3D打印消费电子产品

有吸引力的设计，小巧的外形和高生产效率的三重要求，使设计消费类电子产品，尤其是具有挑战性的。在创建原型和模型之前，凭这些产品设计图难以准确地评估产品的外形，装配和功能。可见先制作一个逼真的模型，其中包括所有的小零件和精致的细节，才最终定型、批量制造产品是必不可少的。

使用本公司三维快速成型能够制作特别薄度为0.6mm或更小的公差为+ / -0.1毫米，特别是半透明材料，使设计师和工程师建立明确的外壳，提供了一个视图内的设备的电子。这样可以及早检测发现设计中的错误，在纸上和计算机上，这是不可能发现的。更能缩短产品上市时间，节省修改模具，节约很多成本。

耳听为虚，眼见为实！这句俗得不能再俗的口头禅已成为大家判断是非对错的标准。因此，很多人会有疑问，3D打印的“口号”喊得震天响，但日常生活中好像没怎么见过呀?是不是3D打印还没真正走出“象牙塔”，依然离我们的日常消费生活存在着遥远的距离呢?其实不然！3D打印技术与普通消费群体之间的联系非常密切，只是你还未察觉而已。

比如，手感更好的保温杯、骑行更轻便自行车、佩戴更舒适的眼镜、脚部保护更好的运动鞋、私人定制的耳塞等等，其实这些日常消费品研发与测试的背后，都是3D打印技术在默默地“付出着”。因此，尽管我们并非都能在现实生活中与3D打印存在零距离接触，但这项技术的确已逐渐渗透至消费领域的各个层面，并潜移默化地改变着人们的消费与生活方式。据知名市场研究公司Gartner预测，3D打印将使消费品行业等众多应用领域的商业模式发生变革，截至2021年，全球前100家消费品公司中，将有20%使用3D打印来制造定制化产品。像联合利华等成功的全球消费品牌就已经通过Stratasys3D打印技术大幅缩短了原型设计与生产时间，并实现了成本的节约。

通常而言，消费品生命周期较短，更新换代频率高，普遍采用大规模生产与销售的方式。但是，3D打印在产品设计与开发环节，尤其是用于设计原型的快速迭代，不仅为消费品行业带来了设计自由，还能加快产品上市的步伐。

例如，在竞争激烈的跑鞋市场上，BrooksRunning采用3D打印加速设计迭代，验证跑鞋设计。由于每季最少有5款新鞋设计，设计和打印能力为品牌节省了大量的外包时间和每双鞋500-800美元的设计成本。Brooks鞋类开发师KennyKrotzer说，3D打印带来了很多便捷，节省了设计流程中“大量的时间和让人困扰的问题”。“我们的目标是构建市场上性能最好的产品，现在有了新的工具帮助我们实现这个目标。”

可见，用于多材料同时打印还能够增加产品的功能性和价值。

Brooks利用3D打印技术制作的中底与外底原型

环顾消费品市场，有的公司还利用3D打印技术来生产个性化智能手机和平板电脑。还有一些公司甚至更进一步，生产用于电动剃刀和手机等设备的人体工学主体、外壳和备用件等。得益于能够将3D打印与数字知识产权相结合，消费性电子产品厂商获得了新的收益来源。由于能够提高产品个性化水平，这种方法已经获得了更为广泛的应用，而且也被用于有限市场产品的小规模包装和老旧技术的零部件生产。

总体而言，3D打印应用于消费品行业的优势主要有以下两点：

提升设计水平：3D打印技术可实现各种复杂设计的模型制作，赋予设计师更多自由，使产品设计水平大幅提升。此外，设计师还能忽略传统设计制造标准，无需考虑设计的产品能否被制造出来，可在产品设计过程中就直接打印出模型，这不仅消除了外部模型制作环节，还有效防范了数据的泄漏。

节省材料与时间：3D打印材料平均利用率理论上接近100%，远高于平均利用率仅为25%左右的传统的“减材制造”工艺。传统模型制造周期以天为单位，而3D打印技术则以小时为单位，且打印工作完全可以安排在夜间或者周末进行。由于产品设计和制模可以同步进行，所以进一步缩短了产品开发周期。

您可曾想过，一辆自行车上究竟采用了多少材料呢?刚性金属框架、结实的橡胶轮胎、柔软车把手握柄、有衬垫的座椅、透明或有色的镜片……

TrekBicycle公司总部位于美国威斯康星州滑铁卢(Waterloo,Wisconsin)，其工程师和设计师对于改良骑乘体验的“痴迷”程度可谓是远近闻名。他们的专有碳纤维制造创新工艺，能够生产出破记录的超轻框架、超级空气动力学翼面——可提供超低阻力甚至是负阻力(或推力)的独特形状。

Trek工程师、设计师和技术人员都全身心地投入到了自行车开发工作中。结合大量道路测试所带来的灵感创新，再加上最先进的3D打印机，他们成功打造了最完美的骑乘体验。

Trek的原型制作实验室是首批采用StratasysObjet?500Connex3?彩色多材料3D打印机的实验室之一。这种基于PolyJet技术的3D打印机可制造出观感如同最终产品的原型，且与同类产品相比可提供更多的材料选择和更长的正常运行时间。

Trek原型开发部门使用多材料3D打印技术制作出接近最终产品的原型

具体而言，Trek工程师能够将柔软橡胶类组件集成至由他们的最爱——耐用型DigitalABS?材料——所构建的模型上。这一点极其重要，因为自行车的很多零、配件都是由刚性组件和柔性组件共同构成的。

采用Connex3打印机之前，该实验室不得不分批次制造这些零件，并且还得来回更换3D打印材料，然后再进行组装。又或者，为了能够在同一批次作业中制造出这些不同的零件，而不得不将刚性组件替换为耐用性较差的非复合材料。

Objet500Connex3彩色多材料3D打印机基于VeroMagenta和VeroCyan材料一次性打印自行车头盔

Trek借助Objet500Connex3利用仿橡胶组件制作的耐用型数字ABS链罩

Trek原型开发团队经理MikeZeigle表示：“我们生产的原型零件必须非常接近生产件。”一些特殊情况下除外，像有时候，团队仅需以三维方式呈现创意，并非对新产品进行测试，那不必这样。工程技术人员GuadalupeOllarzabal及其团队能够将有限元分析数据转化为能显示骑行者向各区域施加压力的自行车座3D图。他说：“大多数人都认为他们骑车时是坐在了整个车座上，但其实不然，车座有些部位所承受的压力比其他部位要大。而彩色3D打印的应用，可为设计师显示出压力分布状况，助其做出决策，例如哪里应该设置高密度泡沫等等。”