Jabil和KAV Sports用定制3D打印材料改变了自行车头盔制造方式

2023年3月21日，南极熊获悉，美国工程材料公司Jabil宣称，它与一家专注于设计和生产先进运动装备的公司KAV Sports合作，旨在使用碳纤维增材制造技术（AM）制造自行车头盔，以提高安全性和舒适度。

△Jabil和KAV Sports合作开发出更安全的定制3D打印自行车头盔

该款自行车头盔被命名为KAV Portola，它采用先进的碳纤维增强塑料材料，提供更好的适合度、超强的舒适性和保护性能。这款头盔由Jabil定制的尼龙碳纤维材料制造，旨在满足性能和美学方面的严格标准，并于2022年4月推出。同时，根据合作伙伴的说法，传统制造技术无法生产该头盔的能量吸收结构，而3D打印技术则有助于KAV降低生产成本和减少浪费。该头盔被Time杂志评为2022年最佳发明之一。
这个成功案例证明了碳纤维增材制造在运动器材制造中的潜力，也推动了3D打印技术在工业领域的应用。

△这款头盔实际上在整个结构中都使用了蜂窝状结构，只在某些区域覆盖了额外的3D打印“外皮”

为了应对市场新需求

传统制造的头盔在稳定性、耐久性和舒适性以及尺寸上都存在局限性，因此，KAV希望利用一种新颖的材料，该材料与EPS一样轻巧，在温度从-15°C到60°C以上的范围内具有更优异的性能。据报道，该公司评估了超过20种现成材料，但没有一种能够满足其吸收高速冲击或在极端环境条件下提供足够稳定性的标准。

△3D打印头盔侧面

在进行市场评估之后，KAV与Jabil开始合作开发一种定制材料，该材料既要坚硬、强韧、柔性，同时也能在高温和低温条件下表现出色。除了提供出色的能量吸收性能外，该材料还需要提高层与层之间的附着力，以保证一致的性能表现，并改善外观和手感。Jabil位于明尼苏达州的材料创新中心的增材制造工程师、化学家、材料科学家和生产专家组成的团队，经过九个月的努力，创造了一种符合KAV要求的新型定制材料。

△使用3D打印的头盔更适合个人头部，因为它可以定制轮廓以确保更好的适合度

3D打印技术可以快速迭代

在这九个月的时间里，KAV进行了近30次的自定义聚合物配方和混合物迭代，最终开发出了专有的尼龙碳纤维复合材料。随后，KAV完成了必要的验证测试，以符合美国消费品安全委员会（CPSC）的认证要求。当KAV于2022年4月推出使用新材料的Portola头盔时，该公司声称该产品不仅符合美国CPSC的碰撞抗力安全标准，而且比标准要高出25%以上。

△Portola的后部异常开放，因为没有辅助固定支架

KAV Sports的创始人兼CEO Whitman Kwok表示“他们的使命是拯救生命，因此需要生产更合适和更受欢迎的头盔。为了实现这一目标，他们需要克服材料和制造方面的局限性。”而Jabil成功地通过设计定制材料和利用3D打印技术实现了这一目标。Jabil增材制造产品管理主管Matt Torosian解释道“他们采取聚合物科学方法开发增材材料，确保它们与增材制造工艺相匹配，满足客户对高品质产品的要求。”

△该款3D打印头盔，目前有多种颜色可以选择

由Jabil开发的定制材料提供了灰色、黑色和白色的多种颜色选择，并且简单的定制适配流程和采用3D打印技术可以实现两到三周的定制头盔交付。在这次初步合作的基础上，KAV计划利用Jabil的增材制造专业知识、全球增材制造能力和广泛的供应链能力，来扩大它的产品组合和市场覆盖范围。