3D打印网球拍实现合作共赢

在工业设计和品牌工作室All Design Lab与合同制造商Protolabs的合作下，直接金属激光烧结技术（DMLS）被用于生产名为Hìtëkw的网球拍框架的复杂几何形状。

完成并上弦的Hìtëkw网球拍框架

通过与客户和制造商的充分沟通，Hìtëkw的设计得以实现，挑战了传统的设计方法，并利用3D打印实现了功能性和美观性兼具的最终产品。

设计概念化

All Design Lab从未设计过体育器材，它从2022年纽约美国网球公开赛中获得灵感，设计出Hìtëkw球拍。设计的目的是将历史故事与故事所暗示的复杂几何形状结合起来。All Design Lab的目标是突破传统网球拍框的界限，创造出新的东西。

All Design Lab的联合创始人Anthony Lopez和Andrew Lim从莱纳普美洲土著部落（Lenape Native American tribe）中找到了灵感，该部落的成员在16和17世纪居住在美国东北部，也就是2022年美国网球公开赛的举办地。为了纪念该部落的故乡，球拍的设计与莱纳普人利用树木和其他原生资源创造的球拍十分相似。Lopez尝试了人工智能（AI）生成设计，经过多次迭代，他最终确定了一个交织在一起的树枝状球拍框架。随着设计的进展和复杂程度的增加，Lopez知道数控加工和注塑成型等工艺无法实现这种形状。

但3D打印技术却可以。

协同3D打印方法

在最终确定设计方案后，All Design Lab希望快速高效地将其变为现实。Protolabs将对框架进行3D打印，命名为“Hìtëkw”，即莱纳普语中“树”的意思。“我们希望找到一家能与我们合作愉快、每一步都能沟通的制造商。相信制造商的能力至关重要，”Lopez说，“我们知道球拍框架很复杂，需要大面积连续打印，因此我们需要一个可以真正信任的人来完成这项打印工作。”

All Design Lab设计的网球拍既耐用又轻便。之所以选择DMLS作为3D打印方法，是因为Hìtëkw球拍框架的交织分支设计非常复杂。球拍的材料是铝。Protolabs应用工程师Chloe Vollaro是该项目的工程师之一，在3D打印过程中与All Design Lab密切合作。

正确的CAD文件对任何3D打印工作都至关重要，在这里尤为重要。对于使用Protolabs的DMLS机器来说，Hìtëkw框架的尺寸较大，高度超过26英寸。该公司有2台金属DMLS设备可以容纳这种尺寸的零件——GE Additive X Line设备。

Protolabs使用它的2台X Line机器生产铝和铬镍铁合金。为了实现轻量化，Hìtëkw 选择了铝。

3D打印过程

Hìtëkw的框架是在一次连续打印中成功制造出来的。虽然大型DMLS机器可以在一个构建板上容纳多个部件（有时来自不同的客户），但由于Hìtëkw框架体积庞大，而且在构建过程中拍摄到了打印镜头，因此只能单独构建。整个制作过程耗时约30小时。打印完成后，框架进行应力消除。然后，对零件进行线切割加工，并从平台上取下。然后开始拆卸支架。

Protolabs的精加工人员小心翼翼地进行平滑和抛光，既不损坏也不影响最终的几何形状。

“这是个大问题，”Vollaro说，“一个小的工具痕迹或不小心切到零件的几何形状都可能导致数千美元的重新打印成本。”在框架完成后处理步骤后，最终产品的重量只有不到3磅。

Hìtëkw的未来

利用3D打印技术，All Design Lab将Hìtëkw的概念变为现实，实现了复杂的功能几何，表达了艺术和历史元素。客户与制造商之间的合作有助于取得成功。

一次成功地3D打印出Hìtëkw球拍框架是一项重要成果，既节省了宝贵的时间，又避免了不可预见的成本。Lopez说：“这个项目向我展示了3D打印如何提供无穷的可能性，设计出非常吸引人的或奇特复杂的形状，吸引人们的注意力。”该球拍将在法国巴黎卢森堡博物馆展出，并为2024年夏季奥运会服务。

作者：Fiona Lawler

来源：荣格-《国际金属加工商情》

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