Stratasys Blog
3d printed skis

Stratasys 使用 3D 打印滑雪板挑战雪峰

3D 打印的滑雪板
Stratasys 的共同创始人、董事长兼首席创新官 Scott Crump 自豪地挥舞着 3D 打印滑雪板

此冬,并非所有的体育运动记录都是在索契创造的,下面就是一项来自太浩湖的全新记录!

Stratasys 的共同创始人、董事长兼首席创新官 Scott Crump 最近勇攀雪峰,测试了被誉为是全球第一对的全功能 3D 打印滑雪板(请观看博文结尾的视频)。Stratasys 设计该滑雪板的高级应用工程师 Dominic Mannella 说:“Scott 从来都喜欢做第一个吃螃蟹的人,涉及 3D 打印领域时更是如此。我不知道以前是否有任何人曾踩着 3D 打印滑雪板挑战雪峰。这种冒险活动正对 Scott 的口味。一直以来,他都喜欢寻求刺激,凭借多次壮举蜚声海内外。”

3D 打印滑雪板的制作

幸好,Dominic 记录了 3D 打印滑雪板的设计和制作流程。下面是一些摘录:

人们对现代的滑雪板有一些基本要求。现代的滑雪板首先要有能吸蜡的底板和能打磨锋利的金属边;其次需要安装在底板和金属边上的为滑雪板定型的结构,以及连接固定器的装置。这一结构通常是在加压的情况下,利用环氧树脂将各种材料(如木头、金属和塑料等)叠压制成。环氧树脂变硬后,滑雪板就做好了。

我决定采用行业标准的 P-Tex 底板和金属边结合 3D 打印部件,制作真正的全功能 3D 打印滑雪板。

对于 3D 打印方法,我们选择了熔融沉积成型 (FDM) 3D 打印技术,因为该技术能够与多种适用于残酷户外环境的生产级热塑性塑料完美结合。具体而言,我们采用了 ULTEM™ 9085 树脂制作滑雪板,因为这种材料不仅具有优秀的机械强度,还对温度和湿度的变化有着出色的耐性,加之良好的刚性水平,绝对是这一项目的不二选择。此外,该材料拥有良好的耐化学性和耐热性,足以经受环氧树脂叠压过程的考验。我们用 ULTEM 树脂制作了一对滑雪板,一只为棕褐色,一只为黑色。

3D打印的滑雪板, fortus 生产系统
使用 Fortus 900mc 生产系统 3D 打印的滑雪板(部分)

我使用了 SolidWorks 设计滑雪板。优点:我能够轻松地设计并通过 3D 技术打印定制生产模具,然后切割 P-Tex 底板并组装滑雪板。

在 Skunkworks,这类尝试从来就没有失败过。但是,我们仍然根据我们喜欢的设计,对滑雪板的各个部分进行多次测试迭代。下面是照片:

多次迭代中的滑雪板 3D 打印测试部分
多次迭代中的滑雪板 3D 打印测试部分

在最终设计阶段,我将每只滑雪板分为相互契合的两部分(板尖和板尾),然后在 Fortus 900mc 生产系统的制造空间内按对角线进行打印,并加上可帮助轻易对接两部分的装置。滑雪板底部的独特设计可插入金属固定脚,金属边的凹槽使其能够完美契合 P-Tex 底板和 3D 打印部件。

CAD 中带凹槽边的滑雪板
CAD 中带凹槽边的滑雪板

为最大程度地增加强度、减轻重量,我在滑雪板内增加了半空心的三角填筑结构。

CAD 中强韧、轻便的半空心填筑内部
CAD 中强韧、轻便的半空心填筑内部

下面是一款定制模具的示例,有了它,我就可以利用 SolidWorks 在滑雪板边上轻松进行设计:我利用这个 3D 打印模板将 P-Tex 片材切割成适当的形状。

切割 P-Tex 片材的 3D 打印模板
切割 P-Tex 片材的 3D 打印模板

我们将金属边粘合在 P-Tex 底板边缘。(不滑雪的人应注意到,P-Tex 是一种轻薄柔韧的聚氨酯,其作用就是吸蜡)。金属边则是轻薄柔韧的条带。这两种主要部件决定了滑雪板的使用性,但并没有提供坚实的结构。滑雪板提供强度的主体则是真正 3D 打印的。

将金属边和 P-Tex 底板安装到滑雪板上
将金属边和 P-Tex 底板安装到滑雪板上

我们将底板安装在 3D 打印的固定装置上,该装置拥有滑雪板正确弧度的拱形和头尾形状,可以说是另一件定制模具。

定制固定装置
定制固定装置

我们利用封口胶封住非粘合表面,并在粘合表面上涂抹环氧树脂。我们将固定脚调整到位后,让各部件直立在固定装置上,把所有东西夹紧,然后通宵保持直立状态。

通宵粘合过程中夹紧的滑雪板固定装置
通宵粘合过程中夹紧的滑雪板固定装置

我们从夹具上取下滑雪板,清理干净,磨利边缘再打上热蜡,最后安装固定器和 3D 打印徽标。

安装固定器和商标的滑雪板成品
安装固定器和商标的滑雪板成品

滑雪场上的好消息真令人感到高兴。这是在太浩湖销售部聚会上,我(左)与 Scott、Stratasys 销售主管 Darin Everett(中右)以及 Eric Bert(右)的合影。Eric 是第二个试用该滑雪板的人,他说:“我太喜欢它的回转功能和拱形了。即使没有我在商店买的上一对滑雪板好,它也一样出色。”

从左至右:Stratasys 高级应用工程师 Dominic Mannella;Stratasys 董事长兼首席创新官 Scott Crump;Stratasys 美国中南部地区区域经理 Darin Everett;Stratasys 北美地区商业销售副总裁 Eric Bert
从左至右:Stratasys 高级应用工程师 Dominic Mannella;Stratasys 董事长兼首席创新官 Scott Crump;Stratasys 美国中南部地区区域经理 Darin Everett;Stratasys 北美地区商业销售副总裁 Eric Bert

一些业内人士甚至表示,这可能会改写定制滑雪板业务市场的游戏规则,让滑雪爱好者们能够买到真正符合自身需要的滑雪板。

观看 Scott 在太浩湖雪峰上展示 3D 滑雪板。 我们给他打满分!

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Carrie Wyman

Carrie Wyman

Carrie is a technology and 3D printing enthusiast, with a passion for beautiful design.

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