杀手级3D打印应用：可变密度缓冲

3D打印应用的最大机会之一是可变密度缓冲。这是一个被广泛误解的领域，可以为增材制造（AM）释放数十亿美元的收入。其中一个原因是，除了多年前在Ultimaker的出色努力之外，目前在材料挤出方面没有有意义的跨行业应用开发。另一个原因是，世界上有太多的鞋子虚假信息，以至于失去了真正的价值。这两个问题都给可变密度缓冲这一重要机会蒙上了阴影。

应用程序开发成功

虽然可变缓冲中的材料挤出选项正在被遗忘，但HP，Carbon和EOS在收集跨学科技能和经验以与合作伙伴一起开发新应用方面做得非常出色。这些原始设备制造商 （OEM） 与远在攀岩鞋、户外用品商、自行车座椅和篮球制造商等材料公司和制造商合作，正在开发以技术为中心的最终用途应用。

这三家公司已经意识到，为了真正推动添加剂的发展，他们必须整合价值链的一部分，共同开发突破性应用，使他们的技术1.，真正的数量充满2.，利润和3.，营销影响。这三位一体可以让这些公司获得与其平台和营销相关的新收入来源，并敲打业务发展的成功。如果他们转向一家体育用品公司，整个行业可能会转向某些组件的添加剂。如果3D打印革命不像最初想象的那样受欢迎，我们应该设置路障。或者，也许在这个比喻中，将这三人视为唯一建设性地致力于通过突破性应用拆除路障以添加添加剂的人会更合适。

缓冲解释

专业/CESS 自行车座椅。图片由Tim Schültze在Instagram上提供。

3D打印可以发挥作用的一个关键领域是缓冲各种物品，包括以下内容：

• 头饰：头盔、遮阳板、听力保护装置、眼镜、安全眼镜、耳机、运动器材把手，包括车把和方向盘、手套

• 座椅：自行车、摩托车、椅子、汽车、卡车司机、送货员、飞机、头枕、背包、滑雪板、溜冰鞋、拖鞋和鞋子、适用于各种运动、辅助和工业设备的抓取表面、假肢、牙套、辅助设备
• 电脑鼠标和其他外围设备

如果我们将缓冲表面视为单一应用，那么它最终可能成为全球产量最大、利润最高的3D打印应用之一。在数量和利润保护之间存在着潜在的平衡，公司变得很像戈尔。这家价值 45 亿美元的纺织企业以 Goretex 而闻名，Goretex 价格昂贵、功能强大，是透气天气保护的黄金标准。

到达那里将是一个艰难的过程，但3D打印的潜力将比这大得多。AM在两个特定领域可以优于其他工艺：表面和缓冲。我们将在另一篇文章中研究3D打印表面的抓地力，芯吸和最佳性能。在这里，我们只看缓冲。

一般来说，3D打印鞋的机会被看不起，因为制造鞋子的成本水平与添加剂鞋类和鞋垫的成本水平之间存在巨大差距。我完全同意。大多数3D打印鞋的东西都是营销绒毛。这是使用3D打印来锚定具有成本效益的营销活动的一个很好的例子。然而，我确实相信，在当前的经济范式中，鞋子有一些真正的机会，因为它涉及拖鞋、机构鞋、专用鞋类，并作为某些小批量、低时尚风险模型的差异化因素。最终，当材料成本显着降低并建立真正的自动化3D打印生产时，将有可能降低成本，符合鞋类制造商的期望。相反，有人可以通过降低时尚风险和拥有更好的利基设计来破坏现有的鞋子市场，这些设计更及时，这与Zara的Inditex对时尚市场造成的破坏一致。现在，这些都是冰雹玛丽类型的发展，如果星星对齐，可能会发生。但是，鞋类一厢情愿之间的鸿沟混淆了该类别的未来潜力。

仿生学：3D打印软座椅（2014）：仔细观察材料。图片由Dezeen提供。

现在，在鞋子虚假信息的部分云层下，我们可以看到一个奇特元素的出现：格子。如果您想减轻某处非结构组件的重量，晶格非常有用。我们将在AM中被格子包围 – 就像 – 永远一样。它们是在还原光聚合和粉末床熔融中获得缓冲同时节省材料成本和打印时间的最明显方法。它们超酷、独特的 3D 打印外观意味着设计师、C 级类型和营销人员都喜欢它们。晶格可以做很多令人惊奇的事情，但它们在很多应用中都非常有问题和过度使用。

关于晶格，我能说的最积极的事情是，到目前为止，它们是消费应用中聚合物添加剂的普锐斯。到现在为止，你可以看到正在发生的事情：与制造格子相关的人正在制造营销人员喜欢的格子，因为他们的过程部分地与这些结构相关联并认同这些结构。你不会相信未来部门的草图目前是多么以格子为中心。很难预测晶格在应力和重复力下的性能。经过多次可变的负载循环后，粉末床熔融和还原聚合部件的性能会下降。毫无疑问，这些问题会随着时间的推移而得到改善，但有更好的方法。

牢房角落里没有人

材料挤出是一种非常具有成本效益的3D打印工艺，但由于没有人真正尝试开发该技术或以任何重要方式进行任何突破性的应用开发，因此没有人在缓冲中争取材料挤出。晶格比比皆是，但单元格形状被忽略。

对我来说，添加剂方面几乎没有完全突破性的时刻，但其中一个时刻是我在 2014 年看到史蒂夫伍德（又名“Gyrobot”）关于可变密度鞋垫的帖子。对我来说，如果可以满足正确的条件，鞋盒是有意义的。对于可变密度鞋垫，鞋底的柔软度、回弹度和柔软度可以通过改变填充物在许多单独的点上发生变化。通过材料挤出，您可以打印TPU，硅胶或PP，然后改变填充物的厚度和图案，以符合特定的行走方式，治疗需求，背部问题或胎面。通过这项创新，您可以在每个点3D打印独特的鞋垫，可以符合您的行走风格或修补它。然后，您可以获得一种独特舒适的鞋垫，这是传统制造技术无法制造的。

现在，它会有点丑，但您可以使用 Dye Mansion 或 AMT 技术通过蒸汽平滑使其看起来更好。您还必须自动化桌面机器的3D打印农场来打印这些鞋底。然而，它最终将比用其他工艺制造的3D打印组件便宜得多。完全符合高端应用和鞋垫的盈利情况。您可以确保士兵减少疲劳，确保联邦快递员工在漫长的一天结束时更容易微笑，或者麦当劳的员工更舒适地完成工作。简而言之，您可以以尚未显示的方式优化步行性能。你可以在脚趾与鞋底相接的部分使其更坚韧，在另一个区域更柔软，并在其他部位表现出较少的横向运动，同时向后更坚固，并在另一部分有更多的交叉运动。实际上，您可以制作一个完全独特的鞋底，让穿着者更舒适。如果我们看看所有在鞋子3D打印方面失败的公司，他们都没有部署这个，许多公司都与过于昂贵的组件联系在一起，这些组件对用户没有任何作用。可变密度鞋垫可以改变这一切。

等待它变得更好

但是，我们可以做得更多。我们可以将空气封装在每个口袋中。我们可以使空气的形状、数量和压力不同。因此，我们可以远远超越迄今为止在鞋内空气方面的性能和舒适优势。我们还可以为您定制气垫。我们还可以自定义填充图案、填充壁厚、填充填充、填充图案内填充的几何形状，我们可以在每一毫米处做到这一点。我们可以添加不同的材料作为填充物，也可以添加不同的填充墙。因此，我们可以创造一种独特的材料，远远超出传统制造所能做到的。这可能会改变鞋子和鞋垫的计算。现在，我们都必须接受扫描，并花半个小时在垫子和相机上做练习。消费者行为的改变将是困难的。但是，如果你把它变成一个事件或理想的事情，那么它可能会推动鞋类市场的某个细分市场。但是，我认为向警察部队、工厂和其他机构销售会容易得多，因为您可以以更低的疲劳和更好的性能出售它们。

其他靠垫

然而，寻找鞋类以外的其他例子可能会容易得多。现在在某些情况下，晶格，如果它们的长期性能能够得到保证，可能会比电池更好。格子可以让空气通过，这就是为什么自行车座椅和背包垫等应用可以胜过材料挤出的原因。在头盔方面，我们可以设计出可以通过3D打印以最佳方式吸收快速冲击和减缓重型冲击的结构。其中一些也可能是粉末床的胜利，还原光聚合的能力使这些结构良好。但对于其他人来说，更广泛的材料选择和更低的成本可能会使它们成为材料挤出的胜利。如果人类没有躺下，他们就会走路或站着，如果他们不这样做，他们就会坐着。在所有这些情况下，我们都可以改善人类与世界或特定事物的接触。在飞机座椅或假肢中，我们可以通过设计独特的材料来改变行业，这些材料可以提供最佳的长期舒适度。床垫，办公座椅，轮椅座椅和其他座椅可以大规模定制。或者它们可以从根本上重新设计和更新。

在某些情况下，激进的外形变化可能会通过使另外两排航空公司座位成为可能，或者在保持体积的同时使汽车更宽敞来影响行业。在其他情况下，长期舒适性将有所不同。软件工具可以用来从根本上重新设计我们可以接触到的所有缓冲表面。我们可以制作许多紧凑的旅行枕头，可以折叠起来，更舒适。我们也可以制造更好的工业手套，自行车手套和军用手套。我们可以让你睡个好觉，步行到办公室，开车旅行，坐下来开会更好。无论您与世界长期接触或不舒服，我们都可以为您提供更好的服务。最好的方法之一是使用材料挤出3D打印不同的填充图案，填充材料和结构，根据该点的最佳填充壁厚在每个点上填充壁厚。