái)吸收和分散能量。

高性能橄欖球頭盔護(hù)墊細(xì)節(jié)圖? Carbon

此外

，該頭盔襯墊除了提供卓越的保護(hù)性能

，還能給運(yùn)動(dòng)員帶來(lái)卓越的透氣性和出色的貼合度。

l防護(hù)面罩防護(hù)區(qū)域

在抗擊新冠疫情的過(guò)程中

，醫(yī)護(hù)人員在長(zhǎng)時(shí)間佩戴防護(hù)面罩后會(huì)感到不適

。

裕克施樂(lè)生產(chǎn)的3D打印防護(hù)面罩??div id="jfovm50" class="index-wrap">？耸?lè)

l汽車座椅

3D打印晶格結(jié)構(gòu)在舒適性方面所帶來(lái)的新體驗(yàn)

，引起了高端汽車制造商的興趣，這種面向增材制造的先進(jìn)設(shè)計(jì)被集成在了汽車座椅中

。

?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">？耸?lè)生產(chǎn)的汽車座椅3D打印中間層材料（右）?裕克施樂(lè)

?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">？耸?lè)生產(chǎn)的3D打印晶格結(jié)構(gòu)

，可作為座椅的中間層材料，這里也是座椅的舒適層

。在座椅的不同區(qū)域

，3D打印晶格胞元的設(shè)計(jì)有所不同，晶格設(shè)計(jì)的多樣性

，使得座椅的不同區(qū)域具有不同的功能與性能

。

座椅舒適層的應(yīng)用，很好的體現(xiàn)了3D打印晶格結(jié)構(gòu)的性能所具有的高設(shè)計(jì)靈活性

。

重塑產(chǎn)品的精益之道

！

3D打印晶格結(jié)構(gòu)為以往受到泡沫塑料工藝限制而無(wú)法實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)，帶來(lái)突破的可能性

。?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">？耸?lè)建立的增材制造全價(jià)值鏈增值服務(wù)體系，為面向增材制造的先進(jìn)設(shè)計(jì)提供了轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品的大批量精益制造交付能力

。

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