2014年2月,American Precision Prototyping公司的團(tuán)隊(duì),簡稱APP,他們面臨一個獨(dú)特的挑戰(zhàn):重新設(shè)計(jì),制作原型,進(jìn)行鑄件,裝飾并運(yùn)送150個POWERADE?公司的手提籃,這些提籃是專門為2014 FIFA比賽準(zhǔn)備的宣傳裝備。他們需要在30天內(nèi)完成整個工作。使用了CAD,和SLA 3D打印,加上靈活的頭腦,團(tuán)隊(duì)提早完成了這個工作。
在項(xiàng)目最初,APP團(tuán)隊(duì)得到了2個早期的POWERADE?的手提籃設(shè)計(jì),并由此開始工作。
第一個手提籃是2012年UEFA歐洲杯的,第二個手提籃是來自美國聯(lián)賽的。對于FIFA的手提籃,客戶的目標(biāo)是結(jié)合美國手提籃的人體工程學(xué)設(shè)計(jì)及UEFA提籃的輪廓尺寸和形狀。團(tuán)隊(duì)必須重頭開始設(shè)計(jì)提籃。
鑒于時間非常緊,APP公司的方案設(shè)計(jì)階段只有一周,在這個階段里,提籃的設(shè)計(jì)還需要得到POWERADE?.公司的批準(zhǔn)。提籃設(shè)計(jì)還有一個其他要求,客戶想要最終的產(chǎn)品可以被一分為二,兩邊利用卡扣可以連接在一起做成一個可放6個瓶子的容器。團(tuán)隊(duì)開始投入到這個項(xiàng)目中,他們有一個想法可以滿足客戶對于尺寸的要求,還能符合人體工程學(xué)和結(jié)構(gòu)要求。這也就是說,裝6個瓶子的可以使用兩個完全相同的提籃,兩個提籃可以很容易被固定在一起從而變成一個整的提籃。
為了確保這個想法是不是可行,APP團(tuán)隊(duì)利用3D Systems的SLA技術(shù)先打印了比實(shí)體小一倍的提籃模型。這個模型被用來做驗(yàn)證和檢查設(shè)計(jì)中的疏漏?;舜蟾?個小時把提籃模型打印出來,并直接把它寄給客戶做審核確認(rèn)。

“我們使用iPo 8000打印機(jī)的SLA立體光固化成型工藝來完成這個設(shè)計(jì)階段,是因?yàn)橛羞@樣幾個理由,”APP公司的董事Jason Dickman這樣說到,“首先,立體光固化成型工藝生產(chǎn)的零件精度高,誤差不超過0.005英寸。其次,SLA技術(shù)打印速度快,準(zhǔn)確度高,這意味著我們很快就能完成初步模型,并且可以更快的得到對方公司的審核確認(rèn)。”
可口可樂公司的銷售主管查看了這個比實(shí)體小一倍的模型,并要求了一些小修改。團(tuán)隊(duì)直接使用3D CAD文件直接做了修改。然后他們開始使用Accura60樹脂材料制作實(shí)際大小的模型,大概花費(fèi)15小時制作了每個批次2個模型。這些模型會被用作最后的檢查,也會是用作硅膠模具和鑄造過程的母模。
“我們在一兩天不到的時間里制作出了6個母模,硅膠模具是為了手提籃之后的生產(chǎn)階段而制作的。”Dickman提到,“我們不可能利用傳統(tǒng)加工方式制造出這種轉(zhuǎn)變類型的母模,3D打印在這個項(xiàng)目里起到了非常重要的作用.”
模塑與鑄造
大多數(shù)的塑料件是使用注射制模的方式制作的,這種工藝是將熔化的塑料注入一個所需形狀的金屬模具中。因?yàn)槊總€零件必須是現(xiàn)成的,模具必須是被精確加工出來的。這是一個耗時和復(fù)雜的過程。而且也非常的昂貴,如果要短期生產(chǎn)出來也是不切實(shí)際的。
APP公司的制作團(tuán)隊(duì)決定使用RTV硅膠磨具制作而不是注射制模。硅膠模具制作類似于傳統(tǒng)的注射制模,但是他們不是使用費(fèi)力加工過的金屬模具,而是使用靈活的硅膠模具來制作部件。這些模具制作起來很快,而且對于短期產(chǎn)品的制作有非常顯著的成績。因?yàn)楣枘z工具是非常靈活的,他們也顧及到了生產(chǎn)中的倒扣位,還有比傳統(tǒng)注射模具更難的結(jié)構(gòu)問題。
在制作硅膠工具之前,APP公司準(zhǔn)備了經(jīng)過打磨的SLA樹脂母件從而得到了類似于注塑件質(zhì)地的成品。
Dickman說到,“這可以讓我們模仿一個量產(chǎn)產(chǎn)品的外觀和質(zhì)感,但卻無需耗費(fèi)大量制作時間。而且這還幫助我們制作了一個不需要額外著色和加工的產(chǎn)品。而且它足夠堅(jiān)固,可以在整個FIFA賽事里使用?!?br />
對于部件本身,APP團(tuán)隊(duì)使用了InnoTuf TP-4050聚氨酯材料來模仿注塑塑料件的質(zhì)感。這種材料由 Innovative Polymers公司提供,因?yàn)樽吭降哪蜎_擊性能,抗彎強(qiáng)度和易用性而廣受贊譽(yù)。最后的結(jié)果不言而喻,APP團(tuán)隊(duì)和客戶非常滿意產(chǎn)品,并且還是在如此緊張的交期下制作出來的。
APP團(tuán)隊(duì)制作了300個只有一半的手提籃,如果拼裝起來的話就可以得到150個手提飲料籃。每個工具需要制作50個高質(zhì)量的部件,這些部件必須看上去完美并且可以隨時直接組裝在一起。
藝術(shù)和組裝
在總共4個禮拜的時間還剩一半的時候,APP團(tuán)隊(duì)開始鑄件并且組裝這300個提籃。
“因?yàn)槲覀冏畛醯腟LA概念設(shè)計(jì)非常精準(zhǔn),所以我們制作的聚氨酯部件只需要一點(diǎn)點(diǎn)后期加工處理,比如去掉通風(fēng)口等一些小地方?!盌ickman這樣說到,“完工后,這些部件隨時可以被拼裝在一起,然后裝飾下,打包運(yùn)送出去?!?br />
APP團(tuán)隊(duì)24小時輪班制作,每天完工40到50個鑄件,最終,他們進(jìn)入到了最后一個階段,對手提籃進(jìn)行裝飾。每個手提籃會被一組事先設(shè)計(jì)好的乙烯基貼紙來進(jìn)行裝飾,貼紙上印的是POWERADE?的品牌名字和2014世界杯twitter專用標(biāo)簽。這些手提籃會被在巴西世界杯的賽手門提在手上,全世界的人都會看到。
Dickman 說“如果沒有3D Systems公司快速和精確的3D打印技術(shù),在這么緊張的時間內(nèi)是無法完成手提籃的,我們完成了一個驚人的項(xiàng)目,我們團(tuán)隊(duì)的獨(dú)創(chuàng)性也是有目共睹的?!?br />