通風且耐用， 透視狼爪登山包3D打印背墊“背后”的精益生產解決方案
你是否有過背著重重的背包，后背和背包之間熱的要融為一體的難受感？當卸下背包后，后背濕透，粘在身體上的衣衫的尷尬感？提升背包旅行者體驗，領先的戶外運動裝備制造商Jack Wolfskin（德國狼爪）推出了一款帶有3D打印背墊的徒步旅行包。Jack Wolfskin 尋求通過這一全新的3D打印材料，大幅改進了徒步旅行包的設計，突破了旅行包在重量、耐用性以及通風性方面由來已久的痛點與局限。
本期，將揭示Jack Wolfskin 在徒步旅行包產品開發中的3D打印應用邏輯，以及Jack Wolfskin 合作伙伴裕克施樂實現3D打印背墊量產的增材制造精益生產解決方案為體育用品設計創新帶來的勢能。
© 裕克施樂
更輕松的旅行
Jack Wolfskin 將旅行包中使用的3D打印背墊命名為“3D Aerorise Carry System（3D Aerorise 背負系統）”。3D Aerorise 系統由分布在肩部和下背部的4個獨立的3D打印背墊組成，在多區域與旅行者的身體進行貼合。
這些3D打印背墊由具有數千個獨立支柱的開孔晶格結構制成，取代了傳統的泡沫填充材料。這樣的設計提升了背包的透氣性。此外，3D打印晶格結構由數千個具有不同垂直和水平強度的桿狀彈性連接組成，其軟硬度可根據需要進行適應性的設計調整，從而實現卓越的舒適性和負載分布。
© Jack Wolfskin
總體而言，3D打印晶格點陣結構提供了許多迄今為止傳統生產方法無法實現的產品性能。例如，減輕重量、改善通風，從而使壓力區的溫度降低多達 5 攝氏度。另一個優點是，尤其是在高負載的情況下增加旅行者的佩戴舒適度。
©3D科學谷白皮書
舒適性、負載控制和通風透氣性是旅行背包設計中由來已久的挑戰。Aerorise系統中所應用的3D打印技術為徒步旅行者帶來了更好的體驗，并將戶外運動用品行業帶入一個新的方向。
輕松背后的“小點陣、大洞天”
在Jack Wolfskin的 “3D Aerorise Carry System”中，其核心技術為3D打印晶格點陣結構。隨著帶有3D打印鞋中底的運動鞋在消費市場上打開局面，其中的關鍵技術-基于彈性塑料材料的3D打印晶格點陣結構作為替代傳統泡沫塑料的新一代緩沖、防護材料，引起了制造業的關注。
Jack Wolfskin的制造合作伙伴裕克施樂（OECHSLER）在3D打印晶格點陣在點陣晶格結構3D打印領域已積累了大量生產案例，在塑料3D打印零件生產領域建立了從產品設計開發到量產的精益制造體系。裕克施樂有針對性的細化客戶需求，利用晶格設計擁有的獨特設計靈活性，達到客戶產品所需的功能，性能等要求。晶格設計往往擁有復雜的幾何結構，而制造復雜的結構恰好是增材制造技術在工業制造中的競爭優勢之一，可以說晶格設計與增材制造的絕妙組合將能給客戶的產品帶來獨特的創新性。
附加值創造背后的“精益生產”
裕克施樂在點陣晶格結構3D打印領域已積累了大量生產案例，在塑料3D打印零件生產領域建立了從產品設計開發到量產的增材制造全價值鏈增值服務。通常，塑料3D打印給人的感覺是門檻不高，這也使得嘗試塑料3D打印的企業越來越多，然而更多的應用局限在制造手板原型，那么從原型的3D打印制造到自動化的大批量量產，其中的門檻到底是什么呢？這其中是否存在著另外一種層面的極高要求？
對于量產3D打印產品而言，保持質量一致性至關重要。裕克施樂通過嚴格的生產環境控制，選擇合適的打印技術和優化的后處理工藝來實現打印量產質量的一致性。裕克施樂整個生產車間，包括原材料存儲倉庫通過獨立的控制系統實現溫度濕度的穩定控制，配合不同區域點位的實施監控形成閉環管控，保證了整個打印生產過程環境的穩定性。裕克施樂擁有全球最多的Carbon 3D打印機。就在2022年8月，裕克施樂還在增材制造領域拓展了與Carbon公司的合作關系。裕克施樂將在其中國太倉工廠與Carbon 續簽120臺3D打印機的合同，將生產產能提高至每年200萬個零部件。
采用逐層沉積原理的增材制造工藝，其機械性能取決于部件的打印方向（各向異性），而Carbon 的DLS 數字光合成技術所生產的零件在所有方向上都表現一致（各向同性），這是保證打印產品質量一致性的條件之一。
此外，裕克施樂在產品前處理和后處理方面的豐富專業知識對于批量生產的高效率具有決定性意義。對于某些需要二次固化的3D打印產品而言，產品的后處理好壞，除了會直接影響外觀表現外，更是會直接決定最終產品力學功能特性。裕克施樂在后處理工藝研發方面的能力與豐富經驗，為量產產品的質量一致性提供有效保證。
一站式附加值創造解決方案
增材制造-3D打印是發展最快的制造技術之一，它為產品設計帶來的創新空間以及在生產批量上的靈活性已經說服了許多行業。裕克施樂和Carbon的合作由來已久，以Carbon精湛的3D打印技術為依托，裕克施樂源于德國的制造嚴謹精神，雙方的合作不斷的將3D打印推動起來，邁過量產的門檻。
在體育用品領域，裕克施樂和Carbon 通過彈性材料3D打印晶格點陣結構批量生產技術，助力品牌方突破傳統材料的束縛，實現了許多創新性的產品，例如阿迪達斯運動鞋中底、橄欖球防護頭盔內襯、自行車鞍座。
聚焦為各類全球有影響力的品牌增加附加值，裕克施樂交付的不僅僅是制造這一個環節，舉例來說，裕克施樂還獨立設計研發了3D打印運動用品系列Sporting Goods，包括運動員護肩墊、護胸墊、護肘套、護膝套、護膝墊、運動鞋鞋中底、以及自行車的坐墊、自行車手把。
裕克施樂聚焦于從理解產品設計到精益制造的know how，從而為其客戶提供品牌升值之路所需要的一站式附加值創造解決方案。在這類應用中，3D打印晶格點陣結構替代傳統泡沫材料，通過面向增材制造的設計，顯著改善體育產品的舒適性、透氣性、負載控制等性能，最終提高了體育產品用戶的使用體驗。
增材制造-3D打印為顯著改變戶外裝備和體育用品的設計和產品開發創造了條件。當阿迪達斯、 Jack Wolfskin等知名體育品牌主動擁抱3D打印技術，并將其與新產品制造、品牌附加值深度結合時，是3D打印技術賦能體育產品創新又一“著陸點”。
(責任編輯：admin)
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