摩托车头盔企业如何通过3D打印加速设计研发?

KIDO Sports CO. Ltd(以下简称“KIDO”)是一家位于韩国首尔,专注于设计制作摩托车头盔的企业。2003年,KIDO推出Scorpion EXO™系列,在2007年美国J.D POWER关于摩托车头盔评级的客户满意度调中,获得第2名的好成绩。KIDO以优质的产品质量以及创新设计在短时间内成功赢得市场,一跃成为美国和欧洲领先的摩托车头盔品牌之一。

在发展过程中,KIDO引进3D打印技术,成功实现生产模式转型,将设计美学与数字化制造相结合,解决原本原型制作效率低下的问题,创造出更多高科技艺术头盔,致力于成为摩托车头盔制造业的领导者。

Raise3D_Helm©Raise3D 上海复志

block 原型制作传统方式的痛点 

Raise3D_Helm_2©Raise3D 上海复志

在使用3D打印制作头盔原型之前,KIDO将原型制作的部分外包给供应商使用传统的浇铸工艺进行生产。使用这种工艺时,工程师会花费较多的时间在制造单个零件然后组装部件上,这一过程消耗了大量的材料和时间。除此之外,在生产过程中,一旦部件模型稍有损坏,整个模型都需要重新制作。

除了浇铸工艺,有的供应商也会使用CNC技术来制作原型。然而,由于工艺上的限制,对于复杂原型的加工难度增加且效率低下。

例如,由于受限于铣削工艺,头盔的空心结构难以使用CNC技术切割出来,因此,如果想使用CNC技术制作一个完整的模型,不仅难度大,制作成本也较为昂贵。在生产过程中,头盔设计师还需要花费较长的时间与供应商进行反复沟通甚至修改原本的设计。这不仅拉长了原型制作的时间,还限制了设计师的创新力,阻碍了产品的革新。因此,KIDO早期的原型制作消耗了较高的成本与较长的时间,在产品开发阶段遇到很多阻碍。

Raise3D_Helm_3 ©Raise3D 上海复志

为了解决原型制作时所面临的这些问题,KIDO开始寻求更有效率的解决方案。而更灵活,更便捷的3D打印技术成为了KIDO的首选。

block 3D打印头盔原型的快速、高精度成型

在经过对3D打印技术的试验后,KIDO决定采购3D打印机,自主实现头盔的原型制作。在进行产品性能比对后,KIDO入手了能满足大件打印的大尺寸3D打印机 – Raise3D N2 Plus,这是他们购买的第一台3D打印机。在有了良好的打印体验后,当Raise3D 上海复志推出升级版的Pro2 Plus大尺寸3D打印机后,KIDO也进行了订购。

l 大尺寸打印,实现模型整件制作

在最初选购3D打印机时,KIDO便将目标放在了大尺寸3D打印机上。一是因为这能帮助他们完成一个完整的头盔模型制作,省去批量制作零部件以及组装等繁琐的步骤,实现快速成型。二是因为大尺寸的打印空间能支持设计师实现头盔不同形状的设计,为头盔的创新设计提供了可能。

Raise3D_Helm_4使用Raise3D Pro2 Plus打印的完整头盔样件©Raise3D 上海复志

Raise3D Pro2 Plus 具有300x300x600mm的大尺寸打印仓,为KIDO设计师提供了更大的创作空间。正如KIDO经理Kim Wan所说:“如你所见,我们的设计需要足够大的打印空间,而Raise3D Pro2 Plus刚好满足了我们这方面的需求。”

Raise3D_Helm_5©Raise3D 上海复志

l 高精度打印,保障产品质量的稳定性

KIDO的主要客户是摩托车赛车队,他们对头盔的性能以及质量都有较高的要求。为了保障产品质量的稳定性,设计团队需要制作不同的原型以验证模型的精度,这也是KIDO选择Raise3D Pro2 Plus的主要原因之一。Pro2系列最小可以实现层厚0.01 mm的高精度打印,搭配稳定的运动控制系统,可以保障打印件的精确度以及批量制作时,样件精度的一致性。

block 原型制作也可以快速、简单

由于Raise3D打印机的易操作性,在经过快速培训后,设计师们便可独自完成整个原型制作的流程。他们只需要将设计好的数字模型进行切片,导入打印机,然后3D打印机将会一气呵成进行打印,在打印过程中,无需多余的手工操作。

Raise3D_Helm_6正在打印中的头盔©Raise3D 上海复志

Raise3D的熔融挤出3D打印机会根据模型设计进行高精度打印,因此,对于一些特殊的,诸如中空结构,也可以通过打印机实现。

自从引进Raise3D打印机后,KIDO的原型制作已完全可以自主进行,无需再依靠供应商,不仅设计更自由,还省去了琐碎的沟通工作,整个制作流程提速了不少。经理Kim Wan表示: “使用Raise3D打印机后,我们原型制作的速度提高了5倍,整个流程缩短了40%。”

block 多种3D打印材料满足多样化的头盔开发需求

在进行大规模生产之前,KIDO可以利用3D打印进行小批量原型制作以测试新产品的设计性能,如:新空气动力学头盔设计,专为某位赛车手量身定制的头盔等。设计师可以通过使用3D打印制作新设计的头盔模型,测试与计算成本效益。Pro2 Plus的高精度快速成型,满足了KIDO的小批量原型制造需求。

Raise3D_Helm_7KIDO使用3D打印制作的定制化头盔模型©Raise3D 上海复志

作为保护头部的装具,头盔的表现性能尤其重要。Raise3D Pro2 Plus可兼容多种材料,可以满足KIDO对不同材料的特性进行测试。其中,Raise3D的开放式耗材项目(OFP)涵盖了与机器匹配的多种材料类型,如:ABS, TPU和碳纤维等,可支持KIDO用于更广泛的材料测试和尝试潜在的解决方案。

whitepaper_plastic_58©《3D打印塑料白皮书》第二版

block KIDO将继续深耕于3D打印生产模式

在头盔模型打印完成后,KIDO会检查模型的整体完成状态,加上衬里,对头盔的各种性能进行测试。在原型制作上获得了成功,KIDO计划在未来使用Raise3D打印机探索更多的应用领域,生产夹具以及临时部件等。

在灵活运用Raise3D打印机后,KIDO改变了原本的原型制作方式,实现设计原型的自主生产,提高了产品研发的进程,节约了生产时间与成本。除此之外,定制化的方案还能更好的满足消费者的需求。

Raise3D_Helm_8©Raise3D 上海复志

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