3D打印技术及应用实例-文体娱乐用品

滑雪板在20世纪20年代就已经出现，传统的滑雪板主要由木材、树脂、层压板和P-Tex制成。现在，随着3D打印技术的发展，Signal与GROWit 3D两家公司在制作过程中使用一台型号为Connex500的打印机制作了一块滑雪板，如图6-29所示。在制作这块滑雪板的过程中，遇到的最大问题就是3D打印机能打印出的物体大小受限制。于是将滑雪板分成一小块一小块地打印，然后再将它们拼接起来，拼接后加入金属条固定就制成了滑雪板。

图6-29 利用3D打印技术制作的滑雪板

击剑的剑柄必须与击剑选手的手相互契合，剑柄形状上细微的差别往往可能会左右击剑比赛的胜负。在3D打印技术出现前，世界上只有一种类型的击剑柄，因此每位击剑选手都必须亲自对剑柄进行再加工，使之与自身相契合并添加防滑表面。同时，如果击剑损坏，运动员就很难找到一个完全一样的替代品。3D打印技术的出现为解决这一难题带来了突破性的解决方案。在备战2012年奥运会期间，筑波大学的研发人员对击剑选手的用剑进行了实体3D扫描，并将数据整合到3D CAD中。然后采用Objet350 Connex 3D打印机进行剑柄的制造，如图6-30所示。研发人员能够根据运动员的使用反馈对每柄剑都做出精确的调整，并制作出了70件剑柄供运动员使用。3D打印技术帮助日本击剑队在2012年奥运会上取得银牌。

图6-31为名叫“ODD Spider”的吉他，外形酷炫，是使用德国EOS公司的SLS 3D打印机（塑料粉末烧结系统）打印的，其使用的Polyamide 2200原料可以染成任意颜色。制作出身躯后就可以在上面安装所需要的琴颈和琴弦了。使用3D打印的好处之一就是可以完全按照需要定制所需的造型。

图6-30 采用3D打印技术制造的剑柄

图6-31 利用SLS 3D打印机制作的吉他

Fender乐器公司是设计和制造弦乐器及音响的企业，例如实心电吉他（包括Stratocaster和Telecaster）等。公司的设计小组紧跟市场趋势，探索使用不同的颜色、图形和金属及塑料零件。Fender现在使用3D打印技术为几乎每个产品创建零件、实物模型和原型，以便在投入生产前进行大量的概念性工作和研究，以确保提供真正适合的产品。3D打印技术的使用使新音响的上市时间缩短了6～12个月，制作原型成本的降低促进了更频繁的原型制作，从而有助于改进产品设计。图6-32为利用3D打印技术制作的乐器和音响。

图6-32 利用3D打印技术制作的乐器和音响

图6-33所示的精美的日本竹笛是由3D打印技术采用不锈钢材料做成的，其成品可以为镀金表面或磨砂青铜表面。这个竹笛长9.4in，近距离观看可以看到有精致的龙纹雕刻。

3D打印技术日渐成熟，而各种利用3D打印技术生产的产品也层出不穷。日前，著名运动品牌耐克公司设计了一款足球鞋。这双3D打印的耐克足球鞋名为Vapor Laser Talon Boot，整个鞋底都是采用3D打印技术制造的，如图6-34所示。足球鞋不仅外观看起来很炫，而且还拥有优异的性能，能提升足球运动员在前40m的冲刺能力。这双足球鞋鞋底采用了选择性激光烧结技术，通过一个大功率激光器有选择地将塑料颗粒烧结成型。该技术能使鞋子减轻自身质量并缩短了制作过程，整双鞋子只有150g。(www.xing528.com)

图6-33 利用3D打印技术制作的日本笛子

图6-34 SLS工艺打印的耐克足球鞋

巴西鞋业巨头Macboot公司采用先进的3D打印技术提高了其产品的性能，如防水性、通风性和耐久性等。Macboot公司以前的设计和原型制作都是人工进行，没有软件，也没有3D打印设备，结果总是去处理精确度和产品质量问题，既浪费了时间，又提高了成本。图6-35为Macboot公司采用3D软件进行设计并采用3D Systems公司的Projet3500 HDplus光固化设备制作的鞋样。

此外，3D打印技术在鞋品开发中作为设计评估和验证也发挥着重要作用，图6-36是另外两款鞋品的造型及其3D打印的原型。

始建于1913年的英国奥斯顿马丁（Aston Martin）是国际著名豪华轿车、跑车的制造商，在最新的James Bond影片《Skyfall 》中有一段James Bond的轿车在燃烧中爆炸的场景，为了达到逼真的效果，奥格斯堡的3D打印服务中心采用Voxeljet 3D打印技术制作了3台Aston Martin DB5模型车，模型车为真实车型尺寸的1/3。奥格斯堡的3D打印服务中心采用世界上最大的3DPG设备VX4000打印了18个零部件组装车模，喷漆后镀铬，非常逼真。图6-37为用于James Bond在其影片《Skyfall》中爆炸场景使用的Aston Martin DB5模型车。

图6-35 Macboot鞋业公司借助3D设计与打印技术辅助其新品开发

图6-36 3D打印的样品用于设计评估和验证

图6-37 Aston Martin DB5模型车