黑钻公司打造高性能户外装备的3D打印机信赖之选是什么?

黑钻户外装备公司注重产品品质,其设计团队对细节有着严格要求。他们使用了多种3D打印技术提升设计效率,缩短产品上市时间,而Formlabs的3D打印机是黑钻团队一直以来的信赖之选。团队基于Form 3L、Fuse,以及最新的Form 4 3D打印设备,构建了一套高效的工作流程,打造出备受用户喜爱的高性能户外装备。

block  打造让用户信赖的高性能户外装备

作为知名的美国户外运动装备品牌,黑钻户外装备公司(Black Diamond Equipment,以下简称“黑钻”)向设计团队提出了一个特别的要求,那便是希望他们能够对所研发的装备怀揣着无比的热情。

黑钻的设计团队始终将细节放在首位,对装备的品质要求非常严格。为了打造出让用户信赖的高性能装备,他们不遗余力,因为这些装备直接关系到用户的人身安全。无论是在悬崖峭壁上挑战极限,还是享受户外运动的乐趣,黑钻的装备都能提供极强的安全感。他们对设计过程中使用的工具也有着严格的标准。多年来,使用设备不断升级换代,如今已囊括了大幅面树脂3D打印、桌面级树脂3D打印机组以及内部选择性激光烧结(SLS)技术。

产品设计实验室经理马特·泰茨尔(音译,Matt Tetzl)深入解读了他们的设计理念与流程,还分享了 Form 4、Form 3L 以及 Fuse 系列3D打印设备如何助力团队缩减实验室内打印等待耗时,从而增加产品在瓦萨奇山脉的测试时间。

formlabs black diamond 1▲黑钻的设计团队始终将细节放在首位,致力于打造出让用户信赖的高性能装备。

l 高效打印,快速设计迭代

黑钻的设计团队必须确保他们的产品能够应对各种不同挑战,既要助力登山新手快速适应新环境,也要为专业登山者创造新纪录提供坚实后盾。这背后,是无数次的测试,甚至有些产品要经受数百万次的循环考验。为了满足这种高强度的测试需求,3D打印实验室夜以继日地工作。泰茨尔透露:“我们的3D打印机每天都在不间断运转,以保障团队能够及时交付每一个部件。”

为了高效地管理多个团队对树脂和粉末3D打印部件的需求,泰茨尔利用Formlabs打印机的在线打印管理系统(Dashboard)进行协调。他通常会将大部分用于功能性测试的部件发送到Fuse系列打印机,选择尼龙12粉末(Nylon 12 Powder)进行打印。然而,Form 4 的出现,为许多部件的打印提供了新的选择——树脂打印。“自从配备了Fuse,我们每天都在使用它。但自从有了Form 4,我们开始更多地使用树脂进行打印。凭借它出众的打印速度,现在只要客户提出需求,我们当天就能交付部件。”

对于设计团队而言,能够在当天交付早期原型或最终用途功能测试打印件,无疑是一个巨大的优势。“尤其是设计审查环节,这简直太棒了。我们现在可以在一天之内完成所有工作,而不需要像以前那样,需要分别花费一天时间进行打印、测试和迭代。”泰茨尔对此赞不绝口。

formlabs black diamond 2▲Form 4 迅捷的3D打印速度使泰茨尔能够在一天内对这款头灯组件(左)进行三次不同的迭代。

在一个照明项目中,我们一天之内就完成了三次迭代。在下午开会之前,我们就已经设计并成功打印了三个不同的部件。”

—泰茨尔

黑钻户外装备公司产品设计实验室经理

l 操作易上手,生产更可靠

无论是初涉登山的新手,还是经验丰富的登山者,都应专注于脚下的山路或眼前的岩壁,而不必忧虑自己所携带的装备性能。同样,对于装备设计师来说,他们工作的关注点也应是产品设计本身。泰茨尔及其同事们专注于人体工学设计、材料选择、疲劳测试,以及设计顶级装备所需的一系列其他因素,力求打造出顶级的户外装备。

在这个过程中,他们无需担忧3D打印是否会出现失败,也无需担心打印精度是否达标。因为从安装的第一天起,Form 4 的非凡可靠性就让他们能够全心投入到产品研发中。“这台机器即插即用,”泰茨尔介绍道,“只要连接到网络,就是我们熟悉的Formlabs操作界面:上传设计文件、按下打印按钮、取出打印好的部件,操作非常简单。”

从设备设置到与生产流程的完美融合,Form 4 简化了每一个操作步骤。“操作易于上手,”泰茨尔说,“标准化流程、设备即开即用、调平并启动即可。它和我之前使用过的所有其他Formlabs系统一样简单易用。”

由于Form 4 的易用性和卓越可靠性,每次发送部件进行打印时,泰茨尔都无需过多操心。“99%的情况下,我都能顺利完成打印任务。而剩下的1%的意外情况,我也能自己轻松解决。如果打印机出现故障,我通常能在当天就修复好。这种可靠性真的让人非常放心。”他补充道。

l  打印材料丰富多样

对于诸如黑钻户外装备等技术性很强的产品,开发过程需要涉及到多种材料特性和大量测试。最近,泰茨尔团队在轻型登山杖产品设计周期中,对 Form 4 的打印部件和新型灰色树脂V5(Grey Resin V5) 进行了大量测试。

在此之前,他们已经在 Fuse 上使用尼龙粉末对登山杖的部件进行了测试。泰茨尔表示:“我们的大部分功能测试材料均为尼龙材料。但Form 4 能让我们在数小时内尝试多种设计,所以我们选择它来制作这个固定装置。”

起初团队并不确定光固化树脂是否能经受住登山杖所承受的巨大压力和摩擦测试,但登山杖机械装置上由灰色树脂V5制成的按钮在每次35磅的压力下,持续承受了超过一百万个循环测试后完好无损,后续又通过了超过一百万个循环测试。“这种材料比以前的版本更坚固。并且相对于使用 Form 3 打印,安装在头盔上后的细节更加出众。”泰茨尔说。

这类细节对于团队而言非常重要,尤其针对使用桌面级和立式打印机(Form 4 和 Form 3L)打印的大型头盔。泰茨尔表示:“打印部件的表面光洁度非常出彩。大家对于使用 Form 4 与灰色树脂、透明树脂打印的部件都赞不绝口。”

formlabs black diamond 3▲这套登山杖疲劳测试装置使用的固定装置分别在 Form 4 中使用灰色树脂V5(左)和在 Fuse 1+ 30W 中使用尼龙粉末(右)打印制成。

l 大幅面打印,“大” 展身手

高效的打印速度、丰富的材料选择以及出色的打印质量使黑钻设计团队能够更快地制作原型,并增强对流程中每个步骤的把控。“最初,我们购买Form 3L 仅是为了制作头盔原型,甚至在刚开始的几个月里,我们都亲切地称它为‘头盔打印机’。”泰茨尔享道,“但随着时间的推移,我们发现这台机器的潜力远不止于此。对于那些需要足够成型体积的项目,Form 3L 同样能大展身手。”

数年前,为了将竞争激烈、技术要求高的鞋类产品开发工作引入公司内部,黑钻团队采取了多项重要举措。他们聘请了专业的制鞋人员,并在引进Form 3L 用于头盔制作后,鞋类团队也发现了新机遇。泰茨尔解释说:“我们惊喜地发现,利用Form 3L 可以制作出全尺寸的中底,而且细节和表面光洁度都达到了比较高的标准。由于鞋类团队需要对中底设计进行大量精细的调整,因此,拥有内部大幅面生产能力对鞋类产品的开发至关重要。”

尽管Form 3L一开始只是作为“头盔打印机”被引入,但它迅速转变成了一个多功能的打印工具,能够支持部门内多个不同项目的需求。在冰上工具开发的最后阶段,Form 3L 助力团队打印出全尺寸原型,使得他们能够在无需担心组装原型在半空中碎裂的情况下,测试抓握感和悬挂性能。经过四年的设计迭代,内部大幅面树脂3D打印技术加速了最终的产品迭代进程。

formlabs black diamond 4▲立式树脂3D打印技术在保障表面光洁度或材料多样性的前提下,还可打印人体尺寸的原型。

尽管泰茨尔主要使用灰色树脂来打印大部分部件,但在制作多件式聚氨酯模具时,他选择了透明树脂。“我们一直在Form 3L 上使用透明树脂来制作模具,尤其是那些由多个部件构成的模具。透明树脂的打印效果出色,而且能让我们清楚地观察到聚氨酯填充模腔的整个过程。”泰茨尔分享道。制作过程中,模具会经过清洗、后固化,然后喷涂聚氨酯脱模剂,最后进行注射,整个过程需要固定15分钟。有了内部3D打印模具的支持,团队就能使用聚氨酯等柔软的抗紫外线材料,制作出功能完备的原型,而无需依赖外部模具制作服务。

在引入大幅面3D打印技术之前,公司不得不外包模具和头盔等大幅面原型的制作,这不仅成本高,而且延长了设计流程的周转时间。如今,通过更加精准地控制头盔、鞋类中底和模具的生产流程,公司成功降低了成本,并缩短了产品的交付周期。

formlabs black diamond 5▲3D打印技术助力团队能够制造出这类冰上工具的原型,同时消除了组装部件对抓握感和摆动效果产生的潜在不利影响。

l 激光烧结,降本增效

除了运用大幅面树脂3D打印技术,泰茨尔的团队还在公司内部采纳了SLS 3D打印技术。在利用树脂完成设计审核之后,他们采用了更为耐用的材料进行现场功能测试。

此前,泰茨尔一直依赖外部3D打印服务公司进行部件打印,但成本不菲。泰茨尔表示:“通过在公司内部使用相同的材料和流程进行打印,不仅能加快生产速度,还能显著降低成本。这正是我们追求的目标,现在大多数部件的成本已经降低了80%。”

值得一提的是,这些经过现场测试的原型能够承受强烈的冲击和苛刻的使用环境。尼龙12粉末的强度和耐用性,使得黑钻团队能够在户外山地等恶劣环境中使用这些原型产品。在2023年加拿大埃德蒙顿攀冰世锦赛上,有选手使用了配备由Fuse 1+ 30W 设备3D打印的手柄的攀冰工具。该工具曾从80英尺高空坠落到冰面,但在撞击中并未出现任何裂痕或损坏。泰茨尔说:“我们过去曾在滑雪板上使用过功能部件,也为跌落试验机制造过内部零件,这些部件必须能够承受反复的重载。现在,我们终于能够在内部制造出高强度3D打印部件了。”

Fuse 1+ 30W 对于降低鞋类开发成本也大有帮助。在鞋靴成型过程中,内部制鞋员工需要使用大型鞋楦,这些鞋楦通常采用尼龙轧制而成。以前,该团队一直从服务公司采购这些大型部件,但自从使用Fuse 1+ 30W 后,成本从2000美元大幅降至65美元,同时缩短了生产周期。泰茨尔表示:“Fuse已经成为我们扩大尼龙新鞋类项目规模的重要推动力。”

Fuse 1+ 30W 几乎每天都能以15%至20%的打包密度运行,这使得SLS 3D打印成为黑钻团队扩大鞋类开发规模和提高功能测试能力的一种高效且经济的方式。

formlabs black diamond 6▲该鞋楦最后是使用尼龙粉末在 Fuse 1+ 30W 上打印而成,从而降低了成本,此类车床尼龙的外包成本可能高达2000美元,但自行打印仅需65美元。

l Formlabs:值得信赖的3D打印伙伴

面对多种多样的产品和极其繁重的打印任务,泰茨尔团队深知,拥有可靠、迅速且品质稳定的3D打印机是至关重要的。黑钻团队始终信赖Formlabs的打印机,他们基于Form 2、Form 3、Form 3+、Form 3L、Fuse,以及最新的Form 4,构建了一套高效的工作流程。随着3D打印技术的不断发展和完善,未来3D打印在各行各业的应用将会愈发广泛和深入。Formlabs将持续为不同行业和领域的研发创新提供可靠保障。

formlabs black diamond 7▲Form 4 的可靠性和非凡速度使其成为黑钻打印机机组的重要一环。

知之既深,行之则远。基于全球范围内精湛的制造业专家智囊网络,3D科学谷为业界提供全球视角的增材与智能制造深度观察。有关增材制造领域的更多分析,请关注3D科学谷发布的白皮书系列。


白皮书下载 l 加入3D科学谷QQ群:106477771
网站投稿 l 发送至2509957133@qq.com
欢迎转载 l 转载请注明来源3D科学谷 l 链接到3D科学谷网站原文

 

 

 

分享:

你可能也喜欢...

发表评论