3D 打印如何实现可定制的消费品

导读：今天，要为消费品提供一个通用的定义并不容易：从我们经常购买的食品等基本必需品到汽车或电子设备等耐用产品，清单很长。可以肯定的是，这些产品被卖给了正在寻找适合他们并满足他们需求的最终消费者。如果有一种制造方法可以为消费品提供定制选项，那就是 3D 打印。在某些情况下，它甚至允许消费者参与最终产品的创建——例如，在制鞋行业，运动鞋是在穿着者扫描他或她的脚后创建的。

得益于增材制造，消费品行业可以提供更高效、舒适、美观和实用的定制产品。这就是 3D 打印的附加值所在：它在提高产品功能的同时尊重最终消费者的需求。但是如何在实践中使用呢？本期文章中列举了纺织、鞋类、眼镜、化妆品、运动和汽车等关键行业的一些例子，或许列表并不详尽，但也证明了3D打印在当今市场上各行业中的应用之广、应用之多。

3D打印定制眼镜

当涉及到消费品时，3D 打印允许的最令人兴奋的定制之一是能够根据自己的身体定制产品。在眼镜行业，定制属于自己的眼镜或带有 3D 打印的太阳镜意味着，通过扫描您的脸部，您可以创建一个定制的、独一无二的镜框。提供这项技术的眼镜制造商有西班牙公司 Horizons Optical 或德国公司 Youmawo。这个过程很简单。两家制造商都以 3D 方式扫描客户的面部以收集生物识别数据。然后，客户可以使用软件虚拟试戴眼镜，并从一系列颜色和镜架设计选项中进行选择。然后对选定的眼镜进行 3D 打印，Horizons Optical 使用 HP 的 MJF 技术，而Youmawo 则依赖 EOS 的 SLS 技术。在该领域使用增材制造的优势是可以在短时间内获得产品，设计更复杂，材料更轻、强度更高。

△Horizo​​ns Optical 与HP Multi Jet Fusion 生产完全定制的眼镜

3D打印鞋

谈到我们的鞋子，首先要注意到的是每只脚的独特性，以及耐磨性和舒适性的重要性。尤其是脚的形状和大小不计其数，这让一些人很难找到合适的鞋子。这就是3D打印的用武之地，让鞋子变得个性化——已经有一些例子证明这对我们的脚有多重要。例如，Elisava 设计学院的一群西班牙学生设计了 Athos 登山鞋，为业余和专业登山者提供更好的性能和舒适度，同时考虑到穿着者的特定需求。同样在古典舞中，act'ble发布了一款由 3D 打印制作的鞋子。这个想法是将已经很快坏掉的芭蕾舞鞋从一次性产品转变为可持续耐用的鞋子，同时迎合穿着者的个性。在鞋垫领域，Wiivv 和足部护理市场领导者 Dr. Scholl 凭借其智能手机应用程序取得了突破。在这里，顾客可以直接在家里扫描他们的脚，然后订购一个 3D 打印的个性化鞋垫，这个鞋垫已经在他们的脚上测量了 400 个点。

△3D打印用于生产个性化鞋垫（图片来源：Dr. Scholl）

3D 打印服装提供独特的高端单品

时尚领域是一个以古怪的作品而闻名的行业，设计师和消费者都在不断追求原创。随着“快时尚”和过度消费的流行，3D 打印可以提供另一种选择。双方都可以使用该技术在制造独特物品时彰显他们的创造性个性。例如，西班牙设计师米兰达·马尔克斯 ( Miranda Marquez )认为消费者应该能够在家中使用该技术打印自己的衣服，而其网站正是提供这种服务。

基于客户身体扫描的 3D 打印连衣裙在是市场上也有提供。纽约现代艺术博物馆 (MoMA) 提供了一件由Jessica Rosenkrantz和Jesse Louis-Rosenber g 设计的 3D 打印设计，被称为“运动学连衣裙”。在客户的身体被扫描后，织物被数字镶嵌到身体上，并使用选择性激光烧结 ( SLS ) 弹性尼龙材料制造出一件衣服。通过这种方式，可以根据顾客的审美需求和身体比例来制作服装。这对设计师的高端时尚的另一个例子是由波士顿美术博物馆 (MFA) 委托的“运动花瓣连衣裙”项目。这件连衣裙与 Kinematics 连衣裙一样，可根据个人量身定制合身性，拥有 1600 件由 2600 多个铰链相互连接的独特部件。尽管设计复杂，但从打印机中脱颖而出的裙子完全可以穿着。

△KinematicPetals 连衣裙于 2016 年采用尼龙和 SLS 技术打造而成。（图片来源：NERVOUS SYSTEM）

个性化制表中的增材制造

3D 打印可实现更大定制化的另一个领域是制表业。近年来，随着 3D 打印的显着增长，许多手表设计师开始转向 3D 打印，以更快地设计和制造消费品，同时保持良好的质量。但为什么是 3D 打印？正如我们在其他领域看到的那样，3D 技术使制表师能够使用更少的材料，从而最大限度地减少浪费并使他们的生产过程更具可持续性。根据消费者寻求的目的和定制程度，应使用一种或另一种增材制造方法。

例如，瑞士公司 SevenFriday 使用Multi Jet Fusion创造了FREE-D——一款具有吸睛外观和独特设计的原创手表。由于使用 了PA11材料，该公司能够制造有机、轻质和耐用的部件，同时保持高质量。另一方面，意大利品牌AionWatch正在开发世界上最轻的自动手表。这些 3D 打印手表仅重 26 克，内部蜂窝结构使其能够保持必要的刚度并将重量减轻 200%。除了手表的轻便性和高机械强度外，碳纤维的特性还包括高隔热性。这突出了使用高性能材料来增强定制产品特性的可能性。

△3D打印手表。照片来源：永恒之塔

化妆品中的 3D 技术

3D 打印化妆品已经开始出现，尤其是在个性化方面。这是通过多种不同的方式完成的。举个意想不到的例子：赛车运动的中流砥柱一级方程式赛车也开始发展3D 打印化妆品。回到 2020 年，一级方程式赛车开始使用 3D 打印来制作与众不同的香水瓶。这三个瓶子的灵感来自汽车行业，在当时以其复杂、有趣的设计而闻名，展示了增材制造的无限可能性。但包装和瓶子并不是化妆品采用 3D 技术的唯一途径。我们可以举出的另一个例子来自迪奥。在这种情况下，美容品牌转向3D 扫描来帮助每位顾客获得正确的护肤品。这是通过一个名为 Eve V 的设备完成的，该设备允许每个人对他们的皮肤进行单独分析，包括对皮肤松弛、眼袋和皱纹等方面的测量。然后，在 AI技术 的帮助下，使用该分析来确定适当的皮肤护理方案（专注于两个最大的皮肤问题）。这种对每个用户的个性化程度，只有通过 3D 扫描才能实现。

△图片来源：洛夫格罗夫工作室

增材制造让运动表现更出色

近年来，增材制造一次又一次地证明了这项技术对运动员的用处。任何运动项目的设备都可以定制，以满足运动员的需求，并提供更高水平的舒适度。此外，3D打印还可以减轻设备重量。这在速度至关重要的运动中尤其有益。因此，总体而言，该技术有助于提高性能。

Carbon 的例子很好地说明了增材制造如何用于体育运动。公司打印定制头盔体育用品制造商 Riddel 为 NFL 球员提供的外壳。由于其格子结构，它们从传统头盔中脱颖而出。除了定制选项外，所使用的弹性体还可以防止冲击，因为大部分冲击都被吸收了。又如加州自行车制造商Superstrata，在2021年推出了碳纤维车架，重1.7公斤，不仅特别轻，而且非常耐用。据说自行车车架的强度是钢的 61 倍。该部件是使用 Arevo 的DED 技术在单一过程中打印出来的。据制造商称，多达 500,000 种不同的配置是可能的，可以在该公司的在线商店中选择。

△ The Superstrata：定制的 3D 打印碳纤维自行车

定制车辆的 3D 打印

在汽车领域，使用增材制造来定制车辆是家常便饭。正如您所料，在车辆上添加配件、升级或更换零件通常非常昂贵，因此转向 3D 打印成为这样做的最佳选择。这些技术使车主能够为他们的车辆打造独特和定制的部件，从装饰配件到功能部件，此外还具有更大的轻便性和设计、形状和细节精度方面的极大灵活性。这是一种负担得起、易于使用且可持续的解决方案，从而改善了驾驶员的体验。

这方面的一个例子可以在福特品牌中找到，该品牌提供了可用的 3D 文件来定制其Maverick模型，允许所有驾驶员无一例外地 3D 打印其“FITS 系统”的部件。根据用户的需要和喜好，它们提供了八个存储槽，用于在中央区域或座椅下方安装附件。另一方面，标致紧随其后，还通过触感舒适、轻便且易于使用的配件提供车辆定制解决方案，这些配件通过其 LIFESTYLE 商店销售，研究客户的需求并选择提供给他们通过使用 3D 技术让他们的汽车尽可能舒适。

△3D打印的消费品可以包括汽车。照片来源：福特

3D 打印家具：食物垃圾材料和优化的舒适度

在 3D 打印的世界里，总是有新的制作方法。无论是新技术还是新材料，该行业一直在寻求创新。Krill Design就是一个很好的例子。事实上，这家米兰初创公司设法用橙皮、柠檬皮和咖啡渣 3D 打印家具。是的，没错：这家初创公司使用食物垃圾来设计室内家具，包括灯具、杂志架甚至花盆。任何类型的废物回收过程都是相同的，它们最终都会转化为一种名为 Rekrill 的材料。回收过程的第一步是干燥废物，然后将其切碎，使其微粉化。最后，将所得颗粒加热并通过 Prusa 和 Creality 的FDM挤出成细丝3D 打印机。这种制造技术是绿色生产的一个例子，因为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是办公家具的主要参与者之一。该公司转向增材制造来打造新版本的办公椅 SILQ。它旨在更适应用户的形态，从而提高舒适度。该公司与 Fast Radius 和 Carbon 合作，从 3D 技术中获益。得益于这些技术，可以 3D 打印具有网格结构的扶手。详细来说，它们被划分为四个区域，每个部分都旨在适应用户的行为。因此，根据人的位置，椅子会更舒适。例如，如果用户将肘部放下或完全伸展手臂，SILQ 将调整用户的坐姿。此外，3D打印在办公椅制造中的使用，节省了70%的材料。

△3D打印消费品。照片来源：Krill Design