
南极熊介绍:3D 打印头盔已经开始出现在商业应用中,它的市场潜力已经被一些有远见的人发现了。
头盔是为了保护我们的头部而设计的,然而由于设计和制造工艺的限制,很难在重量、舒适度和安全性之间取得完美的平衡。3D 打印技术随着技术的不断进步,这一切都会变得容易。另一方面,很多影视剧拍摄任务需要特殊定制,头盔也需要这样的特殊定制,且量比较小;这种需求自然也符合3D打印擅长小批量非标件的特点。
接下来南极熊就来盘点一些已经实现商业化的3D打印头盔。
SpaceX 3D打印宇航员头盔
2020年5月31日,全球首艘商业载人龙飞船成功发射!埃隆·马斯克的太空探索科技公司SpaceX完成了人类历史上的重大壮举!南极熊3D打印网了解到,这次SpaceX宇航员的超时尚太空服头盔,都是利用3D打印技术为每位宇航员量身定制的。现在,你可以跟着教程DIY 3D打印一顶适合你头部的太空头盔了!
有趣的是,南极熊3D打印网了解到,真正的SpaceX头盔是由铁头工作室的好莱坞天才设计师何塞·费尔南德斯设计的,他是一名服装设计师,曾参与过《蝙蝠侠大战超人》、《神奇四侠》、《复仇者联盟》、《X战警II》等作品的制作。据《纽约时报》报道,电影导演迈克尔·贝透露,对于电影《世界末日》中的宇航服头盔,他认为“好莱坞周围的人都是宇航服头盔方面的专家,这是一门非常专业的手艺。”
为了设计太空头盔,马斯克去好莱坞咨询专家,而不是通常的空军和海军承包商。《纽约时报》报道称,当费尔南德斯第一次被联系时,他根本不知道 SpaceX 是什么。然而,正如 Ironhead 的 Instagram 页面显示的那样,他确实有丰富的电影头盔设计经验,包括汤姆·克鲁斯在《壮志凌云:独行侠》中的头盔。
后来,好莱坞设计师为SpaceX商业载人龙飞船发射设计了宇航员头盔!
戴上高科技 3D 打印滑雪头盔
2020年9月23日,由岱尚科技研发的全球首款3D打印滑雪头盔在中国创新创业成果交易会上正式亮相。岱尚3D打印头盔采用数字化技术与3D打印智能制造技术打造,能够覆盖传统头盔难以触及的防护盲区。
岱尚科技基于近万次头部碰撞试验定义的力学边界,利用先进的数字算法计算出拥有1102根垂直短杆、95根贯通杆、2394个节点的点阵结构防护系统,该系统由多层软硬缓冲带构成,不同碰撞频率区域配备不同密度的结构分布,可精准管理头部碰撞带来的各类冲击力。
根据权威安全防护产品质量检测中心的检测结果,佩戴3D打印头盔的防护性能比美国安全标准要求的性能高出55%,比欧洲安全标准要求的性能高出46%。在佩戴舒适度方面,佩戴3D打印头盔同样十分出色。防护系统特殊的晶格结构能带来极高的热流效率,使头盔内部始终保持舒适的温度。
细致科学的尺寸设定和重力适配,让这款3D打印头盔适合全球90%以上的用户佩戴。此外,岱尚科技自主研发的头部扫描系统,让适配率提升至98%。3D打印头盔的防护系统材料可回收再生,制成的防护系统可粉碎成粉末后重新打印,实现材料循环利用,有效解决了3D打印原材料成本高的问题。
Riddell SpeedFlex 3D打印头盔
Carbon 的 DLS 技术利用光和氧气从树脂池中快速生产出高质量的最终用途产品。
△Riddell SpeedFlex 精密钻石头盔,配有精密贴合衬垫
首个获得 NHL 批准的 3D 打印冰球头盔内衬
2020年9月,3D打印机制造商Carbon与体育用品制造商CCM Hockey合作,3D打印出首个冰球头盔内衬并获得NHL认证。据悉,这款冰球头盔内衬采用Carbon专有的数字光合成(DLS)树脂工艺生产,内部结构采用数字晶格设计,可提供更好的透气性、舒适性和防护性,并可通过精确的3D扫描定制以适合运动员的头部。
Super Tacks X 内衬采用 Carbon 的设计软件设计,该软件根据所需的性能标准和重量作为输入自动生成优化的网格几何形状。其主要功能是在比赛中有效吸收和消散冲击能量,这主要通过使用内部阻尼支柱来实现。
内衬内有超过 130,000 个独立支柱,每个支柱覆盖头盔的不同点,提供全方位保护。设计引擎可以调整每个支柱的厚度,以增加或减少网格的整体刚度,使头盔能够吸收和分散来自线性和旋转力的冲击能量。
3D打印定制自行车头盔HEXR
HEXR 3D打印自行车定制头盔由位于伦敦的创业公司Hexr, Ltd.开发。据悉,该头盔品牌之前名为HEXO,后因商标纠纷改名为HEXR。技术方面,HEXR头盔采用3D打印技术制成的蜂窝状核心,通过德国工业3D打印机制造商EOS的SLS 3D打印技术和聚酰胺11材料生产。每顶头盔均根据用户的头部尺寸进行3D打印,头部尺寸通过3D扫描应用获得,旨在为客户打造轻量且具有防护性的头盔解决方案。
3D打印Hexr头盔
HEXR 头盔的创始人是杰米·库克 (Jamie Cook),他希望彻底改变传统骑行头盔的标准保护方式,库克称传统头盔“60 年来没有创新”。当库克最初在伦敦大学学院 (UCL) 开始研究时,他发现大多数能量吸收设计方法都是基于平面接触区域,而不是反映我们头部形状的曲面区域。库克在牛津大学继续他的研究,使用 3D 打印技术生产出聚酰胺 11 绝缘曲面蜂窝结构,这是 HEXR 头盔的基础。
3D 打印蜂窝结构,增强防护性能
从那时起,库克就一直致力于推出 HEXR 头盔并将其推向市场。头盔的一个关键要素是其可定制性,这是通过 3D 打印实现的。使用 HEXR 的定制 3D 扫描软件,客户可以使用 30,000 点头部 3D 网格获得“精确贴合”的头盔。从网站购买 HEXR 头盔后,客户可以预约 HEXR 伦敦总部或通过邮寄收到 3D 扫描仪以扫描头部。一旦 Hexr 获得客户的尺寸,该公司将需要 2-4 周的时间进行 3D 打印,然后直接将其发送给买家。
FEND 可折叠 3D 打印自行车头盔
自行车头盔是一种非常有效的防护装备,据说可以将头部受伤风险降低 80%。不过,这类头盔有一个明显的痛点,就是体积比较大,不方便携带。不过,这个问题现在已经被纽约设计师 Sujene Kong 和 Christian Von Heifner 解决了——他们发明了一款新型可折叠头盔 FEND,折叠后体积只有原来的 1/3,可以轻松放入背包中。
除了可折叠之外,这款头盔还非常时尚,因为它的发明者之一 Kong 是一名时装设计师。此外,它的安全性也非常高,符合美国消费品安全委员会 (US CPSC) 和欧洲 EN 1078 安全标准。值得一提的是,从最初的原型设计到最终的成品制造,3D 打印技术在头盔的整个开发阶段都发挥了重要作用。
目前,这款头盔已经基本定型——外壳采用高性能ABS塑料,非常坚固;内圆表面采用发泡聚丙烯(EPP)材质,质地柔软,能有效吸收冲击力;结构采用流线型设计,有助于通风,提高佩戴舒适度。
Cascade 3D打印曲棍球头盔
全球顶级冰球产品制造商Cascade正在使用LulzBot的工业级桌面3D打印机来改进冰球头盔的原型开发流程。“我们主要使用3D打印和柔性材料来制造头盔的不规则部件。LulzBot的打印机非常灵活,可以随意改变成不同的尺寸,这对我们的开发工作非常有帮助,”Cascade负责人说。“在头盔开发方面,3D打印不仅比传统方法更经济,而且大大缩短了我们将新设计变成展示品的周期。这使我们能够更快地将新产品推向市场,从而获得竞争优势。”
Cascade 的 LX 女式头盔就是借助 3D 打印技术开发的新产品之一,其外壳既坚固又柔韧,能够很好地抵抗冲击,保护运动员的头部,同时还留有通风孔和头发空间。
3D打印自行车头盔Kupol
加拿大工业设计师、3D 打印专业设计公司 Syncro Design 创始人加布里埃尔·布丁 (Gabriel Boutin) 利用 3D 打印技术开发了一款新型自行车头盔——Kupol。
Kupol 项目专注于设计和制造更舒适的自行车头盔。Boutin 想要摆脱不舒服的聚苯乙烯泡沫部件,这些部件通常会让佩戴者更容易出汗。因此,他转而使用塑料 3D 打印。最终,新款 Kupol 头盔保持空气流通,使头部更凉爽。同时,它的重量比传统头盔轻得多。
对于 Boutin 来说,3D 打印可以更快地将原型转化为成品。此外,该技术还允许用户开发更复杂的设计和结构。3D 打印材料随着质量的不断提高,越来越多的设计师选择使用增材制造来制作成品,而不是冗长的原型制作流程。此外,3D 打印成品的质量不断提高,使用户能够以高质量的表面外观完成其产品。
为了完成自己的设计,Boutin 与 Sculpteo 的 3D 打印服务合作,该服务提供 HP Multi Jet Fusion 技术。为了寻找一种具有良好耐化学性的坚固塑料,设计师通过 Sculpteo 的在线 3D 打印服务下了订单,并选择了 HP Multi Jet Fusion PA12 黑色塑料。
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