南極熊導(dǎo)讀：3D打印頭盔，已經(jīng)開始出現(xiàn)商業(yè)化的應(yīng)用，其市場潛力被一些先知先覺的人挖掘出來。

頭盔是為了保護(hù)我們的頭部安全設(shè)計(jì)的。但由于設(shè)計(jì)和制造手段的限制，其重量、舒適性和安全性要想達(dá)到完美的平衡并不容易，隨著3D打印技術(shù)的不斷進(jìn)步，這一切就將變得輕而易舉。在另一方面，很多影視劇的拍攝任務(wù)中都需要特殊定制，而該頭盔也是需要這樣的特殊定制，用量都比較小；這種需求和3D打印擅長的小批量非標(biāo)準(zhǔn)件的快速成型的特點(diǎn)有天生的契合。

下面，南極熊就來盤點(diǎn)一些已經(jīng)進(jìn)行商業(yè)化的3D打印頭盔。

SpaceX 3D打印宇航員頭盔

2020年5月31日，全球首次商業(yè)載人龍飛船發(fā)射成功！埃隆·馬斯克的太空探索技術(shù)公司SpaceX，完成人類史上的一大創(chuàng)舉！南極熊3D打印網(wǎng)了解到，SpaceX這次宇航員的超時(shí)尚太空服頭盔，是使用3D打印工藝為每個(gè)宇航員進(jìn)行定制的。現(xiàn)在，你可以按照一個(gè)教程，DIY 3D打印一只適合自己頭的宇航頭盔！

有意思的是，南極熊3D打印網(wǎng)了解到，真正的SpaceX頭盔是由Ironhead Studios才華橫溢的好萊塢設(shè)計(jì)師Jose Fernandez設(shè)計(jì)的。他是一名服裝設(shè)計(jì)師，曾為《蝙蝠俠大戰(zhàn)超人》，《神奇四俠》，《復(fù)仇者聯(lián)盟》，《 X戰(zhàn)警II》等作品工作過。據(jù)《紐約時(shí)報(bào)》報(bào)道，電影導(dǎo)演邁克爾·貝（Michael Bay）透露，對于電影《世界末日》中的太空服頭盔，他認(rèn)為“好萊塢周圍的人是太空服頭盔專家。這是一種非常專業(yè)的工藝。”

為了設(shè)計(jì)太空頭盔，馬斯克去了好萊塢請教專家，而不是通常的空軍和海軍承包商。《紐約時(shí)報(bào)》報(bào)道說，首次與Fernandez取得聯(lián)系時(shí)，后者竟然不知道SpaceX是什么。然而，正如Ironhead 的Instagram頁面所示，他確實(shí)具有為電影設(shè)計(jì)頭盔的豐富經(jīng)驗(yàn)，包括湯姆·克魯斯（Tom Cruise）在《 Top Gun：Maverick》中的頭盔。

后來就是由好萊塢設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)了SpaceX本次商業(yè)載人龍飛船發(fā)射的宇航員頭盔！

戴上科技3D打印滑雪頭盔

2020年9月23日，由戴上科技研制的全球首款3D打印滑雪頭盔于中國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)成果交易會正式亮相，由數(shù)字化技術(shù)與3D打印智能制造技術(shù)打造而成的戴上3D打印頭盔能夠覆蓋傳統(tǒng)頭盔難以觸及的防護(hù)盲點(diǎn)。

基于由近萬次頭部碰撞測試界定出的力學(xué)邊界，戴上科技運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)字算法計(jì)算出了擁有1102根短豎桿、95根貫通桿和2394個(gè)節(jié)點(diǎn)的晶格結(jié)構(gòu)防護(hù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由多層且軟硬不一的緩沖帶構(gòu)成，不同碰撞頻率的區(qū)域配備著不同密度的結(jié)構(gòu)分布，能夠精準(zhǔn)地管理因頭部碰撞而產(chǎn)生的各種沖擊力。

據(jù)權(quán)威的安全防護(hù)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心的測試結(jié)果顯示，戴上3D打印頭盔的防護(hù)性能優(yōu)逾美國安全標(biāo)準(zhǔn)要求的性能55％，優(yōu)逾歐洲安全標(biāo)準(zhǔn)要求的性能46％。在佩戴舒適度方面，戴上3D打印頭盔也同樣優(yōu)秀。防護(hù)系統(tǒng)特殊的晶格結(jié)構(gòu)能夠帶來極高的熱量流通效率，使頭盔內(nèi)部始終保持在一個(gè)令人感到舒適的溫度。

詳盡且科學(xué)的尺碼設(shè)置搭配重力自適應(yīng)，戴上3D打印頭盔適配全球90％以上的用戶，加之戴上科技自主研發(fā)的頭部掃描系統(tǒng)，適配率提高至98％。戴上3D打印頭盔的防護(hù)系統(tǒng)材料可回收，可再生。用其制成的防護(hù)系統(tǒng)可被粉碎成末，重新回爐打印，實(shí)現(xiàn)材料的循環(huán)利用，有效解決3D打印原料成本過高的問題。

Riddell SpeedFlex 3D打印頭盔

Carbon的DLS技術(shù)使用光和氧氣從樹脂池中快速生產(chǎn)高質(zhì)量的最終用途產(chǎn)品。

首個(gè)獲得NHL認(rèn)證的3D打印曲棍球頭盔內(nèi)襯

2020年9月，3D打印機(jī)制造商Carbon和體育用品制造商CCM Hockey合作，已經(jīng)3D打印出了第一個(gè)曲棍球頭盔內(nèi)襯，并獲得NHL認(rèn)證。據(jù)悉，這個(gè)曲棍球頭盔內(nèi)襯使用Carbon專有的數(shù)字光合成（DLS）樹脂工藝生產(chǎn)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用了數(shù)字化晶格設(shè)計(jì)，能夠提供更好的透氣性、舒適性和保護(hù)性，并可通過精確的3D掃描來定制適合運(yùn)動員頭部的產(chǎn)品。

Super Tacks X的內(nèi)襯是使用Carbon的設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)的，軟件能夠根據(jù)所需的性能標(biāo)準(zhǔn)和重量作為輸入，自動生成優(yōu)化的網(wǎng)格幾何形狀。它的主要功能是在比賽中有效地吸收和耗散沖擊能量，這主要通過使用內(nèi)部阻尼支柱來實(shí)現(xiàn)。

襯里內(nèi)部有超過13萬個(gè)獨(dú)立的支柱，每個(gè)支柱覆蓋了頭盔的不同點(diǎn)，提供全方位的保護(hù)。設(shè)計(jì)引擎可以調(diào)整每個(gè)支柱的厚度，以增加或減少網(wǎng)格的整體剛度，使頭盔能夠吸收和分散來自線性和旋轉(zhuǎn)力的沖擊能量。

3D打印自行車定制頭盔HEXR

HEXR3D打印自行車定制頭盔由總部位于倫敦的創(chuàng)業(yè)公司Hexr，Ltd． 開發(fā)，據(jù)悉，該頭盔品牌以前叫做HEXO，后來因?yàn)樯虡?biāo)糾紛而更名為HEXR。在技術(shù)方面，HEXR頭盔采用3D打印技術(shù)制造的蜂窩芯，通過德國工業(yè)3D打印機(jī)制造商EOS旗下的SLS 3D打印技術(shù)和聚酰胺11材料生產(chǎn)。每個(gè)頭盔都是根據(jù)用戶的頭部尺寸進(jìn)行3D打印，通過3D掃描應(yīng)用程序獲取，以便為客戶創(chuàng)建輕量級和保護(hù)性的頭盔解決方案。

HEXR頭盔由Jamie Cook（庫克）創(chuàng)立，他希望徹底改變傳統(tǒng)自行車頭盔上的標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)裝置，據(jù)庫克描述，這種頭盔“60年來一直沒有創(chuàng)新”。庫克最初在倫敦大學(xué)學(xué)院（UCL）開始研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)能量吸收的設(shè)計(jì)方法都是基于平坦的接觸區(qū)域，而不是反映我們頭部形狀的曲面區(qū)域。庫克繼續(xù)在牛津大學(xué)進(jìn)行研究，利用3D打印技術(shù)生產(chǎn)聚酰胺11中的絕緣弧形蜂窩結(jié)構(gòu)，構(gòu)成了HEXR頭盔的基礎(chǔ)。

從那以后，庫克一直致力于推出HEXR頭盔，并將其推向市場。頭盔的一個(gè)關(guān)鍵要素是其可自定義性，通過3D打印實(shí)現(xiàn)。使用HEXR的定制3D掃描軟件，客戶可以使用頭部的30，000點(diǎn)3D網(wǎng)格獲得“精確匹配”。從網(wǎng)站購買HEXR頭盔后，客戶可以在HEXR的倫敦總部預(yù)約，也可以通過郵寄方式接收3D掃描儀，以便進(jìn)行頭部掃描。一旦Hexr有客戶的測量結(jié)果，公司需要2－4周的時(shí)間進(jìn)行3D打印，然后再直接發(fā)貨給買家。

可折疊3D打印自行車頭盔FEND

自行車頭盔是一種十分有效的護(hù)具，據(jù)說可將頭部受傷的風(fēng)險(xiǎn)降低80％。但這種頭盔有一個(gè)明顯的痛點(diǎn)，就是體積比較大，不方便攜帶。不過現(xiàn)在，這個(gè)問題已經(jīng)被來自紐約的設(shè)計(jì)師Sujene Kong和Christian Von Heifner解決了 — 他們發(fā)明了一款可折疊的新型頭盔FEND，折疊后的體積僅有原先的1／3，可以輕松放進(jìn)背包。

除了能折疊，這款頭盔的造型也很時(shí)尚，因?yàn)槠浒l(fā)明者之一的Kong就是一位時(shí)尚設(shè)計(jì)師。另外，它的安全性也很好，達(dá)到了美國消費(fèi)品安全委員會（US CPSC）和歐洲EN 1078安全標(biāo)準(zhǔn)。值得一提的是，在頭盔的整個(gè)開發(fā)階段，從最初的原型設(shè)計(jì)到最終的成品制造，3D打印技術(shù)都扮演了重要角色。

目前，這款頭盔已經(jīng)基本定型 — 外殼采用了高性能ABS塑料，十分堅(jiān)固；內(nèi)圈表面采用了發(fā)泡聚丙烯（EPP）材料，既柔軟又能有效吸收沖擊；結(jié)構(gòu)上則采用了流線型設(shè)計(jì)，有助于通風(fēng)和提高佩戴舒適感。

Cascade3D打印曲棍球頭盔

世界頂級曲棍球產(chǎn)品制造商Cascade正在利用 LulzBot的工業(yè)級桌面3D打印機(jī)改進(jìn)曲棍球頭盔的原型開發(fā)流程。“我們主要利用3D打印和柔性材料來制造頭盔的不規(guī)則部件。LulzBot的打印機(jī)非常靈活，可以隨意更換不同尺寸，而這對于我們的開發(fā)工作很有幫助，”Cascade的負(fù)責(zé)人表示，“在頭盔開發(fā)方面，3D打印不僅比傳統(tǒng)方法更經(jīng)濟(jì)，而且大大縮短了我們將新設(shè)計(jì)變?yōu)轱@示的周期。這就讓我們得以更快地將新產(chǎn)品投放市場，從而獲得競爭優(yōu)勢。”

Cascade的女士用LX頭盔就是3D打印幫助開發(fā)的新產(chǎn)品之一，它的外殼既結(jié)實(shí)有有彈性，能很好地抵御沖擊，從而保護(hù)運(yùn)動員的頭部。同時(shí)，它還有通氣口和用來放頭發(fā)的空間。

3D打印自行車頭盔 Kupol

加拿大工業(yè)設(shè)計(jì)師Gabriel Boutin和3D打印專業(yè)設(shè)計(jì)公司Syncro Design的創(chuàng)始人Gabriel Boutin就利用3D打印技術(shù)開發(fā)出了一款新的自行車頭盔 — Kupol。

Kupol項(xiàng)目專注于設(shè)計(jì)和制造更舒適的自行車頭盔。Boutin想要擺脫不舒服的聚苯乙烯泡沫部件，因?yàn)檫@種材料通常會讓佩戴者更容易出汗。于是，他改用塑料3D打印。最終，新的Kupol頭盔保持空氣能夠流過，使得頭部較涼爽。同時(shí)，其重量也比傳統(tǒng)的頭盔輕了許多。

對于Boutin來說，3D打印提供了一個(gè)以更快的速度從原型到成品的機(jī)會。此外，該技術(shù)還可以讓用戶開發(fā)出更復(fù)雜的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)。隨著3D打印材料質(zhì)量的不斷提高，越來越多的設(shè)計(jì)人員選擇增材制造來創(chuàng)造成品，而不是長時(shí)間的原型制作流程。此外，三維打印完成不斷完善，使用戶能夠以高品質(zhì)的表面外觀完成他們的產(chǎn)品。

對于他的設(shè)計(jì)，Boutin與Sculpteo的3D打印服務(wù)合作，該服務(wù)提供了HP Multi Jet Fusion技術(shù)。設(shè)計(jì)師尋找具有良好耐化學(xué)腐蝕性的強(qiáng)韌塑料，可以通過Sculpteo的在線3D打印服務(wù)下單，并選擇HP Multi Jet Fusion PA12黑色塑料。
責(zé)編AJX