晶格设计让3D打印成为刚需，裕克施乐打开应用大门

导读：有些特别设计的产品，传统制造工艺无法生产出来，只有3D打印才能很好满足。在这些领域，3D打印逐渐成为了刚需。下面，南极熊希望通过一个热门的3D打印设计方向——晶格结构的应用，帮助你拓展思路，了解3D打印的潜能。

△3D打印出来的复杂晶格结构

随着人们对于健康越来越重视，对运动产品类的要求也越来越高，充满设计感、科技感、未来感的运动鞋，越来越受到消费者的青睐，一度成为消费者追捧的对象。特别是在综合了美学和力学优点的“晶体结构”，即晶格设计在运动类产品中的应用，大大的满足了消费者对新一代运动类产品的期望。

晶格设计不仅能够减重还能同时保证足够理想的运动力学性能，设计师们还可通过定制化单个胞元尺寸、杆径和胞元形状实现产品更高的设计美感和力学性能。另一方面3D打印的出现，使得设计师们更加能够专注于产品本身，为晶格设计打开了更大的想象空间。

△晶格设计

南极熊了解到，裕克施乐塑料制品（太仓）有限公司作为运动类产品的顶级供应商，一直注重于先进技术的创新和研发，尤其是结合晶格设计和3D打印技术的研究，已在高性能鞋中底，抗冲击橄榄球头盔护垫，防护面罩这些高价值的产品上得到应用并实现量产。
 △裕克施乐使用3D打印技术生产的高性能运动鞋中底

高性能运动鞋中底，设计师结合运动员运动的数据，使得晶格中每个杆径进行定位和调整，使用硬性弹性体，为运动员特定的动作、运动或运动群体提供一系列的功能，如缓冲、支撑和回弹，最终达到整体的舒适性。

2020年12月，南极熊实地探访了位于江苏太仓的裕克施乐（OECHSLER）中国基地。这是一家拥有150多年历史的德国公司，是国际领先的塑料技术供应商。裕克施乐太仓工厂以生产注塑零部件为主要业务；2018年，裕克施乐注意到3D打印技术在规模化生产方面的潜力，引进了超过100台Carbon L1大尺寸、超高速光固化3D打印机，为知名品牌生产3D打印运动鞋中底，并将这个3D打印批量化生产车间落在了太仓基地。


△裕克施乐3D打印生产的高性能橄榄球头盔护垫

极强冲击力的美式橄榄球头盔护垫，设计师通过运动员对保护头盔的性能要求，选择合适的晶格形状，通过精细调整每个支撑杆径的厚度来调整晶格结构的硬度，对十几万个独立的晶格支撑结构进行特别调整，最终实现了晶格结构中内部的阻尼支柱与运动员在运动中所经历的冲击方向相对来吸收和分散能量。此外，该头盔衬垫除了提供卓越的保护性能，还能给运动员带来卓越的透气性和出色的贴合度。

△裕克施乐使用3D打印技术生产的防疫面罩

考虑到传统面罩长时间佩戴的不适感，裕克施乐生产的高效防疫面罩采用了先进晶格设计，优化晶胞形状，在对高性能弹性体的打印成型后，显著提升了该防疫面罩的佩戴舒适度和可靠性。

晶格设计在得到量产的3D打印技术的加持下，已经向着多个行业的复杂应用进行着持续性的推广和研究：

• 再生医学领域，骨组织支架结构设计中的晶格，其规则的孔洞能够在促进组织生长的同时提供结构性支撑，其晶格成型难的问题可以通过采用3D打印技术得到解决。
  

• 汽车设计领域的多孔或者蜂窝状吸能盒可以有效提高汽车的安全性能，其具备优异力学性的结构面临着成型成本高昂的问题，但可以使用先进的3D打印技术进行优化解决。
  

• 航空领域所需要的机翼夹层结构中的晶格设计同样具备很高的强重比优势，其成型工艺同样可以运用3D打印技术进行尝试。
  

由此看来，3D打印技术可以在各个制造领域复杂晶体结构件的设计和制造中，值得应用和推广。

△视频：南极熊在展会上拍摄的晶格结构3D打印产品

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