在中国市场，北欧风格的Norme家具凭借高品质和合理的价格广受欢迎，这种设计理念与消费趋势的契合正是比约卡成功的关键。比约卡致力于成为新一代精致生活方式的象征，满足年轻人对简约生活的向往与追求。

作为一家国际设计机构，比约卡的设计灵感来源于北欧的自然风光，深厚的技术知识背景来自斯堪的纳维亚产品逻辑。比约卡如今涉足多个领域，包括厨房和家用产品、商用及乘用车、体育用品和消费电子产品等，拥有深厚的多元文化市场洞察，能够灵活应对不同领域的设计需求。

Lilla是比约卡自主研发的一款象征性水壶，设计灵感独特，配有人体工学手柄，底部的加热器设计源于传统炭火。与传统水壶不同，Lilla极大地优化了使用体验，减少了倒水时，需协调手腕、手肘甚至肩膀的繁琐操作。

在引入3D打印技术之前，比约卡主要将产品原型制作外包给国内东莞的一家模具厂。尽管这些厂商具备一定的生产能力，但在实际操作中面临诸多挑战：首先，产品内部设计保护不足，导致创新设计易被泄露和抄袭；其次，外包过程中沟通效率低下，难以精准表达设计需求。

此外，第三方厂商更注重短期利润，忽视了产品的长期质量和品牌价值。这些问题不仅增加了开发成本，也使比约卡的原创设计频繁遭遇模仿，产品质量难以保证。

意识到传统制造模式的局限性后，比约卡开始寻找更加灵活的生产工具。在对比了多款3D打印设备后，最终选择了 Raise3D E2 3D打印机，并将其整合到产品原型设计和制造流程中。凭借 Raise3D 的高精度设备，比约卡能够快速验证设计的尺寸精度，同时呈现出更为细致的产品细节。

尤其是在Lilla咖啡壶项目中，设计师的创意得以迅速转化为现实，加快了设计迭代的进程。Raise3D E2 3D打印机贯穿了从设计前期的原型制作到零件设计的整个过程，为验证和优化设计提供了支持，并使开发流程中每个阶段的多次迭代成为可能，极大地提升了从设计到生产的效率。

比约卡尤为重视 Raise3D E2 在柔性材料打印方面的出色表现以及其独立双喷头（IDEX）技术。E2 不仅支持双色打印，还能同时打印两个不同的零件，能够灵活满足小批量生产的需求。这款打印机凭借卓越的精度和稳定性，帮助比约卡生产出表面光滑、细腻的高质量原型，为产品设计和制造提供了有力保障。

Raise3D E2 打印机显著加快了比约卡的原型设计与测试速度，缩短了原型制作的交付周期，简化了整个开发流程。如今，这款3D打印机已成为比约卡在原型设计和产品生产中的关键工具，尤其是在购买VR 眼镜后，功能性零部件的打印需求得到了有效满足。

截至目前，Raise3D E2 打印机已帮助比约卡成功打印了40-50个功能性零件。在Lilla咖啡壶的原型设计中，设计师主要使用PLA材料，不仅满足了物理性能要求，还大幅缩短了从概念到成品的时间，降低了生产成本。

通过 Raise3D E2 3D打印技术，比约卡有效解决了外包过程中的设计泄密和效率低下等问题，同时实现了更高的设计自由度和生产灵活性。比约卡创始人Nariman Bashiri对 Raise3D 的表现高度评价：“Raise3D 的打印机性能卓越，极大提升了我们的设计与生产效率。”

展望未来，E2 3D打印机将继续在比约卡的产品设计中发挥关键作用，帮助团队快速验证原型设计、降低生产成本，并推动创新进程。

凭借 Raise3D 高精度打印技术的支持，比约卡在产品开发中获得了前所未有的灵活性，能够快速验证创新设计并推出高品质产品。未来，Raise3D 将继续为全球创新企业提供先进可靠的技术支持，助力他们在竞争激烈的市场中脱颖而出。

知之既深，行之则远。基于全球范围内精湛的制造业专家智囊网络，3D科学谷为业界提供全球视角的增材与智能制造深度观察。有关增材制造领域的更多分析，请关注3D科学谷发布的白皮书系列。

白皮书下载 l 加入3D科学谷QQ群：106477771
网站投稿 l 发送至2509957133@qq.com
欢迎转载 l 转载请注明来源3D科学谷 l 链接到3D科学谷网站原文

柔性电致变色器件（FECDs）因其在可穿戴设备、智能纺织品、柔性显示器、电子纸、植入式生物医学设备等领域的广泛应用潜力而备受关注 。这些器件具有体积小、重量轻、可弯曲等优点，能够在电场或电流的作用下实现光学性质的持续可逆变化，从而呈现出不同的颜色 。随着技术的发展，柔性电致变色材料正逐步走进生活的各个角落，如窗户、眼镜、汽车玻璃和飞机调光窗等。

近日，江西科技师范大学徐景坤、杨汉珺、卢宝阳团队提出一种通过多材料一体化3D打印集成制造FECDs的策略，研究结果表明，一体化3D打印的FECDs表现出优异的电致变色性能。

“ 3D Science Valley 白皮书 图文解析

”

▲论文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202404679.

3D科学谷发现
3D Science Valley Discovery

多材料一体化3D打印集成制造FECDs策略关键特点：

四层堆叠结构：简化了传统五层结构，减少了制造步骤。

一体化3D打印：避免了额外的加工步骤，提高了生产效率。

Insights that make better life

柔性电致变色器件（FECDs）在可穿戴电子、智能窗和柔性显示等领域有着广阔的应用前景。传统的FECDs为五层结构，包括基底层、电极层、电致变色层、电解质层和封装层。然而，其集成制造过程往往涉及复杂的程序，不可避免地导致器件性能下降、工艺流程复杂、生产效率低等问题，极大的限制了其作为柔性可穿戴器件在运动监测、防伪装等的应用。

近日，江西科技师范大学徐景坤、杨汉珺、卢宝阳团队提出一种通过多材料一体化3D打印集成制造FECDs的策略。通过对电致变色层、电解质层、封装层墨水的多材料设计及墨水配方和多材料墨水可打印性的优化，同时采用四层连续堆叠结构成功实现了FECDs的一体化3D打印集成制造。研究结果表明，一体化3D打印的FECDs表现出优异的电致变色性能，包括高光学对比度（360 nm处最大为54.4％），优异的循环稳定性（10,000 s后对比度保持率大于95％），且5,000次弯曲循环后光学对比度保持率大于80%。所制备的一体化3D打印FECDs应用于可穿戴电子产品，防伪和智能窗。该工作以“3D-Printed Hydrogel-Based Flexible Electrochromic Device for Wearable Displays”为题发表在Advanced Science上。

多材料一体化3D打印FECDs的设计：

为了克服传统FECDs五层结构集成制造困难、工艺流程复杂、器件性能下降等问题，该团队采用多材料一体化3D打印集成制造的策略设计了具有四层堆叠结构的一体化FECDs。四层堆叠结构包括PDMS封装层，PVA/LiCl水凝胶作为电解质层/电极层，紫精/PVA/LiCl水凝胶作为电解质层，ITO-PET作为基底/电极层。除ITO-PET层外，其他功能层使用DIW打印机逐层打印，无需任何额外的处理步骤。

▲图1多材料一体化3D打印FECDs的设计

电致变色多材料墨水可打印性评估：

研究团队对不同电致变色墨水的可打印性进行了评估，包括紫精/PVA/LiCl墨水，PVA/LiCl墨水，PDMS墨水。在不同打印速度、喷嘴尺寸和打印压力作为单一变量时，定性评估了其可印刷性，随后，通过测量不同打印参数下的打印线宽定量优化了打印参数。优选了最佳的打印参数和印刷图案，以最大限度地减少墨水扩散现象，从而实现高形状保真度和无缝界面集成制造。

▲图2 多材料电致变色墨水的可3D打印性评估

多材料电致变色器件的一体化3D打印：

在系统评估多材料墨水可打印性的基础上，选取最优的3D打印参数（压力：300 kPa、速度：6 mm−1、针头：240 μm）进行后续多层电致变色器件的打印，以实现较高的打印保真度。针对可穿戴电子显示、伪装等应用场景，作者设计了多样化的打印图案，包括SOS阵列、心脏阵列、不同的动物模型等。优化后的打印参数即使对于小尺寸、高密度的电极阵列也能以较高保真度实现图案的印刷。

▲图3多材料一体化3D打印集成制造水凝胶基FECDs及其电致变色性能

一体化3D打印水凝胶基FECDs电致变色性能：

3D打印一体化水凝胶基FECDs具有良好的电致变色性能和机械性能，包括高光学对比度（360 nm处最大为54.4％），优异的循环稳定性（10,000 s后对比度保持率大于95％），且5,000次弯曲循环后光学对比度保持率大于80%。基于一体化3D打印技术，集成制造了10×10 cm2的水凝胶基FECDs智能窗户以及不同心型和SOS阵列。

▲图4 一体化3D打印水凝胶基FECDs的电致变色性能

一体化3D打印FECDs可穿戴电子显示、防伪和智能车窗：

基于一体化3D打印FECDs优异的电致变色性能，作者成功展示了其在可穿戴电子的应用潜力。通过心形与SOS阵列在低电压驱动下实现颜色可逆变换分别模拟心率变化与紧急求救信号；此外，所制备的FECDs在防伪显示器中同样表现出色，在不同电压下显示多种自然色调，实现高效伪装；在智能车窗领域，FECDs能在透明与着色状态快速切换，有效调节光线与温度，且具备出色的光学记忆效应，降低了能耗，为智能窗户的广泛应用提供了可能。

▲图5 一体化3D打印水凝胶基FECDs用于可穿戴电子显示、伪装和智能车窗

综上所述，该团队成功展示了一种连续多材料3D打印工艺用于制备FECDs。在选择合理的打印参数的同时，优化了电致变色层、电解质层和封装层油墨的3D打印性，成功实现了无缝界面集成和一体化制造。结果表明，基于3D打印的FECDs表现出优异的电致变色性能，包括高光学对比度、优异的循环稳定性等。该工作为高性能柔性电致变色器件的简化和定制化制造提供了一个有前景的方法，在柔性可穿戴显示器件、运动防伪、智能窗户等领域都有一定的应用潜力。

该工作第一作者为江西科技师范大学硕士生罗晓玉、万荣泰及本科生张钊衔，论文通讯作者是江西科技师范大学徐景坤教授、杨汉珺博士和卢宝阳教授。

来源
高分子科技 l

江西科技师范大学徐景坤、杨汉珺、卢宝阳 Adv. Sci.：3D打印水凝胶基柔性可穿戴电致变色显示器

作 者
徐景坤教授简介：二级教授、江西省科协主席、柔性电子江西省重点实验室名誉主任，全球前2%顶尖科学家、全球前1万、国内前1千名顶尖科学家。主要从事基于应用背景的导电高分子研究。主持国家重点研发计划课题、国家自然科学基金、科技部成果转化项目等国家级课题11项。获江西省自然科学一等奖1项、二等奖1项、江西省教学成果一等奖1项。发表SCI论文600余篇，引用22000余次，H因子74；授权发明专利20余项。

杨汉珺博士简介：江西科技师范大学柔性电子创新研究院硕士生导师。主要研究方向为水凝胶电子器件、太阳能水净化、电致变色等。主持完成省级项目1项，主持在研省重点实验室开放基金1项、校级项目1项、横向课题2项，参与国家自然科学基金项目4项、省重点研发“揭榜挂帅”项目1项。在Adv. Sci.、J. Mater. Chem. A等国际期刊上发表SCI论文24篇；他人引用共计513次，H因子14。

卢宝阳教授简介：江西科技师范大学教授、柔性电子创新研究院常务副院长、柔性电子江西省重点实验室主任。主要致力于导电聚合物人机融合交互界面构筑及先进加工制造技术开发。以第一或通讯作者在Nat. Mater.、Nat. Rev. Mater.、Nat. Commun.、Adv. Mater.、Chem. Soc. Rev.等期刊上发表SCI论文160余篇，引用8000余次，授权中国、美国发明专利20余项。主持国家自然科学基金等项目20余项，获江西省自然科学奖一等奖1项、二等奖1项、江西省高校科技成果一等奖2项。

Citation
Xiaoyu Luo#, Rongtai Wan#, Zhaoxian Zhang#, Manting Song, Lixia Yan, Jingkun Xu*, Hanjun Yang* and Baoyang Lu*, 3D-Printed Hydrogel-Based Flexible Electrochromic Device for Wearable Displays. Advanced Science, 2024, 2404679.

l 谷专栏 l

欢迎高校及科研机构、企业科学家加入谷专栏，与业界分享对推动增材制造发展起关键作用的共性基础科研与应用成果，欢迎扫描下方图片二维码提交您的信息。

白皮书下载 l 加入3D科学谷QQ群：106477771
网站投稿 l 发送至2509957133@qq.com
欢迎转载 l 转载请注明来源3D科学谷

包含清洁工具、液压清洁器、太阳能覆盖卷轴、太阳能淋浴、照明设备、喷泉、温度计等。KOKIDO 拥有一个全球分销网络，产品在58个国家有售，过去10年销量超过7500万台。

KOKIDO 的总部位于香港，经常需要与大陆工厂进行协调。香港负责设计，而内地负责3D打印测试件，这种分工模式常常导致测试缓慢且协调过程漫长。

尤其是当小零件需要进行人体工学测试或外观微调时，无法立即进行测试，通常需要数天时间才能进行，这对产品开发进度产生了不利影响。

KOKIDO 产品开发团队负责人 Alan Ma 在使用低端光固化打印机和旧款FFF打印机时，发现这些打印机不仅使用不方便，维护成本高且占用空间大，因此最终放弃了这些设备。

为了优化产品开发流程，KOKIDO 引入了一台带有 Hyper Speed 升级套件的 Raise3D Pro3 Plus 3D打印机，用于原型制作相关组件和工具，特别是应用于泳池机器人清洁器的开发。

KOKIDO 产品开发团队的负责人 Alan Ma 对Raise3D Pro3 Plus 3D打印机的表现表示肯定，他指出：“这一设备不仅提升了我们的设计和测试效率，而且其打印速度和精度完全符合我们的高标准。”

自从 Raise3D Pro3 Plus 打印机投入使用以来，KOKIDO 在快速测试和改进打印件方面取得了突破性进展，极大加速了产品从概念到原型的转变。

利用 Hyper Speed PLA 材料，打印机在高负荷工作周期中每周运行约50小时，在较为轻松的时期则为20-30小时。迄今为止，KOKIDO 已经成功打印了超过200个零件。

通过使用 Raise3D 打印机，KOKIDO 能够在一天内进行多次迭代，并根据结果迅速修改零件。这种快速测试和高效生产的能力在产品开发过程中节省了大量时间，特别是在需要快速调整和验证的小零件方面。

例如，有些齿轮在最初设计时无法顺畅旋转，但通过 Raise3D 打印机进行调整后，结果非常理想。

通过引入 Raise3D Pro3 Plus 3D打印机，KOKIDO 不仅克服了传统打印机带来的种种不便，还大幅提升了产品开发的速度和效率。

3D打印技术的应用，使得 KOKIDO 在激烈的市场竞争中保持了领先地位，并为其创新的泳池清洁解决方案注入了新的活力。

知之既深，行之则远。基于全球范围内精湛的制造业专家智囊网络，3D科学谷为业界提供全球视角的增材与智能制造深度观察。有关增材制造领域的更多分析，请关注3D科学谷发布的白皮书系列。

白皮书下载 l 加入3D科学谷QQ群：106477771
网站投稿 l 发送至2509957133@qq.com
欢迎转载 l 转载请注明来源3D科学谷 l 链接到3D科学谷网站原文

  打造让用户信赖的高性能户外装备

作为知名的美国户外运动装备品牌，黑钻户外装备公司（Black Diamond Equipment，以下简称“黑钻”）向设计团队提出了一个特别的要求，那便是希望他们能够对所研发的装备怀揣着无比的热情。

黑钻的设计团队始终将细节放在首位，对装备的品质要求非常严格。为了打造出让用户信赖的高性能装备，他们不遗余力，因为这些装备直接关系到用户的人身安全。无论是在悬崖峭壁上挑战极限，还是享受户外运动的乐趣，黑钻的装备都能提供极强的安全感。他们对设计过程中使用的工具也有着严格的标准。多年来，使用设备不断升级换代，如今已囊括了大幅面树脂3D打印、桌面级树脂3D打印机组以及内部选择性激光烧结（SLS）技术。

产品设计实验室经理马特·泰茨尔（音译，Matt Tetzl）深入解读了他们的设计理念与流程，还分享了 Form 4、Form 3L 以及 Fuse 系列3D打印设备如何助力团队缩减实验室内打印等待耗时，从而增加产品在瓦萨奇山脉的测试时间。

▲黑钻的设计团队始终将细节放在首位，致力于打造出让用户信赖的高性能装备。

l 高效打印，快速设计迭代

黑钻的设计团队必须确保他们的产品能够应对各种不同挑战，既要助力登山新手快速适应新环境，也要为专业登山者创造新纪录提供坚实后盾。这背后，是无数次的测试，甚至有些产品要经受数百万次的循环考验。为了满足这种高强度的测试需求，3D打印实验室夜以继日地工作。泰茨尔透露：“我们的3D打印机每天都在不间断运转，以保障团队能够及时交付每一个部件。”

为了高效地管理多个团队对树脂和粉末3D打印部件的需求，泰茨尔利用Formlabs打印机的在线打印管理系统（Dashboard）进行协调。他通常会将大部分用于功能性测试的部件发送到Fuse系列打印机，选择尼龙12粉末（Nylon 12 Powder）进行打印。然而，Form 4 的出现，为许多部件的打印提供了新的选择——树脂打印。“自从配备了Fuse，我们每天都在使用它。但自从有了Form 4，我们开始更多地使用树脂进行打印。凭借它出众的打印速度，现在只要客户提出需求，我们当天就能交付部件。”

对于设计团队而言，能够在当天交付早期原型或最终用途功能测试打印件，无疑是一个巨大的优势。“尤其是设计审查环节，这简直太棒了。我们现在可以在一天之内完成所有工作，而不需要像以前那样，需要分别花费一天时间进行打印、测试和迭代。”泰茨尔对此赞不绝口。

▲Form 4 迅捷的3D打印速度使泰茨尔能够在一天内对这款头灯组件（左）进行三次不同的迭代。

在一个照明项目中，我们一天之内就完成了三次迭代。在下午开会之前，我们就已经设计并成功打印了三个不同的部件。”

—泰茨尔

黑钻户外装备公司产品设计实验室经理

l 操作易上手，生产更可靠

无论是初涉登山的新手，还是经验丰富的登山者，都应专注于脚下的山路或眼前的岩壁，而不必忧虑自己所携带的装备性能。同样，对于装备设计师来说，他们工作的关注点也应是产品设计本身。泰茨尔及其同事们专注于人体工学设计、材料选择、疲劳测试，以及设计顶级装备所需的一系列其他因素，力求打造出顶级的户外装备。

在这个过程中，他们无需担忧3D打印是否会出现失败，也无需担心打印精度是否达标。因为从安装的第一天起，Form 4 的非凡可靠性就让他们能够全心投入到产品研发中。“这台机器即插即用，”泰茨尔介绍道，“只要连接到网络，就是我们熟悉的Formlabs操作界面：上传设计文件、按下打印按钮、取出打印好的部件，操作非常简单。”

从设备设置到与生产流程的完美融合，Form 4 简化了每一个操作步骤。“操作易于上手，”泰茨尔说，“标准化流程、设备即开即用、调平并启动即可。它和我之前使用过的所有其他Formlabs系统一样简单易用。”

由于Form 4 的易用性和卓越可靠性，每次发送部件进行打印时，泰茨尔都无需过多操心。“99%的情况下，我都能顺利完成打印任务。而剩下的1%的意外情况，我也能自己轻松解决。如果打印机出现故障，我通常能在当天就修复好。这种可靠性真的让人非常放心。”他补充道。

l  打印材料丰富多样

对于诸如黑钻户外装备等技术性很强的产品，开发过程需要涉及到多种材料特性和大量测试。最近，泰茨尔团队在轻型登山杖产品设计周期中，对 Form 4 的打印部件和新型灰色树脂V5（Grey Resin V5） 进行了大量测试。

在此之前，他们已经在 Fuse 上使用尼龙粉末对登山杖的部件进行了测试。泰茨尔表示：“我们的大部分功能测试材料均为尼龙材料。但Form 4 能让我们在数小时内尝试多种设计，所以我们选择它来制作这个固定装置。”

起初团队并不确定光固化树脂是否能经受住登山杖所承受的巨大压力和摩擦测试，但登山杖机械装置上由灰色树脂V5制成的按钮在每次35磅的压力下，持续承受了超过一百万个循环测试后完好无损，后续又通过了超过一百万个循环测试。“这种材料比以前的版本更坚固。并且相对于使用 Form 3 打印，安装在头盔上后的细节更加出众。”泰茨尔说。

这类细节对于团队而言非常重要，尤其针对使用桌面级和立式打印机（Form 4 和 Form 3L）打印的大型头盔。泰茨尔表示：“打印部件的表面光洁度非常出彩。大家对于使用 Form 4 与灰色树脂、透明树脂打印的部件都赞不绝口。”

▲这套登山杖疲劳测试装置使用的固定装置分别在 Form 4 中使用灰色树脂V5（左）和在 Fuse 1+ 30W 中使用尼龙粉末（右）打印制成。

l 大幅面打印，“大” 展身手

高效的打印速度、丰富的材料选择以及出色的打印质量使黑钻设计团队能够更快地制作原型，并增强对流程中每个步骤的把控。“最初，我们购买Form 3L 仅是为了制作头盔原型，甚至在刚开始的几个月里，我们都亲切地称它为‘头盔打印机’。”泰茨尔享道，“但随着时间的推移，我们发现这台机器的潜力远不止于此。对于那些需要足够成型体积的项目，Form 3L 同样能大展身手。”

数年前，为了将竞争激烈、技术要求高的鞋类产品开发工作引入公司内部，黑钻团队采取了多项重要举措。他们聘请了专业的制鞋人员，并在引进Form 3L 用于头盔制作后，鞋类团队也发现了新机遇。泰茨尔解释说：“我们惊喜地发现，利用Form 3L 可以制作出全尺寸的中底，而且细节和表面光洁度都达到了比较高的标准。由于鞋类团队需要对中底设计进行大量精细的调整，因此，拥有内部大幅面生产能力对鞋类产品的开发至关重要。”

尽管Form 3L一开始只是作为“头盔打印机”被引入，但它迅速转变成了一个多功能的打印工具，能够支持部门内多个不同项目的需求。在冰上工具开发的最后阶段，Form 3L 助力团队打印出全尺寸原型，使得他们能够在无需担心组装原型在半空中碎裂的情况下，测试抓握感和悬挂性能。经过四年的设计迭代，内部大幅面树脂3D打印技术加速了最终的产品迭代进程。

▲立式树脂3D打印技术在保障表面光洁度或材料多样性的前提下，还可打印人体尺寸的原型。

尽管泰茨尔主要使用灰色树脂来打印大部分部件，但在制作多件式聚氨酯模具时，他选择了透明树脂。“我们一直在Form 3L 上使用透明树脂来制作模具，尤其是那些由多个部件构成的模具。透明树脂的打印效果出色，而且能让我们清楚地观察到聚氨酯填充模腔的整个过程。”泰茨尔分享道。制作过程中，模具会经过清洗、后固化，然后喷涂聚氨酯脱模剂，最后进行注射，整个过程需要固定15分钟。有了内部3D打印模具的支持，团队就能使用聚氨酯等柔软的抗紫外线材料，制作出功能完备的原型，而无需依赖外部模具制作服务。

在引入大幅面3D打印技术之前，公司不得不外包模具和头盔等大幅面原型的制作，这不仅成本高，而且延长了设计流程的周转时间。如今，通过更加精准地控制头盔、鞋类中底和模具的生产流程，公司成功降低了成本，并缩短了产品的交付周期。

▲3D打印技术助力团队能够制造出这类冰上工具的原型，同时消除了组装部件对抓握感和摆动效果产生的潜在不利影响。

l 激光烧结，降本增效

除了运用大幅面树脂3D打印技术，泰茨尔的团队还在公司内部采纳了SLS 3D打印技术。在利用树脂完成设计审核之后，他们采用了更为耐用的材料进行现场功能测试。

此前，泰茨尔一直依赖外部3D打印服务公司进行部件打印，但成本不菲。泰茨尔表示：“通过在公司内部使用相同的材料和流程进行打印，不仅能加快生产速度，还能显著降低成本。这正是我们追求的目标，现在大多数部件的成本已经降低了80%。”

值得一提的是，这些经过现场测试的原型能够承受强烈的冲击和苛刻的使用环境。尼龙12粉末的强度和耐用性，使得黑钻团队能够在户外山地等恶劣环境中使用这些原型产品。在2023年加拿大埃德蒙顿攀冰世锦赛上，有选手使用了配备由Fuse 1+ 30W 设备3D打印的手柄的攀冰工具。该工具曾从80英尺高空坠落到冰面，但在撞击中并未出现任何裂痕或损坏。泰茨尔说：“我们过去曾在滑雪板上使用过功能部件，也为跌落试验机制造过内部零件，这些部件必须能够承受反复的重载。现在，我们终于能够在内部制造出高强度3D打印部件了。”

Fuse 1+ 30W 对于降低鞋类开发成本也大有帮助。在鞋靴成型过程中，内部制鞋员工需要使用大型鞋楦，这些鞋楦通常采用尼龙轧制而成。以前，该团队一直从服务公司采购这些大型部件，但自从使用Fuse 1+ 30W 后，成本从2000美元大幅降至65美元，同时缩短了生产周期。泰茨尔表示：“Fuse已经成为我们扩大尼龙新鞋类项目规模的重要推动力。”

Fuse 1+ 30W 几乎每天都能以15%至20%的打包密度运行，这使得SLS 3D打印成为黑钻团队扩大鞋类开发规模和提高功能测试能力的一种高效且经济的方式。

▲该鞋楦最后是使用尼龙粉末在 Fuse 1+ 30W 上打印而成，从而降低了成本，此类车床尼龙的外包成本可能高达2000美元，但自行打印仅需65美元。

l Formlabs：值得信赖的3D打印伙伴

面对多种多样的产品和极其繁重的打印任务，泰茨尔团队深知，拥有可靠、迅速且品质稳定的3D打印机是至关重要的。黑钻团队始终信赖Formlabs的打印机，他们基于Form 2、Form 3、Form 3+、Form 3L、Fuse，以及最新的Form 4，构建了一套高效的工作流程。随着3D打印技术的不断发展和完善，未来3D打印在各行各业的应用将会愈发广泛和深入。Formlabs将持续为不同行业和领域的研发创新提供可靠保障。

▲Form 4 的可靠性和非凡速度使其成为黑钻打印机机组的重要一环。

知之既深，行之则远。基于全球范围内精湛的制造业专家智囊网络，3D科学谷为业界提供全球视角的增材与智能制造深度观察。有关增材制造领域的更多分析，请关注3D科学谷发布的白皮书系列。

白皮书下载 l 加入3D科学谷QQ群：106477771
网站投稿 l 发送至2509957133@qq.com
欢迎转载 l 转载请注明来源3D科学谷 l 链接到3D科学谷网站原文

近年来，物联网、工业4.0、大数据、人工智能、机器人和数字健康等领域的进步，柔性可穿戴传感器引起了科研人员的大量关注。由于日常穿戴及运动过程产生的磨损继而引发其失效的问题仍然是制约其应用的关键因素之一。改变复合材料中增强颗粒的取向和分布可望提升机械负载方向的力学性能。然而，与牙齿、骨骼和贝壳等天然结构相比，其效果仍然很差。生物界中，鲍鱼具有坚韧的外壳能承受巨大的外力，外壳的珍珠层和棱柱层交叉排列提供了优异的力学性能，受此启发，仿照其结构制备在三维方向适应分布的复合材料，调控获得局部定制化使其兼具耐磨特性，并以此作为传感器的封装层，有望极大提升传感器的服役寿命。

© 3D科学谷白皮书

▲论文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202406108

西安交通大学秦立果团队和杨森教授团队采用磁辅助3D打印定制化打印区域的机械性能，所制备的传感器封装层耐磨性能远超同类。研究团队创新性地在打印体系内加入由磁诱导制备的二维纳米链条作为增强相，在不增加柔性基底刚度的同时，克服其摩擦系数高（本工作相比纯聚二甲基硅氧烷降低了27.7%）及耐磨性差的难题。在长时间的寿命试验中，定制化的传感器表现出了优异的抗磨损性能，定制化的封装层可以推广至更多的柔性穿戴器件。在传感层方面，利用分子动力学揭示了液态金属本征亲柔性基底的特点，通过机械外力破除其氧化层使其更好地与基底粘接，实现可控的液态金属打印。这一工作为可穿戴设备长期服役带来了一种新的设计方法，可以有效地保护传感器延长其使用寿命，推动柔性穿戴设备领域发展。

近日，相关研究成果以“磁辅助3D打印超耐磨柔性传感器”（Magnetically Assisted 3D Printing of Ultra-Antiwear Flexible Sensor）为题发表于国际权威期刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）。

图1.磁辅助墨水书写制备耐磨柔性传感器示意图

图2.与同种封装层材料性能对比图

 传感层液态金属打印调控

在自然环境中，雨水通过低表面张力、毛细作用和重力的协同作用渗入地面。然而液态金属（LM）极易氧化所带来的高表面能阻碍了其于柔性基底材料例如PDMS的粘接（EGaIn的表面能为500 mN m−1）。作者使用了一种由外而内的策略，将Si3N4微球挤压到LM中并混合它们。机械研磨后，Si3N4很容易粘附在LM表面并形成糊状团簇。通过接触角测试验证了这一过程，当LM的氧化层受损时，LM可以表现出对Si3N4的固有亲和力（图3）。实验结果证实，当LM的氧化膜受到干扰时，氮化硅表现出“亲LM”的性质。分子动力学(MD)模拟进一步支持了这些发现，揭示了相同尺寸的LM液滴在Si3N4板和颗粒上表现出相似的润湿特性。作者进一步探索了LM与不同尺寸和浓度的氮化硅颗粒混合组成的油墨的流变特性。氮化硅颗粒浓度的增加可以增加油墨的粘度，而颗粒直径的变化不会产生显著的影响。由于它们在相同质量分数下的数值密度增加，相对较小的粒子增加了碰撞和粒子间相互作用的次数。因此，3µm的Si3N4颗粒对LM粘度有显著影响。最终选出了LM与Si3N4颗粒最适合打印的参数搭配。

图3.磁辅助墨水书写制备耐磨柔性传感器示意图

 二维纳米链条制备
     及超耐磨柔性传感器打印

打印的传感器采用三明治结构，包括中心的传感层和双侧的封装层。在打印过程中，通过剪切力和挤出流场效应，NCs沿打印方向水平排列。通过G代码修改暂停打印后，利用旋转磁场使NCs垂直于打印平面重定向。NCs由通过水热合成得到的Fe3O4纳米粒子组成，这些粒子通过溶胶-凝胶法自组装形成二维纳米结构。在没有磁场的情况下，Fe3O4纳米粒子被SiO2层包覆，形成紧密的核壳结构（图4）。为了在3D打印中实现最佳的纤维对准，作者通过调整磁场进一步探索了NCs的自组装，成功实现了不同纵横比的NCs。随着磁场暴露时间的延长，NCs的长度显著增加。为了提高NCs在PDMS中的打印性，对不同比例的墨水进行了流变学性质的全面评估。测试结果表明，墨水呈现出明显的剪切变稀行为。此外，还评估了墨水的模量和屈服应力，发现NCs0.5墨水在挤出过程中能够平滑地从喷嘴挤出，并在压力释放后迅速恢复到固态，从而保持所需的形状。最终，基于NCs体积分数和纵横比的考量，选择使用NCs0.5墨水进行后续的打印过程。为了确定打印过程中确定NCs磁场方向的最佳方法，进行了理论计算，建立了磁势能和重力势能之间的关系。通过控制磁场的方向性对准效应，最终使NCs垂直于水平面，类似鲍鱼壳的棱柱层。打印的传感器展现在图5a中，呈现棕色，源于NCs的存在。通过共聚焦激光扫描显微镜观察发现，打印的第一层和第五层NCs分别呈水平和垂直于X-Y平面的排列，表明成功地通过剪切挤压和磁场的旋转定向对准效应实现了多层复合材料。最终形成的传感器显示出卓越的线性响应和循环稳定性，适用于可穿戴设备。

图4.二维纳米链条增强相的微观形貌及磁性墨水的流变性能。

图5.耐磨柔性传感器实物图及其传感性能。

 不同打印结构力学性能对比
     及超耐磨柔性传感器摩擦学性能测试

NC纳米链条取向对增强聚合物机械行为的有着关键性影响，作者研究了沿载荷方向平行或垂直排列NC的样品的拉伸机械性能。与纯PDMS基体相比，掺杂M-PDMS但不含NCs的样品的平均弹性模量下降了59.1%。然而，添加NCs后，由于取向的改变，模量有所变化。垂直定向的复合材料显示出平均弹性模量适度增加，而水平定向的则略低。结合两种定向（多层NCs）的样品相对于PDMS的平均弹性模量增加了8.4%。此外，样品的肖氏硬度也有显著变化，修改后的样品硬度值一致高于PDMS样品，其中多层NCs显示出最高的硬度增加，比PDMS高出14.8%。多层NC的屈服强度仅比PDMS样品低9.2%，而其伸长率则高出82.1%。进一步探索了NC定向对机械属性的影响，进行了多个样品的循环拉伸曲线测试，应变为40%。循环拉伸曲线显示杨氏模量显著下降和明显的滞后现象。循环加载期间，PDMS分子链发生结构性疲劳损伤，导致分子链断裂和晶体性质下降，最终导致材料弹性模量总体下降。分子间摩擦增加导致样品中观察到的滞后。比较不同定向的NC样品在各种循环次数下的耗散能量显示，耗散能量随循环次数增加而逐渐减少，表明内部摩擦减少，是由于纳米链的钉扎作用。特别是，多层NCs样品显示出最低的滞后能量，表明多层定向能有效抑制机械能损失并减少材料内部摩擦。此外，作者利用光弹性成像技术研究了不同定向样品在滑动和动态加载过程中的应力变化。在滑动测试中，多层NCs样品的剪切分量显示出沿滑动方向倾斜的条纹图案，这与其他样品不同。动态加载过程中，PDMS样品呈现大量的应力条纹值得注意的是，多层NCs样品的最大应力集中区域与上层对齐，这与模拟结果一致，有利于在摩擦过程中减少底层的损伤，应力主要发生在上层区域。为了验证NC取向对PDMS基底的摩擦学性能的影响，对比了干摩擦下样品的摩擦行为。随着负载的增加，摩擦系数（COF）逐渐降低，符合文献中的模型。在最大载荷10N下，PDMS、不含NCs、垂直NCs、水平NCs、多层NCs和多层NCs-60°样品的COF分别为0.83、0.82、1.41、0.76、1.06和0.60。不同NC定向的样品对摩擦的贡献不同，水平定向的NC的COFs低于PDMS样品，而其他定向的COF相对较高。有趣的是，通过调整打印路径，当角度为60°时，达到最低的COF为0.60。此外，PDMS样品需要600个滑动周期（磨合期）才能达到稳定的摩擦阶段，而不含NC的样品磨合期少于100个滑动周期。引入NC进一步减少了磨合期。含有多层排列和打印角度的复合材料显示出卓越的耐磨性。通过共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）测量的磨损量显示，。多层NC-60°样品的磨损率（5.31×10^-6 mm³/N·m）比PDMS低95%。磨损后，PDMS表面显示出比初始状态更深的凹槽。此外，在磨损后钢球表面观察到细小的磨损碎片和显著的材料积聚（图7）。主要磨损机制包括磨料磨损和粘着磨损。磨损测试后，不含NC的表面经历了显著的撕裂和变形，以及由材料片断引起的裂纹。磨损区域检查显示，垂直定向的NC牢固嵌入聚合物基质中，有效地抵抗了滑动过程中的NC剥离。相比之下，水平定向的NC由于摩擦产生的剪切应力容易从基质中脱落，导致磨损增加。结合两种排列（多层N），磨损后的样品表面没有观察到凹槽或片状，而是显示出有限数量的皱纹，表明没有显著磨损。相应的钢球表面只保留了少量的软材料。多层NC-60°结果显示，磨损表面更完整，没有观察到材料变形或脱落，配对的钢球表面也非常干净，没有材料转移迹象。同时，多层NCs-60°的COF达到最低值0.60，表明这种多层排列和角度不仅具有高耐磨性，还表现出显著低的COF。引入NC显著提高了PDMS的性能，与不含NCs的样品相比有了明显改善。垂直排列的NCs（垂直NCs）在基体中充当有效的固定基桩，增强了在往复摩擦中的耐磨性。相反，水平排列的NCs（水平NCs）在基体中的锁定效果有限，导致在摩擦过程中表面破裂。

图6.纳米链条不同排列取向的机械性能及小角散射分析。

图7.纳米链条不同排列取向的摩擦性能对比及机理分析。

 总结

作者采用磁辅助打印的方法，仿生设计并制备了具有多层结构的鲍鱼壳形貌的传感器封装层，使最终打印的柔性传感器在不增加刚度的同时极大地提升摩擦学性能。该研究为可穿戴设备的长期服役提供一种新的设计范式，为可穿戴设备更好地在人机交互和健康监测等领域提供更强的竞争力。

l 来源：高分子科学前沿

l 谷专栏 l

欢迎高校及科研机构、企业科学家加入谷专栏，与业界分享对推动增材制造发展起关键作用的共性基础科研与应用成果，欢迎扫描下方图片二维码提交您的信息。

白皮书下载 l 加入3D科学谷QQ群：106477771
网站投稿 l 发送至2509957133@qq.com
欢迎转载 l 转载请注明来源3D科学谷

TCT亚洲展作为亚洲地区的增材制造技术专业展览会，从2015年第一届开始便一直关注3D打印技术在消费品时尚领域的应用与发展。据TCT Group的内容总监Laura的回忆，她印象最深刻的还是首届TCT亚洲展上Xuberance展示的3D打印婚纱，这件打印艺术品真正代表了增材制造突破了“设计-制造一体化”的界限，传递了工业工艺更多的可能性。

2017年，来自一家美国珠宝制造商 THEFUTUREOF JEWELRY的负责人作为演讲嘉宾出席了TCT亚洲峰会，她对当年的TCT亚洲展印象深刻：“TCT亚洲展是我参加的第一场增材制造线下展会活动。步入展厅的感受就像获得了3D打印硕士学位。参观TCT亚洲展的经历成为我们将高度个性化的珠宝业务变为现实提供了灵感。”

▲2019年TCT亚洲展珠宝展品

传统的运动鞋设计，限制了许多设计师脑海中那些天马行空的想法。因为无法摆脱技术的限制，从而导致许多概念运动鞋无法成为现实。不过随着 3D 打印科技的普及，运动鞋设计的边界逐渐被打破并正在分裂到新的高度。在过去的十年中，不少时尚品牌都推出了3D打印鞋履。

▲相比于大部分公司只专注于中底和鞋垫，匹克能够实现3D打印整鞋，包括鞋面。

▲LV Cobra的3D打印拖鞋

▲Fendi的隈研吾风格鞋子

除了鞋子、珠宝、服装以外，在3D打印技术的加持下，多家海内外的眼镜厂商将人脸三维扫描、虚拟试戴、参数化设计、3D打印等技术融为一体，为用户“量脸定制”，制作出贴合每个独特人脸的个性定制化眼镜，更能设计制造出颇具个性化的创意性眼镜！

▲创意3D打印眼镜

不难看出，近些年已经有越来越多的品牌正在利用3D打印科技，试图颠覆传统的消费品时尚制造业，不过想要令3D打印产品成为主流，仍需要投入大量的金钱与时间，就现阶段来看，未来的3D 打印时尚产品还存在着许多惊喜等待被发掘。

2024年5月9日，TCT亚洲展同期将举办消费品与时尚论坛，邀请来自眼镜制造行业、珠宝设计与制造行业，以及服装设计与制造行业的3D打印技术终端用户，与大家分享从业以来的应用案例，如何引入3D打印技术，能为消费者带来哪些便捷、时尚、新颖的使用场景，又是如何一步步布局商业蓝图，渐成规模？

知之既深，行之则远。基于全球范围内精湛的制造业专家智囊网络，3D科学谷为业界提供全球视角的增材与智能制造深度观察。有关增材制造领域的更多分析，请关注3D科学谷发布的白皮书系列。

白皮书下载 l 加入3D科学谷QQ群：106477771
网站投稿 l 发送至2509957133@qq.com
欢迎转载 l 转载请注明来源3D科学谷 l 链接到3D科学谷网站原文

 使用 AI 的艺术家

在陶瓷之外，人工智能融合的艺术正在蓬勃发展。纽约现代艺术博物馆的雷菲克·阿纳多尔（Refik Anadol）的《无人监督》（Unsupervised）和梅莫·阿克滕（Memo Akten）的互动装置等项目都体现了人工智能在艺术中的创新应用。与人工智能驱动的机器人合作的 Sougwen Chung 和 Jake Elwes 等艺术家的作品解决了人工智能中的偏见，展示了这项技术在创作过程中的各种应用。

当代陶瓷艺术家也越来越多地将人工智能的先进技术融入他们的陶瓷实践中。Nicolas Touron采用3D粘土打印，将数字设计转化为有形雕塑。这种方法将数字技术的精确性与传统雕刻的动手方面相结合，允许快速设计原型制作，并创造独特、复杂的作品，突破传统陶瓷的界限。布莱恩·彼得斯（Brian Peters）还专门研究3D打印陶瓷，并利用这项技术制作大型公共艺术品和室内装置。他的作品包括通过手工精加工、上釉和烧制工艺实现的独特纹理和设计。Megumi Naitoh 开发了一种名为 Orimeware 的技术，它将3D模型和类似折纸的技术与滑移铸合在一起。她以数字方式对一个形状进行建模，将其展开成二维图案，然后使用该图案创建一个用于滑铸的大量形状。Jay Jensen 利用数字 CAD 技术来设计他的表格。他将这些设计转移到装饰有图形图案的板式陶器中。Jensen的工艺为陶瓷工艺增添了转型的一步，将现代主义设计与建筑联系起来。

这些艺术家站在将数字技术融入陶瓷艺术的最前沿，展示了3D打印、数字设计和计算工具等先进方法如何改变传统实践。

艺术作者身份的复杂性也引发了重大争论。当一件作品是在人工智能的帮助下设计的，艺术家到底是谁？是设计人工智能的程序员，还是输入人工智能的陶艺家，还是人工智能本身？这个难题挑战了我们对创造力和作者身份的传统理解。另一个道德层面是人工智能驱动实践的可持续性。随着陶瓷艺术家越来越多地采用数字技术，考虑这些技术对环境的影响变得势在必行。人工智能系统和数字设备的能源消耗必须与许多陶艺家所珍视的环保精神进行权衡。

此外，还应考虑人工智能在设计挪用中的作用。当人工智能系统从不同的文化艺术品中获取数据时，存在文化盗用和同质化的风险。艺术家必须小心翼翼地驾驭这些水域，确保人工智能被用作学习和灵感的工具，而不是抹去文化遗产的细微差别，或复制其他艺术家的风格。

l 文章来源：中国陶瓷杂志

知之既深，行之则远。基于全球范围内精湛的制造业专家智囊网络，3D科学谷为业界提供全球视角的增材与智能制造深度观察。有关增材制造领域的更多分析，请关注3D科学谷发布的白皮书系列。

白皮书下载 l 加入3D科学谷QQ群：106477771
网站投稿 l 发送至2509957133@qq.com
欢迎转载 l 转载请注明来源3D科学谷 l 链接到3D科学谷网站原文

 携手3D打印技术
     中国美术学院以“三新”助“三力”

中国美术学院创建于1928年，是国家“双一流”建设高校、浙江省首批重点建设高校。其秉承着“行健居敬，会通履远”的校训，始终致力于中国的艺术教育建设，九十余年来聚集和培养了众多杰出艺术人才。在数字化经济的高速运行下，中国美术学院深刻意识到科技创新对教育变革的重大意义，及增材制造技术与艺术创作的高度契合。为此其果断选择与联泰科技携手，以3D打印技术铺展数字教育新画卷。

联泰科技成立于2000年，是全球著名的工业级3D打印领域的头部企业，其产品技术覆盖打印设备、打印材料、打印软件及打印服务这一行业上中下游的全闭环，在工业级3D打印市场已具备较为明显的全产业链整合能力。目前在全球拥有中国、欧洲、北美、亚太、中东五大营销区域，产品远销全球50多个国家和地区，覆盖客户超过5000家。其技术被广泛应用于航空航天、电子电器、口腔医疗、文化创意、教育、鞋业、建筑等行业。

1  以“新技术”为数字教育“强内力”

传统手工制作向智能化3D打印的迈进让数字教育得到了具象化展现，如何将创意落地为现实成为了人才培育体系中的一大难题。而在这一变现过程中，设备的专业度往往起着至关重要的作用。中国美术学院利用联泰科技工业级3D打印设备G1400及Lite800，在生产端为学生艺术成品的展现提供了充分的保障：

▲中国美术学院实际教学应用场景

I  大幅面工业级SLA 3D打印机—G1400

G1400隶属于联泰科技大幅面工业级SLA 3D打印设备—G系列，该系列目前拥有G1400、G1800、G2100三款设备，主要对标大尺寸一体成型生产需求，目前在汽车制造、航空航天、文化创意等众多行业拥有广泛应用。其中G1400凭借成型速度快、质量优、稳定性强等优势，为艺术设计带来了诸多益处。

▲大幅面工业级SLA 3D打印机—G1400

01 行业独创核心算法

G1400配备联泰科技独创的自动标定技术，标定点数高达1798个，打印精度再次进阶。其分别采用 PSD 位置传感器来获取激光的实时位置，采用磁性位移传感器来获取 PSD 的实时位置。通过刮刀以及刮刀上的电机来驱动 PSD传感器在设备内移动，由此完成自动标定的功能。且标定过程采用全自动化设计，操作简单方便，不受人为因素影响。这一技术上的保障出色还原了学生们天马行空的艺术创作，让所思即所得。

同时G1400采用国内首创交叉式拼接算法，可实现多处拼接，且拼接处无错位，无接痕；零件两端尺寸偏差在0.1mm内，既能保证成型件在拼接区域的表面质量，又可保证拼接区域的力学性能，基本接近同一振镜独立扫描成型的制件的力学性能（90%以上），且经联泰科技严格测试，该技术下拼接件平均拉伸强度可达96.9％。这一智能算法有效满足了大尺寸艺术成品的高度还原，在成型精度及速度上实现了双向均衡，让人才培育不再“畏手畏脚”。

02 智慧革新一体成型

G1400内置1400x700x500mm超大成型幅面，可同时兼容大尺寸一体成型及小批量满版打印的生产需求。配合双振镜同步技术，通过精密算法及系统的升级，可对每个独立的激光器实现同步控制。多激光器同步后，打印效率明显翻倍。同时G1400采用联泰科技自研的可变光斑设计，打印过程中可适配目标模型自主调节光斑大小，全幅面光斑一致性再度提升，有效缩减了打印时长，在日常教学及艺术创作中进一步节省了人才培育的时间成本。

03 进口配置稳定升级

G1400选用进口优质配件，其内部结构选用大理石涂覆平台及进口精密丝杠，花岗岩防水基座具有极好的强度和精度，不易受温度或环境的影响，设备整体稳定性更强；配合丝杆定位补偿技术，能够有效确保工作台的精准定位。硬件上的严格把控有效延长了设备使用寿命及打印稳定性，为用户提供了更极致的操作体验。

I  高精度工业级SLA 3D打印机—Lite800

Lite800对标联泰科技工业级SLA 3D打印设备—Lite系列，该系列发展至今已拥有较为成熟的设备体系及应用市场，旗下衍生出Lite100、Lite300、Lite450、Lite600、Lite800、Lite1000等众多设备类型。其中Lite800在艺术教育中的融入为中国美术学院的数字化发展给予了重大支持。

▲联泰科技高精度工业级SLA 3D打印机—Lite800

1 独创液位控制系统

Lite800采用行业独创的液位控制算法，层间液位精度＜0.01mm，可实现涂覆系统快速、稳定的调整控制，进而有效减少液位调整时间，大幅提高打印效率。

2 搭载核心智能算法

Lite800搭载工业级AI智能算法、融汇多路传感系统，同时配备坏件自主监测功能，可时刻保障打印稳定性。在精度、效率、性能等多个维度为用户进一步营造良好的3D打印环境。

3 升级自动标定技术

Lite800独有的振镜自动标定技术，使标定精度提升＞100%，打印精度再次翻倍，工业级打印标准助力产品表面质量更加优质。

2 以“新思路”为艺术创作“增动力”

艺术创作中，最大限度的激发学生的创造力往往是教育的关键点。雕塑与公共艺术学院黄平老师表示：“囿于传统工艺对复杂结构的束手无策，学生们的创作热情度及创意变现性受到了极大地禁锢，这也导致学生在艺术创作时更偏向于简单设计的输出。”

而在引入联泰科技增材制造数字化综合解决方案后，这一问题迎刃而解。其中对于联泰科技自研的自动化软件Unionfab ONE的应用，进一步满足了学生在设计端的创作需求：

▲联泰科技自研的自动化软件Unionfab ONE

Unionfab ONE是联泰科技推出的一款简捷生产的自动化软件，是下载即用、一键提效、快速协同的 3D 打印工具软件。其囊括了客户常见的 3D 打印数据准备与上机打印的使用场景，针对自动导入、修复、排版、支撑、切层、上机等环节能够实现全流程自动化处理。依托于3D打印技术对复杂结构的高度适配性及用户友好型智能设计，Unionfab ONE为学生的艺术创作增添了更多的底气，让“束手无策”变为“触手可得”。

▲中国美术学院智能软件应用场景

3 以“新成果”为人才培育“注活力”

在联泰科技专业设备的加持下，中国美术学院成功践行了国家教育方针中对数字教育的大力弘扬，并在增材制造技术的融入中孕育了人才培育的新成果。从最初的设计端到生产端再到如今的产品端，3D打印技术与教育教学、艺术创作的梦幻联动，在此时此刻形成了完美闭环。

▲中国美术学院艺术品展示

向美而行，以美育人。此次联泰科技与中国美术学院的通力合作是增材制造技术在教育教学、文化创意领域的进一步融合。联泰科技表示，很荣幸能够见证并参与人才培育机制的转型升级和艺术创作的再度进阶。未来联泰科技也将与时俱进，持续创新，以增材制造技术扣响更多“神秘世界”的大门。

知之既深，行之则远。基于全球范围内精湛的制造业专家智囊网络，3D科学谷为业界提供全球视角的增材与智能制造深度观察。有关增材制造领域的更多分析，请关注3D科学谷发布的白皮书系列。

白皮书下载 l 加入3D科学谷QQ群：106477771
网站投稿 l 发送至2509957133@qq.com
欢迎转载 l 转载请注明来源3D科学谷 l 链接到3D科学谷网站原文

 传统鞋样设计、开版之痛

一款新鞋从设计构思到作出成品中间约有120道工序，一般大厂品牌在新品正式大规模生产之前，光是设计开发的流程周期就需要约8-12个月。在漫长的设计流程中，楦师会先根据大数据，或者已有产品和经验来反复修改打磨设计和制作楦头。随后，开版师则在楦师交付的楦头上贴美纹纸，绘制帮面式样，获取帮面样板。后道工序则会基于此样板来进行皮料的裁剪、缝制等。

贴楦后绘制帮面样

然而鞋楦的表面是一个凸凹不平的弯曲表面，而鞋帮的样板或鞋帮部件却是2D平面状态，展平面复原到楦面上时也一定会有空间角的变化。如何在楦面基础上精确计算帮样板的加工余量，则是鞋业开版设计中的一大难点。

取翘（跷）：鞋楦曲面到平面样板转化产生的误差
来源:“鞋天地”公众号

 3D扫描技术助力鞋企开发提质增效

01 数字化开版精准高效

通过Transcan C可变分辨率彩色3D扫描仪快速获取鞋楦准确、完整的三维数据，然后导入专业的设计软件，将平面设计稿或者照片直接贴图到鞋楦的三维模型上面。并按照鞋楦尺寸调整贴图，然后基于贴图图案进行勾线分区，3D扩展建模。建模完成后，设计师可对此模型（基于楦头数据设计出来的鞋模）进行不同材质，配色的调整，然后基于材质属性、色彩呈现效果等来调整局部分块的设计，最后基于最终的渲染效果呈现情况，来决定是否需要打样生产。

鞋楦扫描示意&数据展示

鞋楦贴图

分区构线扩展建模

鞋面材质、配色预览

鞋模设计完成后，可直接在设计软件内将立体鞋面进行展平，得到各块皮料的准确平面图。生产可基于此平面图精确计算生产成本，规划排版后，将数据导入皮料切割机，即可快速完成鞋面制作。该数字化开版设计模式不仅显著提高了开发效率与生产质量，也极大地节省了开发所需的人力及耗材成本 。

鞋面展平&裁剪

*本文引用设计软件由广东时谛智能科技有限公司开发

02 赋能鞋业新零售生态

成品鞋亦可通过Transcan C可变分辨率彩色3D扫描仪进行数字化存档，不仅可助力企业快速建立自己的商品数据库，同时亦可结合各类3D营销软件工具，打造3D场景购物体验，赋能促生鞋业新零售模式。

3D内容采集，快速上线商品模型
Transcan C卓越的色彩及实物的尺寸还原能力，与先临三维数字云强大的3D线上展示、协同、编辑能力完美结合，为商家量身打造了一套创新的3D数字化商品营销解决方案。通过3D扫描硬件建模+3D模型云端协同编辑的形式，实现了商品模型的高效采集及交互式3D展示。消费者可在商品详情页中全方位浏览查看商品细节，享受到近乎实体店的线上购物体验。

商品3D交互展示，激活用户消费意愿
用户可以根据自己的风格、喜好，选择不同颜色、材质组件进行组合搭配，形成具有个人风格的搭配方案，满足消费者个性化定制需求。

创新3D内容营销，抓住消费者眼球
商家亦可利用Transcan C获取的高精度彩色3D模型制作创意概念视频，用于媒体门户平台的宣传推广。

 Transcan C应用优势

高精度：Transcan C最高精度可达0.035mm,可准确还原楦头的尺寸及形状，为后续鞋子设计开发、加工制造等打下坚实的数据基础。

全自动：搭配全自动转台，人工干预少，仅需几分钟即可采集鞋楦、成品鞋的高品质三维数据，极大地节省了产品开发、制造的时间成本。

高保真：搭载两个彩色相机，可以输出高达1200万像素的纹理贴图，可以高度还原鞋子外观的色彩信息，加速鞋企电商内容营销由2D向3D转变，以酷炫和趣味性的交互方式，帮助商家精准快速抓住消费者的眼球。

 结语

高精度3D数字化技术的引入，不仅成功破解了传统制鞋业在开发周期、成本及前期测量流程方面的多重困境，且推动了鞋业新零售迈入3D时代的新篇章。依托深厚的三维视觉技术沉淀，先临三维成功为鞋企打造了一条“开发设计-制造-营销”的全新数字化链条，极大的提升了鞋企的生产与销售效率，助力鞋业制造跨入一个崭新的数字化纪元！

知之既深，行之则远。基于全球范围内精湛的制造业专家智囊网络，3D科学谷为业界提供全球视角的增材与智能制造深度观察。有关增材制造领域的更多分析，请关注3D科学谷发布的白皮书系列。

白皮书下载 l 加入3D科学谷QQ群：106477771
网站投稿 l 发送至2509957133@qq.com
欢迎转载 l 转载请注明来源3D科学谷 l 链接到3D科学谷网站原文

当时在美国谷歌工作的罗凡，在一次滑雪头盔的选购时候，意识到了国内这一领域存在的空白市场，便找到了智能硬件的连续创业者，卡内基梅隆大学的校友刘旭璐，两人讨论后觉得大有可为，便一同回国创立了“云量几何”公司。经过几年的产品打磨，“TalentLand聪明岛新一代婴儿智慧矫形头盔” 诞生。

儿科期刊《Pediatrics》2019年的研究表示：中度/重度头型异常的儿童在学龄时的学业表现、认知（语言、逻辑、空间等）能力更差，并可能引起神经发育迟缓、运动发育受限等问题；“聪明岛”的名字正是带有当代父母的一种期盼。作为国内首个获得NMPA（国家药品监督管理局）批准的婴儿颅骨矫形固定器。

“聪明岛矫形头盔” 的原理是在婴儿的头颅可塑性较强的时期，将头部鼓起的部分施加温和的压力，另一侧则预留生长空间，防止头部再次因受力不均而变形，从而使婴儿的头部在自然生长的过程中达到理想的形状。这款矫形器面向3-18个月的婴儿，推荐矫正月龄也和美国的FDA规定一致。目前云量几何已和全国20余家三甲儿童医院和高端民营医院达成合作，在上海、杭州、北京、深圳、重庆、郑州等地均设有服务网点。

矫形头盔产业，和其他康复类矫形产品的情况类似——未经认证和授权的产品横行，行业良莠不齐，许多矫形门店缺乏专业的技师人员，有的凭借师傅的“感觉”进行打磨制作；有的直接以给婴儿头上贴石膏的方式进行“治疗”；各种在线平台上，则充斥了各种缺少医疗器械相关资质的矫形枕、婴儿帽等产品。

电商平台各种各样的婴儿头型矫正工具

作为谷歌的工程传统，云量几何的把AI辅助数字化作为底层逻辑，将抽象的经验变为可被记录、被复用、被标准化的评估、预测逻辑以及产出结果。前端通过3D全景手持式扫描仪采集宝宝的三维头型数据；通过自研的数字矫形方案定制软件，能智能分析宝宝二维和三维颅脑发育情况；第三是依据自研的评估软件，能预测宝宝未来的头型生长状态；再用3D打印方式定制完成矫形头盔。

其中选择3D打印作为生产工艺，联合创始人兼COO刘旭璐表示：“选择3D打印有多个考量，第一，CNC等工艺有很多限制和局限，很多需求无法满足，比如重量，因为婴儿佩戴重量是要减重的，现在通过一些镂空的结构设计，我们现在重量最轻的头盔仅有110g，这一点是传统工艺无法达成的。

减轻重量的同时，还需要保证产品的透气性，因为通常矫正器一天要佩戴23个小时，所以透气不出痱子都是产品需要做到的；还有就是生产周期，为人父母的都知道，3岁以下的孩子可以说是一天一变样，如果按照传统供应链定制2-3周才能拿到产品，孩子发育可能和当时的扫描结果已经有了变化。因此，3D打印是必然的选择。”

云量几何首先引入了工业级的MJF技术作为生产主力，而后刘旭璐对于打印产品的特性有了更多的想法：“首先是打印产品的灵活性，一件能制作能丰富我们的生产灵活度；其次FFF技术的材料选择会更多，有一些特殊体质的宝宝对某一种尼龙可能有过敏的情况，用PP或者PC的材料制作能很好地补充解决这一问题。”

在比较了多家厂商的产品后，刘旭璐选择了Raise3D E2 3D打印机作为使用机型，谈起选择Raise3D的原因，他说道：“和其他FDM/FFF厂家相比，复志（Raise3D）在这一领域具有国际视野，在矫形领域和国外的许多知名医疗相关机构和材料企业合作，对于医用3D打印工艺制程的经验是很多国产品牌所不具备的，这帮助我们解决了合规生产中的许多痛点。”

Evonik 的多款植入材料也在近期加入了Raise3D开放耗材计划

刘旭璐表示：“E2现在放在公司自建的GMP工厂，表现出卓越的高精度和稳定的打印性能，在装机投入生产后一直处于全天候运转的状态。平时除了生产婴儿颅骨矫形固定器外，还会3D打印一些头骨模型、头模支架以及门店装饰板架子等部件，3D打印机平均每周工作 100小时左右。”

GMP工厂的E2 3D打印机

对于配套的ideaMaker的切片软件而言，则是一个轻量化的数据准备体系。通过将患者的三维骨骼数据输入ideaMaker系统中，简单编辑，就可以用E2将矫形模型快速打印出来。同时，ideaMaker切片软件内置了不同品牌、不同材料特性的材料模板，如TPU材料就涵盖了85A到64D在内的多种硬度选择。

在切换材料时候，工程师可以根据需求换料后直接使用预设好的打印模板进行打印，无需重复的调试参数验证或清理粉末。当工程师修改3D打印模型的机械性能设定时，也可以直接在ideaMaker中完成设置，无需重新绘制模型。

从开发截瘫人群的轮椅部件，到为医院提供矫形鞋垫方案；Raise3D会持续帮助失能群体，利用3D打印和数字化技术，Raise for Diversity 为每一个不同。

知之既深，行之则远。基于全球范围内精湛的制造业专家智囊网络，3D科学谷为业界提供全球视角的增材与智能制造深度观察。有关增材制造领域的更多分析，请关注3D科学谷发布的白皮书系列。

白皮书下载 l 加入3D科学谷QQ群：106477771
网站投稿 l 发送至2509957133@qq.com
欢迎转载 l 转载请注明来源3D科学谷 l 链接到3D科学谷网站原文