炫酷輕巧又安全,，盤點14款3D打印頭盔案例

頭盔是為了保護我們的頭部安全設計的,。但由于設計和制造手段的限制,，其重量,、舒適性和安全性要想達到完美的平衡并不容易,，隨著3D打印技術的不斷進步，這一切就將變得輕而易舉,。在另一方面,，很多影視劇的拍攝任務中都需要特殊定制，而該頭盔也是需要這樣的特殊定制,，用量都比較�,。贿@種需求和3D打印擅長的小批量非標準件的快速成型的特點有天生的契合,。

△3D打印頭盔

下面,，南極熊就來盤點一些有哪些3D打印頭盔的具體案例。

2020年5月31日,，全球首次商業(yè)載人龍飛船發(fā)射成功,！埃隆·馬斯克的太空探索技術公司SpaceX，完成人類史上的一大創(chuàng)舉,！南極熊3D打印網(wǎng)了解到,，SpaceX這次宇航員的超時尚太空服頭盔，是使用3D打印工藝為每個宇航員進行定制的�,，F(xiàn)在,，你可以按照一個教程，DIY 3D打印一只適合自己頭的宇航頭盔,！
△在SpaceX任務發(fā)射前,，宇航員道格拉斯·赫利（Douglas Hurley）和羅伯特·貝肯（Robert Behnken）

有意思的是，南極熊3D打印網(wǎng)了解到,，真正的SpaceX頭盔是由Ironhead Studios才華橫溢的好萊塢設計師Jose Fernandez設計的,。他是一名服裝設計師，曾為《蝙蝠俠大戰(zhàn)超人》,，《神奇四俠》,，《復仇者聯(lián)盟》，《 X戰(zhàn)警II》等作品工作過,。據(jù)《紐約時報》報道,，電影導演邁克爾·貝（Michael Bay）透露，對于電影《世界末日》中的太空服頭盔,，他認為“好萊塢周圍的人是太空服頭盔專家,。這是一種非常專業(yè)的工藝�,！�

為了設計太空頭盔,，馬斯克去了好萊塢請教專家，而不是通常的空軍和海軍承包商,�,！都~約時報》報道說,，首次與Fernandez取得聯(lián)系時，后者竟然不知道SpaceX是什么,。然而,，正如Ironhead 的Instagram頁面所示，他確實具有為電影設計頭盔的豐富經(jīng)驗,，包括湯姆·克魯斯（Tom Cruise）在《 Top Gun：Maverick》中的頭盔,。

后來就是由好萊塢設計師設計了SpaceX本次商業(yè)載人龍飛船發(fā)射的宇航員頭盔！
戴上科技3D打印滑雪頭盔
2020年9月23日,，由戴上科技研制的全球首款3D打印滑雪頭盔于中國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)成果交易會正式亮相,，由數(shù)字化技術與3D打印智能制造技術打造而成的戴上3D打印頭盔能夠覆蓋傳統(tǒng)頭盔難以觸及的防護盲點。

基于由近萬次頭部碰撞測試界定出的力學邊界,，戴上科技運用先進的數(shù)字算法計算出了擁有1102根短豎桿,、95根貫通桿和2394個節(jié)點的晶格結構防護系統(tǒng)。該系統(tǒng)由多層且軟硬不一的緩沖帶構成,，不同碰撞頻率的區(qū)域配備著不同密度的結構分布,，能夠精準地管理因頭部碰撞而產(chǎn)生的各種沖擊力。

據(jù)權威的安全防護產(chǎn)品質量檢驗中心的測試結果顯示,，戴上3D打印頭盔的防護性能優(yōu)逾美國安全標準要求的性能55％,，優(yōu)逾歐洲安全標準要求的性能46％。在佩戴舒適度方面,，戴上3D打印頭盔也同樣優(yōu)秀。防護系統(tǒng)特殊的晶格結構能夠帶來極高的熱量流通效率,，使頭盔內(nèi)部始終保持在一個令人感到舒適的溫度,。

詳盡且科學的尺碼設置搭配重力自適應，戴上3D打印頭盔適配全球90％以上的用戶,，加之戴上科技自主研發(fā)的頭部掃描系統(tǒng),，適配率提高至98％。戴上3D打印頭盔的防護系統(tǒng)材料可回收,，可再生,。用其制成的防護系統(tǒng)可被粉碎成末，重新回爐打印,，實現(xiàn)材料的循環(huán)利用,，有效解決3D打印原料成本過高的問題。

首個獲得NHL認證的3D打印曲棍球頭盔內(nèi)襯
2020年9月,，3D打印機制造商Carbon和體育用品制造商CCM Hockey合作,，已經(jīng)3D打印出了第一個曲棍球頭盔內(nèi)襯，并獲得NHL認證,。據(jù)悉,，這個曲棍球頭盔內(nèi)襯使用Carbon專有的數(shù)字光合成(DLS)樹脂工藝生產(chǎn)，內(nèi)部結構采用了數(shù)字化晶格設計，能夠提供更好的透氣性,、舒適性和保護性,，并可通過精確的3D掃描來定制適合運動員頭部的產(chǎn)品。

△SuperTacks X頭盔,，圖片來自CCM Hockey

Super Tacks X的內(nèi)襯是使用Carbon的設計軟件設計的,，軟件能夠根據(jù)所需的性能標準和重量作為輸入，自動生成優(yōu)化的網(wǎng)格幾何形狀,。它的主要功能是在比賽中有效地吸收和耗散沖擊能量,，這主要通過使用內(nèi)部阻尼支柱來實現(xiàn)。

襯里內(nèi)部有超過13萬個獨立的支柱,，每個支柱覆蓋了頭盔的不同點,，提供全方位的保護。設計引擎可以調整每個支柱的厚度,，以增加或減少網(wǎng)格的整體剛度,，使頭盔能夠吸收和分散來自線性和旋轉力的沖擊能量。

3D打印自行車定制頭盔HEXR
HEXR3D打印自行車定制頭盔由總部位于倫敦的創(chuàng)業(yè)公司Hexr,，Ltd. 開發(fā),，據(jù)悉，該頭盔品牌以前叫做HEXO,，后來因為商標糾紛而更名為HEXR,。在技術方面，HEXR頭盔采用3D打印技術制造的蜂窩芯,，通過德國工業(yè)3D打印機制造商EOS旗下的SLS 3D打印技術和聚酰胺11材料生產(chǎn),。 每個頭盔都是根據(jù)用戶的頭部尺寸進行3D打印，通過3D掃描應用程序獲取,，以便為客戶創(chuàng)建輕量級和保護性的頭盔解決方案,。

3D打印的Hexr頭盔

HEXR頭盔由Jamie Cook（庫克）創(chuàng)立，他希望徹底改變傳統(tǒng)自行車頭盔上的標準保護裝置,，據(jù)庫克描述,，這種頭盔“60年來一直沒有創(chuàng)新”。庫克最初在倫敦大學學院（UCL）開始研究時發(fā)現(xiàn),，大多數(shù)能量吸收的設計方法都是基于平坦的接觸區(qū)域,，而不是反映我們頭部形狀的曲面區(qū)域。庫克繼續(xù)在牛津大學進行研究,，利用3D打印技術生產(chǎn)聚酰胺11中的絕緣弧形蜂窩結構,，構成了HEXR頭盔的基礎。

3D打印蜂窩結構,，提高保護性

從那以后,，庫克一直致力于推出HEXR頭盔,，并將其推向市場。頭盔的一個關鍵要素是其可自定義性,，通過3D打印實現(xiàn),。使用HEXR的定制3D掃描軟件，客戶可以使用頭部的30,000點3D網(wǎng)格獲得“精確匹配”,。從網(wǎng)站購買HEXR頭盔后,，客戶可以在HEXR的倫敦總部預約，也可以通過郵寄方式接收3D掃描儀,，以便進行頭部掃描,。一旦Hexr有客戶​​的測量結果，公司需要2-4周的時間進行3D打印,，然后再直接發(fā)貨給買家,。

3D打印動態(tài)頭盔Synapse
設計師兼建筑師Benhaz Farahi使用3D打印完成了一個以腦波為主題的，具有“動態(tài)藝術（Kinetic Art）”風格的頭盔Synapse,。這個頭盔是用柔性材料在一臺Connex500 3D打印機上打印出來的,，里面嵌入了一個修改過的NeuroSky EEG芯片，該芯片與一對Mindflex耳機相連接,。

  

根據(jù)NeuroSky公司的網(wǎng)站介紹,，EEG技術是通過“數(shù)字化模擬腦電波，”將原始大腦信號進行放大和處理后,，輸入游戲,、教育、研究等各種應用,，像Farahi這樣的Synapse頭盔也算是其中之一,。

這種技術能夠分析和記錄不同類型的腦電波——主動或被動。如果您的注意力集中,，那么EEG芯片的“注意米表（attention meter）”會指示用戶的精神強度為“專注（focus）”或“注意（attention）”。當用戶注意力集中于一點時,，注意米表的數(shù)值會提升,，反之當注意力分散時會減少。如果您處于沉思或冥想狀態(tài),，EEG芯片的“冥想米表（meditation meter）”會顯示用戶的心理狀態(tài)為“平靜”或“放松,。”當用戶頭腦放松時,，冥想米表的數(shù)字會提升,，反之則會降低。這兩種米表的數(shù)值范圍都是從0到100,。

此外,，在NeuroSky公司EEG技術的幫助下,，您還可以通過腦波驅動Synapse頭盔。除了顯示3D打印與其他尖端技術的珠聯(lián)璧合,，F(xiàn)arahi稱Synapse項目的主要意圖是“探索使用多材料3D打印技術制造出可圍繞人體出現(xiàn)形狀變化的結構,，以作為人類第二皮膚的可能性。這是一個嘗試,，探索通過大腦的神經(jīng)命令直接控制運動,，使我們能夠通過自己的思想有效地控制周圍環(huán)境�,！�

3D打印奧創(chuàng)頭盔
一位Cosplay藝術家Michael Ruddy使用gMax 1.5 XT 3D打印機3D打印出了一個全尺寸,、可穿戴的奧創(chuàng)（Ultron）頭盔。gMax 1.5 XT是由gCreate公司制造的一款打印尺寸相當大的3D打印機,，其最大打印尺寸可達40.6×40.6×45.7厘米,。Michael把整個頭盔劃分為四個獨立的部分分別打印——下巴、主要面部,、頭頂,、耳朵。下巴打印的時候設置了0.15毫米的層高,，打印了打印13個小時,，主要面部的打印層高為0.15毫米，花了約30小時,，而耳朵部分設置的層高0.15毫米,，打印歷時10小時。最后,，頭頂部分打印層高設置的是0.3毫米,，由于同時使用了支撐結構，打印時間花了大約30個小時,。

而當Michael的客戶——來自Shawshank Cosplay道具公司的Sean Shaw——拿到3D打印的奧創(chuàng)頭盔后,，立即使用膠水將下頜、面部,、頭頂和耳部完全組裝了起來,。

當看到組裝后的頭盔無論是尺寸大小還是組裝結合程度都達到要求之后，Shaw就用車用膠bondo去填補組裝好的部件上的打印紋路,，然后再對正面就進行打磨,，之后又用Smooth On公司的XTC-3D涂料對整個面具進行涂覆，進一步使面具表面變得平滑光亮,、毫無瑕疵,。

3D打印嬰兒頭盔
一種解決辦法是在嬰兒成長的前14周這個關鍵時期為他們配備合適的頭盔。提到“合適”二字,，聰明的你一定已經(jīng)想到,，這是3D打印技術的專長�,。〈_實如此,，近日,，美國明尼蘇達州的兩名雙胞胎嬰兒 — Lincoln和Nolan就得到了他們專屬的3D打印頭盔。

頭盔的制作者是吉列兒童專業(yè)醫(yī)療,，他們首先對兩名嬰兒的頭部進行了掃描,，然后依照所得數(shù)據(jù)制作出了頭盔的3D模型，最后使用剛剛購買的價值22萬美元的Stratasys大型3D打印機將頭盔打印了出來,。整個過程共耗時5小時,，其中3小時用于建模，2小時用于打印,。雙胞胎的母親非常高興,，并且對3D打印的神奇表示驚嘆。

  

有了3D打印的專屬頭盔,，嬰兒的家長再也不需要擔心“扁頭綜合癥”的影響,。

王思聰定制3D打印滑雪頭盔
2015年，王思聰轉發(fā)了自己佩戴為自己高端定制的滑雪頭盔的照片,，據(jù)定制品牌介紹,，該頭盔“所使用工藝包括顯微鏡下金絲鑲嵌，景泰藍,、手工鍛造,、3D打印、5軸聯(lián)動雕刻,、手工雕蠟,、古佛像金粉漆、手工縫制內(nèi)飾等,。所使用材料有金,、銀、馬臀皮,、獺兔皮等等,。”

3D打印Guy-Manuel的金色穹頂頭盔
Ruiz兄弟為了向Daft Punk樂隊致敬,，他們3D打印出了Guy-Manuel的金色穹頂頭盔，并且將Thomas的頭盔制作得更具可穿戴性,。Ruiz兄弟決定將頭盔設計得更輕便,、制作也更簡單，他們還添加了一些復雜的LED像素燈在里面,，這些燈可以輕松編程,，利用智能手機或者智能手表操控,，將你的Daft Punk變得高端炫酷。

為了使頭盔易于佩戴且輕便舒適,，他們將其設計為2mm厚,，該頭盔是分為三部分打印的，這樣更方便添加支撐材料,。該頭盔的打印分辨率非常高,，僅單純的3D打印過程就花費了好幾天的時間才完成，結果也不言自明,，如此高的分辨率打印完成后幾乎不需要打磨或是噴漆等后處理,。
   
為了便于組裝，Ruiz在每一個打印部件上都設計了凹槽,，然后使用硅樹脂膠粘合,。組裝完成之后進行打磨上色，反復幾次之后再安裝上LED條,，可以看到,，制作完成的頭盔效果極為搶眼。
   
Ruiz 兄弟是用Fusion 360完成的3D設計,，而且該文件也是完全公開的,，可以使用任何CAD軟件編輯修復。他們制作的這個頭盔是超大號的,，因此里面有充足的空間來安裝電子裝置,，而且就算戴著眼鏡也是能套上這個頭盔的，若是感覺太松,，還可以自行添加填充物來讓自己的佩戴更舒適,。

可折疊3D打印自行車頭盔FEND
自行車頭盔是一種十分有效的護具，據(jù)說可將頭部受傷的風險降低80%,。但這種頭盔有一個明顯的痛點,，就是體積比較大，不方便攜帶,。不過現(xiàn)在,，這個問題已經(jīng)被來自紐約的設計師Sujene Kong和Christian Von Heifner解決了  — 他們發(fā)明了一款可折疊的新型頭盔FEND，折疊后的體積僅有原先的1/3,，可以輕松放進背包,。

除了能折疊，這款頭盔的造型也很時尚,，因為其發(fā)明者之一的Kong就是一位時尚設計師,。另外，它的安全性也很好,，達到了美國消費品安全委員會（US CPSC）和歐洲EN 1078安全標準,。值得一提的是,，在頭盔的整個開發(fā)階段，從最初的原型設計到最終的成品制造,，3D打印技術都扮演了重要角色,。

目前，這款頭盔已經(jīng)基本定型 — 外殼采用了高性能ABS塑料,，十分堅固,；內(nèi)圈表面采用了發(fā)泡聚丙烯（EPP）材料，既柔軟又能有效吸收沖擊,；結構上則采用了流線型設計,，有助于通風和提高佩戴舒適感。

Cascade3D打印曲棍球頭盔
世界頂級曲棍球產(chǎn)品制造商Cascade正在利用 LulzBot的工業(yè)級桌面3D打印機改進曲棍球頭盔的原型開發(fā)流程,�,！拔覀冎饕�利��3D打印和柔性材料來制造頭盔的不規(guī)則部件。LulzBot的打印機非常靈活,，可以隨意更換不同尺寸,，而這對于我們的開發(fā)工作很有幫助，”Cascade的負責人表示,，“在頭盔開發(fā)方面,，3D打印不僅比傳統(tǒng)方法更經(jīng)濟，而且大大縮短了我們將新設計變?yōu)轱@示的周期,。這就讓我們得以更快地將新產(chǎn)品投放市場,，從而獲得競爭優(yōu)勢�,！�

Cascade的女士用LX頭盔就是3D打印幫助開發(fā)的新產(chǎn)品之一,，它的外殼既結實有有彈性，能很好地抵御沖擊,，從而保護運動員的頭部,。同時，它還有通氣口和用來放頭發(fā)的空間,。

3D打印自行車頭盔 Kupol
加拿大工業(yè)設計師Gabriel Boutin和3D打印專業(yè)設計公司Syncro Design的創(chuàng)始人Gabriel Boutin就利用3D打印技術開發(fā)出了一款新的自行車頭盔 — Kupol,。

△設計師使用HP的Multi Jet Fusion創(chuàng)建3D打印自行車頭盔

Kupol項目專注于設計和制造更舒適的自行車頭盔。Boutin想要擺脫不舒服的聚苯乙烯泡沫部件,，因為這種材料通常會讓佩戴者更容易出汗,。于是，他改用塑料3D打印,。最終,，新的Kupol頭盔保持空氣能夠流過，使得頭部較涼爽。同時,，其重量也比傳統(tǒng)的頭盔輕了許多。

對于Boutin來說,，3D打印提供了一個以更快的速度從原型到成品的機會,。此外，該技術還可以讓用戶開發(fā)出更復雜的設計和結構,。隨著3D打印材料質量的不斷提高,，越來越多的設計人員選擇增材制造來創(chuàng)造成品，而不是長時間的原型制作流程,。此外,，三維打印完成不斷完善，使用戶能夠以高品質的表面外觀完成他們的產(chǎn)品,。

  

△設計師使用HP的Multi Jet Fusion創(chuàng)建3D打印自行車頭盔

對于他的設計,，Boutin與Sculpteo的3D打印服務合作，該服務提供了HP Multi Jet Fusion技術,。設計師尋找具有良好耐化學腐蝕性的強韌塑料,，可以通過Sculpteo的在線3D打印服務下單，并選擇HP Multi Jet Fusion PA12黑色塑料,。

可穿戴腦部掃描頭盔
英國科學家開發(fā)了一種可穿戴的腦部掃描儀,，這個掃描儀在戴上后，患者仍可以自由地進行頭部活動,。在腦腫瘤,、癲癇、精神分裂癥等復雜的疾病中,，醫(yī)生通常需要借助觀察患者腦部活動來診斷病情,，而腦磁圖(Magnetoencephalography，簡稱MEG)已成為一種檢測腦部活動的新技術,，能將神經(jīng)網(wǎng)絡繪制成圖,，并且對人體無創(chuàng)傷，該頭盔由3D打印而成,，重量僅905克,。

  

該頭盔由3D打印而成，重量僅905克,。據(jù)學術期刊《自然》報道,，這個掃描儀結合了量子傳感器和一種新的消除周圍磁場的技術，能夠以毫秒級的分辨率記錄MEG數(shù)據(jù),。為了證明此系統(tǒng)有效,，研究人員記錄下一個實驗對象做出自然行為，如點頭、伸懶腰,、喝飲料和玩球類游戲時的各項測數(shù),。他們獲得的數(shù)據(jù)記錄與當今最先進的掃描儀所獲得的數(shù)據(jù)不相上下。

梵蒂岡瑞士衛(wèi)隊3D打印頭盔
2018年5月,，梵蒂岡瑞士衛(wèi)隊新成員準備宣誓就職,，在就職儀式上，瑞士衛(wèi)隊也利用3D打印技術升級了自己的制服裝備,，他們將放棄傳統(tǒng)的文藝復興式的金屬頭盔,，而改用3D打印的PVC材料頭盔。

新式的3D打印頭盔成本更加便宜,，衛(wèi)隊成員佩戴起來也會感覺更加舒適,，它跟舊式頭盔相比，更容易讓士兵保持頭部的涼爽,。據(jù)悉,，瑞士衛(wèi)隊目前在尋找贊助商來打印這種頭盔，預計每個頭盔的價格維持在約6700元人民幣左右,，是目前金屬頭盔價格的一半,。

3D打印死亡警衛(wèi)頭盔
《星球大戰(zhàn)》系列電影在全球收割了無數(shù)粉絲，甚至東風日產(chǎn)公司也是它的瘋狂粉絲,，2019年,，該公司發(fā)布了一款星球大戰(zhàn)限量版的車——日產(chǎn)Rogue One，只要購買該車就能得到的一個限量版3D打印的死亡警衛(wèi)頭盔,。

這個頭盔是由3DSystems公司2014年收購的溫柔巨人工作室出產(chǎn),，它主打娛樂和玩具行業(yè)的3D建模，曾為2016格萊美頒獎典禮上Lady Gaga向David Bowie致敬表演設計服裝和布景,，在接到日產(chǎn)這個合作任務后,，溫柔巨人工作室在三個月內(nèi)就打造出了這個超過5400個細節(jié)的獨家頭盔副本。他們首先需要進行數(shù)字建模,，在雕刻出了頭盔模型后,，使用掃描數(shù)據(jù)和《星球大戰(zhàn)》官方的服裝照片建立可3D打印的模型，再將其分成單獨的部分以方便打印,。

模型文件被傳送到3D Systems的SLA 3D打印機 ProX 800進行打印,，最終尺寸為15″ x 11.5″ x 10″

據(jù)該工作室稱，在加速設計驗證過程中3D打印是關鍵的環(huán)節(jié),，設計通過驗證后,，這些SLA原型將用于玻璃纖維生產(chǎn)模具，通過這些模具,，該工作室以最少的浪費和最高的質量在限定的時間內(nèi)完成日產(chǎn)公司提出的要求,。

各種頭盔