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筛选20多种材料,3D打印复合材料自行车头盔实现个人定制

   2024-06-13 集贤网8640
核心提示:近日,捷普股份有限公司(Jabil Inc.)与KAV Sports合作推出了定制的个性化自行车头盔,该头盔使用定制碳纤维增强尼龙材料和3D打
近日,捷普股份有限公司(Jabil Inc.)与KAV Sports合作推出了定制的个性化自行车头盔,该头盔使用定制碳纤维增强尼龙材料和3D打印技术制造,不仅解决了传统工艺制造头盔的缺点,还将抗冲击性做到了安全标准25%以上。


为什么选择3D打印?


1、更适合个人定制,尺寸精确,便于修改


传统的自行车头盔由注塑成型的发泡聚苯乙烯(EPS)泡沫制成,有一到三种尺寸,无法适应各种头部尺寸和形状。此外,通用头盔在稳定性、耐用性和舒适性方面都有局限性。而这款定制头盔,首先利用该技术首先分析头部的特定解剖点,然后为每个人的头部创建精确的3D模型;然后,这些数据被无缝转换为3D打印机的一套制造说明,即可完成头盔的个人定制。


2、速度快


通过3D打印,KAV能够在几个小时内为任何头部类型量身定制真正定制的头盔。简单的定制装配过程加上3D打印的使用能够使定制头盔能够在两到三周内交付。


打印材料的选择


虽然KAV想要一种像EPS一样轻的新型材料,但该公司希望在-15℃到60℃以上的温度范围内具有优异的性能。KAV工程师评估了20多种现成材料,所有这些材料都不符合该公司在极端环境条件下吸收高速冲击或提供足够稳定性的标准。


KAV在捷普公司的帮助下创造了一种定制材料,这种材料既坚硬又坚固,足以适应高低温要求。除了提供优异的能量吸收外,该材料还需要增加层与层之间的粘附力,以获得一致的性能,并改善外观和感觉。捷普公司位于明尼苏达州材料创新中心的一个由3D打印工程师、化学家、材料科学家和生产专家组成的团队在短短九个月内创造了一种全新的定制材料,满足了KAV的所有期望。


KAV Sports创始人兼首席执行官Whitman Kwok表示:“为了完成我们拯救生命的使命,我们需要生产一种人们想要佩戴的更合身的头盔。为了让消费者体验定制的好处,我们必须克服材料和制造方面的限制。捷普通过设计一种符合严格标准的定制材料,可以使用3D打印制造,为头盔行业创造出真正独特的东西,从而将其淘汰。”


为了实现这一里程碑,捷普在材料配方、化合物开发、材料系统集成和ISO9001质量管理体系认证方面进行了全面创新。捷普3D打印产品管理总监Matt Torosian表示:“我们采用聚合物科学的方法开发增材材料。捷普设计的材料以可重复的方式与3D打印工艺配合使用,以满足客户要求并制造出高质量的产品。”


捷普和KAV开发并测试了近30次定制聚合物配方和化合物的迭代,然后创造出具有所有必要性能的专有碳纤维尼龙复合材料。捷普在材料加工、测试和缩放方面的丰富专业知识和经验证明有助于配制聚合物、配制最终长丝并获得ISO9001质量管理体系认证。


KAV随后完成了必要的验证测试,以获得美国消费品安全委员会(CPSC)的认证。当KAV于2022年4月推出采用新材料的Portola头盔时,公司声称该产品不仅符合而且超过了美国消费品安全委员会安全标准25%以上的抗冲击性。


KAV的定制材料有灰色、黑色和白色三种颜色,可提供灵活的选择,而简单的定制装配过程和3D打印的使用使定制头盔能够在两到三周内交付。通过传统制造无法生产出这些独特的能量吸收结构。3D打印也使KAV Sports能够降低生产成本和不必要的浪费。


由于与捷普的高效合作,KAV正计划利用捷普的3D打印能力、全球3D打印产能和广泛的供应链能力,扩大其产品组合和市场覆盖范围。


其他自行车上的3D打印产品


3D打印Scalmalloy合金把立


2022年6月,来自英国的MYTHOS宣布推出世界上首个商用版的MYTHOS ELIX把立。


这款3D打印把立采用了特殊的高强度Scalmalloy合金材料,含有钪、铝和镁,其抗扭刚度比同等合金把立高15%,同时保持相同的弯曲刚度。另外,还采用了镂空设计,通过小的局部加固来消除高应力区域,并巧妙地去除任何非必要材料来减轻整车的重量。


除了针对标准自行车制作了把立,MYTHOS还特意为山地自行车开发了一款名为IXO的3D打印把立。


采用最先进的EBM增材制造技术,采用航空级钛合金 (Ti6Al4V)制成。在与同等合金把立进行并排测试时,其扭转刚度提高了16%,弯曲刚度提高了11%。


3D打印钛轨道车把


TX-1是一款3D打印钛轨道车把,同样来自MYTHOS。


TX-1专为大规模起步赛道比赛而设计, 采用EBM(电子束熔化)3D打印技术制作而成。它利用了新的UCI规定,允许车把悬伸在前轮轴前方10厘米处。通过允许6个手部位置,TX-1显著增加了骑手的选择,以最大限度地提高空气动力学、骑手的机动性和舒适性。


3D打印短鼻坐垫。


2022年4月,Fizik(飞贼)推出了新款Argo Adaptive3D打印短鼻坐垫。


根据已有的Fizik Argo短鼻座垫版型为基础开发,共有2种型号可选,分别为采用碳纤维导轨的R1,和采用Kium中空铝轨的R3。这两款坐垫使用了3D打印蜂窝碳复合材料代替了传统的闭孔泡沫垫,通过3D打印的蜂窝表面覆盖在碳纤维底板上。使用的是Carbon的数字光合成 (DLS) 3D打印技术制造。


2022年4月,在Fizik发布3D打印坐垫后不久,Specialized也推出了其3D打印新型坐垫Power Pro,这也是该公司的第三款3D打印坐垫。


Power Pro依旧是选择了和Carbon合作,衬垫使用3D打印复杂的蜂窝结构,可以更好地控制衬垫密度,提供比传统泡沫更多的支撑和舒适度。


拥有3D打印内衬的自行车头盔PYLO


2022年8月,总部位于柏林的制造商nFrontier首次推出了一款革命性的新型自行车头盔PYLO。


和传统的头盔不同,nFrontier首次采用3D打印制作了头盔外壳的内衬,这样不仅使得头盔更轻,有更好的佩戴舒适度,同时,当头盔受到外力撞击时,其缓冲的力量可以更有效率地分散,保护骑行者。据了解,该公司选择了3D打印制造商Stratasys 的F370 和J55 3D打印机进行制作。


原文链接:https://www.xianjichina.com/special/detail_526451.html
来源:贤集网
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