3D 打印如何實現(xiàn)可定制的消費(fèi)品

導(dǎo)讀：今天,，要為消費(fèi)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(shè)備等耐用產(chǎn)品，清單很長,�,？梢钥隙ǖ氖牵�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(fèi)者,。如果有一種制造方法可以為消費(fèi)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(fèi)者參與最終產(chǎn)品的創(chuàng)建——例如,，在制鞋行業(yè)，運(yùn)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(fèi)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(fèi)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(yùn)動和汽車等關(guān)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(dāng)今市場上各行業(yè)中的應(yīng)用之廣,、應(yīng)用之多,。

3D打印定制眼鏡

當(dāng)涉及到消費(fèi)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(dú)一無二的鏡框,。提供這項技術(shù)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(shè)計選項中進(jìn)行選擇,。然后對選定的眼鏡進(jìn)行 3D 打印,，Horizons Optical 使用 HP 的 MJF 技術(shù)，而Youmawo 則依賴 EOS 的 SLS 技術(shù),。在該領(lǐng)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(shè)計更復(fù)雜，材料更輕,、強(qiáng)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(dú)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(shè)計學(xué)院的一群西班牙學(xué)生設(shè)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(zhuǎn)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(lǐng)域,，Wiivv 和足部護(hù)理市場領(lǐng)導(dǎo)者 Dr. Scholl 憑借其智能手機(jī)應(yīng)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(diǎn),。

△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(dú)特的高端單品

時尚領(lǐng)域是一個以古怪的作品而聞名的行業(yè),，設(shè)計師和消費(fèi)者都在不斷追求原創(chuàng)。隨著“快時尚”和過度消費(fèi)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(shù)在制造獨(dú)特物品時彰顯他們的創(chuàng)造性個性。例如,，西班牙設(shè)計師米蘭達(dá)·馬爾克斯 ( Miranda Marquez )認(rèn)為消費(fèi)者應(yīng)該能夠在家中使用該技術(shù)打印自己的衣服,，而其網(wǎng)站正是提供這種服務(wù)。

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(shù)博物館 (MoMA) 提供了一件由Jessica Rosenkrantz和Jesse Louis-Rosenber g 設(shè)計的 3D 打印設(shè)計,，被稱為“運(yùn)動學(xué)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(jié) ( 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(shè)計師的高端時尚的另一個例子是由波士頓美術(shù)博物館 (MFA) 委托的“運(yùn)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(dú)特部件。盡管設(shè)計復(fù)雜,，但從打印機(jī)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(shù)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(lǐng)域是制表業(yè),。近年來,，隨著 3D 打印的顯著增長，許多手表設(shè)計師開始轉(zhuǎn)向 3D 打印，以更快地設(shè)計和制造消費(fèi)品,，同時保持良好的質(zhì)量,。但為什么是 3D 打印,？正如我們在其他領(lǐng)域看到的那樣,，3D 技術(shù)使制表師能夠使用更少的材料，從而最大限度地減少浪費(fèi)并使他們的生產(chǎn)過程更具可持續(xù)性,。根據(jù)消費(fèi)者尋求的目的和定制程度,，應(yīng)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(dú)特設(shè)計的原創(chuàng)手表,。由于使用 了PA11材料，該公司能夠制造有機(jī),、輕質(zhì)和耐用的部件,，同時保持高質(zhì)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(jié)構(gòu)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(jī)械強(qiáng)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(qiáng)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(shù)

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(yùn)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(dāng)時以其復(fù)雜、有趣的設(shè)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(shù)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(zhuǎn)向3D 掃描來幫助每位顧客獲得正確的護(hù)膚品。這是通過一個名為 Eve V 的設(shè)備完成的,，該設(shè)備允許每個人對他們的皮膚進(jìn)行單獨(dú)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(shù) 的幫助下,，使用該分析來確定適當(dāng)?shù)钠つw護(hù)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(yùn)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(shù)對運(yùn)動員的用處,。任何運(yùn)動項目的設(shè)備都可以定制,，以滿足運(yùn)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(shè)備重量。這在速度至關(guān)重要的運(yùn)動中尤其有益,。因此,，總體而言，該技術(shù)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(yùn)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(jié)構(gòu),，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(qiáng)度是鋼的 61 倍,。該部件是使用 Arevo 的DED 技術(shù)在單一過程中打印出來的。據(jù)制造商稱,，多達(dá) 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(lǐng)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(zhuǎn)向 3D 打印成為這樣做的最佳選擇,。這些技術(shù)使車主能夠為他們的車輛打造獨(dú)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(shè)計,、形狀和細(xì)節(jié)精度方面的極大靈活性。這是一種負(fù)擔(dān)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(biāo)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(shù)讓他們的汽車盡可能舒適。

△3D打印的消費(fèi)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(shù)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(shè)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(shè)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(zhuǎn)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(xì)絲3D 打印機(jī)。這種制造技術(shù)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(zhuǎn)向增材制造來打造新版本的辦公椅 SILQ。它旨在更適應(yīng)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(shù)中獲益,。得益于這些技術(shù),，可以 3D 打印具有網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的扶手。詳細(xì)來說,，它們被劃分為四個區(qū)域,，每個部分都旨在適應(yīng)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(fèi)品,。照片來源：Krill Design