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弹性体3D打印的应用:鞋垫、拖鞋、自行车坐垫、枕头......
导读:近年来,弹性体3D打印在市场上的需求飞速增长。在一项《2021年全球及中国3D打印弹性材料产业深度研究报告》中显示,全球3D打印弹性体市场规模将从2021年的1.8亿美元增长到2026年达到6.2亿美元,复合年增长率为28.1%。

而消费品则是弹性体3D打印需求增长的主阵地之一,因为弹性体3D打印也就是柔性3D打印拥有轻量化、可定制化、优秀的耐温、耐用性等优势,在设计上受限较小,可谓是拥有“七十二般”自由变化!


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清锋科技就是一家以弹性体3D打印为主的国产DLP 3D打印设备、3D打印弹性材料厂商,已经研发出3D打印颈椎枕、3D打印自行车坐垫、3D打印鞋、3D打印头盔和护具等应用。那么清锋的弹性体3D打印是如何实现“七十二变”的呢?我们今天就来好好唠一唠。

如何拥有七十二变?

清锋自研的增材制造晶格设计平台LuxStudio,通过软件调整晶格,就能让产品拥有“七十二般”变化。而对产品进行晶格化设计,可达到轻量化、不同力学性能和独特外观展示效果,能够为产品或创意进行打印、测试、创新、迭代,缩短制作周期。

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△清锋参数化3D打印晶格设计软件:LuxStudio


1.晶格形状调整

调整晶格形状,可得到不同的力学性能以及不同的外观形状。
晶格形状数以万计,清锋通过“重重考验”,在LuxStudio晶格平台上只留下了16种优质晶格。

它们可分类为规则杆径、极小曲面和泰森多边形,而且不同形状有不同的力学性能,同时可形成的外观也不同。

△3D打印晶格软件LuxStudio软件中的16种晶格

2.杆径粗细调整

调整晶格杆径粗细,可以改变晶格结构的强度及韧性。

例如,调整3D打印自行车坐垫的晶格杆径粗细,晶格硬度会随之改变。杆径细结构相对柔软,杆径粗硬度增加。

这种通过柔性制造的3D打印自行车坐垫能给坐骨提供支撑力,实现合理分压,同时不影响结构本身的力学效果,也带来了天然的透气性,提升骑行体验。

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3.晶格尺寸调整

调整晶格尺寸,在不影响体占比的情况下完成轻量化的设计、满足打印需求。

例如,需要柔软回弹状态的3D打印颈椎枕,正常设计下晶格杆径太细达不到打印需求,将晶格尺寸等比例扩大、加宽,颈椎枕重量会变轻,但不影响性能,同时满足打印需求。


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七十二变究竟有什么用?

1.轻量化

整体镂空的晶格结构可以达到轻量化设计效果,相比传统制造工艺可减轻更多重量。

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2.回弹性

晶格由重复的杆件单元或面单元搭接而成,在受力时发生变形,受力较小或消除后能够迅速地恢复原始状态,相比实心结构在变形过程中能够有更少的能量损失,回弹性更好,长期重复使用舒适感更强。

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3.支撑力

晶格结构拥有非常好的力学性能以及稳定性,受力后能够达到均匀变化。比如,精心挑选的晶格结构做的鞋底不会出现像普通鞋子那样一脚踩下去,突然有一种“踩空”的感觉,而是均匀变化(A晶格)能够很好的保护足部。

 
七十二变用什么变?

1.弹性材料

EM系列弹性材料:具有高回弹、抗撕裂性、耐低温等优势,结合针对不同应用所调整的晶格结构,可打印出适用于鞋中底、坐垫、颈枕、护具等弹性缓冲应用。

EM 01是单组份类PU材料,具有高回弹性、高细节表现力和快速方便的后处理工艺,直接打印后仅需清洗、固化和简单抛光,即可进行新产品开发验证。配合LEAP™的纳米离型技术,EM 01适用于橡胶、聚氨酯弹性体和晶格类似结构的快速模型验证,主要应用工业模型。

EM⁺21是一种高性能弹性材料,具有优越的回弹性、抗撕裂性和耐弯折性。EM⁺21配合LEAP™ 极速3D打印技术和参数化设计,模型尺寸控制精准,细节表现完美,被广泛应用于运动鞋中底、工业缓冲、个人穿戴等高回弹缓冲与多次弯折的领域。EM⁺21通过了《ISO 10993-10:2010 医疗器械生物学评价第10部分:刺激与皮肤致敏试验》。

EM+23是高回弹、抗撕裂性、耐低温的类PU材料。EM+23是弹性件批量生产的首选材料。EM+23适用于鞋中底、坐垫、颈枕、护具等弹性缓冲应用。


清锋的3D打印弹性材料除了应用于消费领域,同时也进入了高校科研院所,辅助完成增材制造专业课程授课使用以及科研项目研究。

2.打印设备

Lux 3Li+:DLP光固化3D打印机,采用清锋自研DLP光固化面曝光打印技术,在紫外光的照射下,晶格结构一层一层地快速曝光,从液态转化为固态成形。Lux 3Li+打印尺寸达400×259×380mm,适用于复杂工件的小批量生产、大尺寸产品的快速交付、高精度打印原型件、测试件等。


作为国产DLP 3D打印设备厂商,清锋还拥有iLux系列桌面级DLP光固化3D打印机。与Lux系工业机相同,都是科研级高精度3D打印机,除了批量高效完成产品的定制打印,也能应用于高校进行授课,以及科研测试件的小批量打印。

七十二变最后变出了什么?

1.3D打印颈椎枕

根据患者的颈部数据进行精准晶格化设计,定制出不同软硬、高低的颈椎枕,使枕头贴合人体曲线,改善生理曲度,缓解不适。

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2.3D打印自行车坐垫

针对骑行者需求进行3D晶格设计,无需开模即可生产出回弹舒适、透气性好、轻量化的自行车鞍座,兼顾弹性、支撑和透水透气要求。

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3.3D打印拖鞋

根据足部大数据,配合力学结构进行晶格化设计,可打印出外观独特、分压性强、透气耐磨的拖鞋,颜值脚感达到最佳,塑造绝无仅有的高阶时尚单品。

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4.3D打印鞋垫

根据不同人群足部状态,对晶格密度、粗细进行调整定制,适配日常穿着、运动健身及康复医疗等不同场景。

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此外,还有弹性传感器、航空件、运动护具……

来源:清锋时代、南极熊


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