3D 打印如何實現(xiàn)可定制的消費品

導讀：今天,，要為消費品提供一個通用的定義并不容易：從我們經(jīng)常購買的食品等基本必需品到汽車或電子設備等耐用產(chǎn)品,，清單很長�,？梢钥隙ǖ氖�,，這些產(chǎn)品被賣給了正在尋找適合他們并滿足他們需求的最終消費者。如果有一種制造方法可以為消費品提供定制選項,，那就是 3D 打印,。在某些情況下，它甚至允許消費者參與最終產(chǎn)品的創(chuàng)建——例如,，在制鞋行業(yè),，運動鞋是在穿著者掃描他或她的腳后創(chuàng)建的。

得益于增材制造,，消費品行業(yè)可以提供更高效,、舒適、美觀和實用的定制產(chǎn)品,。這就是 3D 打印的附加值所在：它在提高產(chǎn)品功能的同時尊重最終消費者的需求,。但是如何在實踐中使用呢？本期文章中列舉了紡織,、鞋類,、眼鏡、化妝品,、運動和汽車等關鍵行業(yè)的一些例子,，或許列表并不詳盡，但也證明了3D打印在當今市場上各行業(yè)中的應用之廣,、應用之多,。

3D打印定制眼鏡

當涉及到消費品時，3D 打印允許的最令人興奮的定制之一是能夠根據(jù)自己的身體定制產(chǎn)品,。在眼鏡行業(yè),，定制屬于自己的眼鏡或帶有 3D 打印的太陽鏡意味著，通過掃描您的臉部,，您可以創(chuàng)建一個定制的、獨一無二的鏡框,。提供這項技術的眼鏡制造商有西班牙公司 Horizons Optical 或德國公司 Youmawo,。這個過程很簡單。兩家制造商都以 3D 方式掃描客戶的面部以收集生物識別數(shù)據(jù),。然后,，客戶可以使用軟件虛擬試戴眼鏡，并從一系列顏色和鏡架設計選項中進行選擇,。然后對選定的眼鏡進行 3D 打印,，Horizons Optical 使用 HP 的 MJF 技術,，而Youmawo 則依賴 EOS 的 SLS 技術。在該領域使用增材制造的優(yōu)勢是可以在短時間內(nèi)獲得產(chǎn)品,，設計更復雜,，材料更輕、強度更高,。

△Horizo​​ns Optical 與HP Multi Jet Fusion 生產(chǎn)完全定制的眼鏡

3D打印鞋

談到我們的鞋子,，首先要注意到的是每只腳的獨特性，以及耐磨性和舒適性的重要性,。尤其是腳的形狀和大小不計其數(shù),，這讓一些人很難找到合適的鞋子。這就是3D打印的用武之地,，讓鞋子變得個性化——已經(jīng)有一些例子證明這對我們的腳有多重要,。例如，Elisava 設計學院的一群西班牙學生設計了 Athos 登山鞋,，為業(yè)余和專業(yè)登山者提供更好的性能和舒適度,，同時考慮到穿著者的特定需求。同樣在古典舞中,，act'ble發(fā)布了一款由 3D 打印制作的鞋子,。這個想法是將已經(jīng)很快壞掉的芭蕾舞鞋從一次性產(chǎn)品轉變?yōu)榭沙掷m(xù)耐用的鞋子，同時迎合穿著者的個性,。在鞋墊領域,，Wiivv 和足部護理市場領導者 Dr. Scholl 憑借其智能手機應用程序取得了突破。在這里,，顧客可以直接在家里掃描他們的腳,，然后訂購一個 3D 打印的個性化鞋墊，這個鞋墊已經(jīng)在他們的腳上測量了 400 個點,。

△3D打印用于生產(chǎn)個性化鞋墊（圖片來源：Dr. Scholl）

3D 打印服裝提供獨特的高端單品

時尚領域是一個以古怪的作品而聞名的行業(yè),，設計師和消費者都在不斷追求原創(chuàng)。隨著“快時尚”和過度消費的流行,，3D 打印可以提供另一種選擇,。雙方都可以使用該技術在制造獨特物品時彰顯他們的創(chuàng)造性個性。例如,，西班牙設計師米蘭達·馬爾克斯 ( Miranda Marquez )認為消費者應該能夠在家中使用該技術打印自己的衣服,，而其網(wǎng)站正是提供這種服務。

基于客戶身體掃描的 3D 打印連衣裙在是市場上也有提供,。紐約現(xiàn)代藝術博物館 (MoMA) 提供了一件由Jessica Rosenkrantz和Jesse Louis-Rosenber g 設計的 3D 打印設計,，被稱為“運動學連衣裙”。在客戶的身體被掃描后,，織物被數(shù)字鑲嵌到身體上,，并使用選擇性激光燒結 ( SLS ) 彈性尼龍材料制造出一件衣服,。通過這種方式，可以根據(jù)顧客的審美需求和身體比例來制作服裝,。這對設計師的高端時尚的另一個例子是由波士頓美術博物館 (MFA) 委托的“運動花瓣連衣裙”項目,。這件連衣裙與 Kinematics 連衣裙一樣，可根據(jù)個人量身定制合身性,，擁有 1600 件由 2600 多個鉸鏈相互連接的獨特部件,。盡管設計復雜，但從打印機中脫穎而出的裙子完全可以穿著,。

△KinematicPetals 連衣裙于 2016 年采用尼龍和 SLS 技術打造而成,。（圖片來源：NERVOUS SYSTEM）

個性化制表中的增材制造

3D 打印可實現(xiàn)更大定制化的另一個領域是制表業(yè)。近年來,，隨著 3D 打印的顯著增長,，許多手表設計師開始轉向 3D 打印，以更快地設計和制造消費品,，同時保持良好的質量,。但為什么是 3D 打印,？正如我們在其他領域看到的那樣,，3D 技術使制表師能夠使用更少的材料，從而最大限度地減少浪費并使他們的生產(chǎn)過程更具可持續(xù)性,。根據(jù)消費者尋求的目的和定制程度,，應使用一種或另一種增材制造方法。

例如,，瑞士公司 SevenFriday 使用Multi Jet Fusion創(chuàng)造了FREE-D——一款具有吸睛外觀和獨特設計的原創(chuàng)手表,。由于使用 了PA11材料，該公司能夠制造有機,、輕質和耐用的部件,，同時保持高質量。另一方面,，意大利品牌AionWatch正在開發(fā)世界上最輕的自動手表,。這些 3D 打印手表僅重 26 克，內(nèi)部蜂窩結構使其能夠保持必要的剛度并將重量減輕 200%,。除了手表的輕便性和高機械強度外,，碳纖維的特性還包括高隔熱性。這突出了使用高性能材料來增強定制產(chǎn)品特性的可能性,。

△3D打印手表。照片來源：永恒之塔

化妝品中的 3D 技術

3D 打印化妝品已經(jīng)開始出現(xiàn),，尤其是在個性化方面,。這是通過多種不同的方式完成的,。舉個意想不到的例子：賽車運動的中流砥柱一級方程式賽車也開始發(fā)展3D 打印化妝品�,；氐� 2020 年,，一級方程式賽車開始使用 3D 打印來制作與眾不同的香水瓶。這三個瓶子的靈感來自汽車行業(yè),，在當時以其復雜,、有趣的設計而聞名，展示了增材制造的無限可能性,。但包裝和瓶子并不是化妝品采用 3D 技術的唯一途徑,。我們可以舉出的另一個例子來自迪奧。在這種情況下,，美容品牌轉向3D 掃描來幫助每位顧客獲得正確的護膚品,。這是通過一個名為 Eve V 的設備完成的，該設備允許每個人對他們的皮膚進行單獨分析,，包括對皮膚松弛,、眼袋和皺紋等方面的測量。然后,，在 AI技術 的幫助下,，使用該分析來確定適當?shù)钠つw護理方案（專注于兩個最大的皮膚問題）。這種對每個用戶的個性化程度,，只有通過 3D 掃描才能實現(xiàn),。

△圖片來源：洛夫格羅夫工作室

增材制造讓運動表現(xiàn)更出色

近年來，增材制造一次又一次地證明了這項技術對運動員的用處,。任何運動項目的設備都可以定制,，以滿足運動員的需求，并提供更高水平的舒適度,。此外,，3D打印還可以減輕設備重量。這在速度至關重要的運動中尤其有益,。因此,，總體而言，該技術有助于提高性能,。

Carbon 的例子很好地說明了增材制造如何用于體育運動,。公司打印定制頭盔體育用品制造商 Riddel 為 NFL 球員提供的外殼。由于其格子結構,，它們從傳統(tǒng)頭盔中脫穎而出,。除了定制選項外，所使用的彈性體還可以防止沖擊，因為大部分沖擊都被吸收了,。又如加州自行車制造商Superstrata,，在2021年推出了碳纖維車架，重1.7公斤,，不僅特別輕,，而且非常耐用。據(jù)說自行車車架的強度是鋼的 61 倍,。該部件是使用 Arevo 的DED 技術在單一過程中打印出來的,。據(jù)制造商稱，多達 500,000 種不同的配置是可能的,，可以在該公司的在線商店中選擇,。

△ The Superstrata：定制的 3D 打印碳纖維自行車

定制車輛的 3D 打印

在汽車領域，使用增材制造來定制車輛是家常便飯,。正如您所料,，在車輛上添加配件、升級或更換零件通常非常昂貴,，因此轉向 3D 打印成為這樣做的最佳選擇,。這些技術使車主能夠為他們的車輛打造獨特和定制的部件，從裝飾配件到功能部件,，此外還具有更大的輕便性和設計,、形狀和細節(jié)精度方面的極大靈活性。這是一種負擔得起,、易于使用且可持續(xù)的解決方案,，從而改善了駕駛員的體驗。

這方面的一個例子可以在福特品牌中找到,，該品牌提供了可用的 3D 文件來定制其Maverick模型,，允許所有駕駛員無一例外地 3D 打印其“FITS 系統(tǒng)”的部件。根據(jù)用戶的需要和喜好,，它們提供了八個存儲槽,，用于在中央?yún)^(qū)域或座椅下方安裝附件。另一方面,，標致緊隨其后,，還通過觸感舒適、輕便且易于使用的配件提供車輛定制解決方案,，這些配件通過其 LIFESTYLE 商店銷售,，研究客戶的需求并選擇提供給他們通過使用 3D 技術讓他們的汽車盡可能舒適。

△3D打印的消費品可以包括汽車,。照片來源：福特

3D 打印家具：食物垃圾材料和優(yōu)化的舒適度

在 3D 打印的世界里,，總是有新的制作方法,。無論是新技術還是新材料，該行業(yè)一直在尋求創(chuàng)新,。Krill Design就是一個很好的例子,。事實上，這家米蘭初創(chuàng)公司設法用橙皮,、檸檬皮和咖啡渣 3D 打印家具。是的,，沒錯：這家初創(chuàng)公司使用食物垃圾來設計室內(nèi)家具,，包括燈具、雜志架甚至花盆,。任何類型的廢物回收過程都是相同的,，它們最終都會轉化為一種名為 Rekrill 的材料�,；厥者^程的第一步是干燥廢物,，然后將其切碎，使其微粉化,。最后,，將所得顆粒加熱并通過 Prusa 和 Creality 的FDM擠出成細絲3D 打印機。這種制造技術是綠色生產(chǎn)的一個例子,，因為它限制了塑料的使用,，而且所有材料都是100% 可回收、可生物降解和可堆肥的,。

Steelcase是辦公家具的主要參與者之一,。該公司轉向增材制造來打造新版本的辦公椅 SILQ。它旨在更適應用戶的形態(tài),，從而提高舒適度,。該公司與 Fast Radius 和 Carbon 合作，從 3D 技術中獲益,。得益于這些技術,，可以 3D 打印具有網(wǎng)格結構的扶手。詳細來說,，它們被劃分為四個區(qū)域,，每個部分都旨在適應用戶的行為。因此,，根據(jù)人的位置,，椅子會更舒適。例如,，如果用戶將肘部放下或完全伸展手臂,，SILQ 將調(diào)整用戶的坐姿,。此外，3D打印在辦公椅制造中的使用,，節(jié)省了70%的材料,。

△3D打印消費品。照片來源：Krill Design