SYZMIK 公司借助 Carbon公司技术开发X7C + 防护头带

      SYZMIK 公司借助 Carbon 公司技术开发 X7C + 防护头带，得以在有限空间内调校防撞防护性能与佩戴舒适度，同时无需投入开模费用，而开模往往会阻碍产品后续迭代优化。SYZMIK仅有约 10 毫米的空间来升级防护缓冲垫。如果把防护头带做得明显加厚，就会违背运动员佩戴该产品的初衷。对于旗帜橄榄球与 7 人制橄榄球选手而言，头部防护装备往往属于可选配件；一款实验室测试表现优异的产品，仍必须赢得赛场实际使用的一席之地。“你得让运动员发自内心愿意佩戴它。”SYZMIK 首席运营官、联合创始人克里斯・佩拉说道。

       受这一尺寸限制，该企业选择与 Carbon 公司合作研发 X7C + 项目。该方案用 3D 打印弹性晶格结构替代传统泡沫缓冲垫，让 SYZMIK 可以更加精准控制这有限厚度材料的力学表现。同时也改变了产品的设计终止节点：由于无需定制模具，研发阶段可以持续优化，甚至产品正式上市之后依旧可以迭代改进。3D 打印零部件的单件成本更高，但佩拉认为这笔投入是值得的，理由在于它带来的性能提升，以及可持续优化迭代的能力。

配图说明：SYZMIK 的 X7C + 防护头带。图片来源：SYZMIK Sports。

        SYZMIK 旧款 X7C 采用轻量化 EVA 防撞泡沫。佩拉表示，团队测试过多种新型泡沫以及多层复合方案，但很难在厚度基本维持原有水平的前提下实现防护能力的大幅提升。增加缓冲材料厚度虽然可以改善防护效果，却和运动员追求的薄型轻量化产品需求相冲突。“我们需要在仅 10 毫米的厚度内，实现特定外形下的设计自由度。” 他说。因此该项目给设计自由度设定了明确目标：缓冲垫的外部轮廓与整体厚度基本被锁定，内部晶格结构成为主要可调变量。

       SYZMIK 选用了 Carbon 的 EPU 45 弹性树脂材料。Carbon 对该材料的定义是具备应变率敏感性：材料遭受快速形变时会变硬，以此在撞击发生时吸收冲击能量。该材料特性与晶格的机械性能相辅相成。选用树脂只是确定一部分材料响应特性；通过排布晶格结构，还可以获得更多可调参数。

       佩拉介绍，团队利用两家企业提出的设计方案，搭配 Carbon 晶格设计软件，测试了大量晶格构型、壁厚与密度组合。整个研发周期大约一年，包含反复冲击测试、针对异常测试结果开展原因排查；选定主体结构之后，还做过多轮修改。研发过程中出现过关键瓶颈：团队完成一轮优化后，在弗吉尼亚理工大学的测试中，防护评分仍达不到预期目标。随后 Carbon 增派材料技术专家介入。佩拉称，经过重新设计内部架构，缓冲垫对旋转冲击的响应得到改善，设计终于达到目标评分。弗吉尼亚理工大学的旗帜橄榄球护具测试方法，会在 36 组实验室冲击工况下同时评估头部线加速度与角加速度。系统基于测试数据计算受伤风险，并将综合结果和无防护裸头基准做归一化处理。最终得到的评分是指定冲击条件下的仿真评估结果，并非赛事中实际避免受伤的统计数量。佩拉表示，相比 SYZMIK 原有泡沫方案，这套研发项目实现了防护性能的显著提升。

     这套晶格结构还在同样狭小的空间内解决了第二个痛点。在 SYZMIK 原先的泡沫结构中，同一层泡沫既要承受外部撞击，又要直接贴合压迫使用者头部。如果为防护效果调大泡沫密度，佩戴接触头部时就会过硬，体感很差。佩拉解释，这款打印缓冲垫可以沿厚度方向改变内部结构：大部分结构用来实现抗冲击性能，贴近头部的一侧则做得更柔软、更贴合头部曲线。于是，两种功能整合在同一块打印缓冲垫内部，不再需要拼接多层不同泡沫。他坦言舒适度和佩戴触感属于主观体验。墨西哥国家队与部分美国国家队形象大使选手，在杜塞尔多夫举办的世界锦标赛上佩戴了这款头带，给出了早期使用反馈。产品其他零部件也针对弹性和贴合度做过修改，因此用户的佩戴感受不能完全归功于 3D 打印缓冲垫。

配图说明：Carbon 可 3D 打印多种弹性材料。图片来源：Carbon 公司。

      而对于工程团队来说，这套方案带来的意义不止于初代产品。佩拉说，按照传统开发流程，概念验证测试完成后就必须敲定开模；后续任何改动，都必须证明改模具备充分合理性。“有时候，你会被现实倒逼，宁愿不去改动产品。” 他说道。无需锁定模具，产品就可以持续迭代优化。即便产品已经大规模面向消费者，收集到改进建议之后，依然存在修改缓冲垫的可能性。当然量产版本修改依旧需要完成全套性能验证，但不一定需要重新制作模具。这点十分关键：CAD 图纸上再灵活的设计，如果制造工艺导致每一次修改都成本高昂，那灵活性就没有商业实际价值。按照 SYZMIK 的说法，3D 打印不仅改变零部件本身，也改变了持续工程迭代的成本逻辑。

       量产环节也带来了新的约束。佩拉介绍，生产团队提出多项调整需求，目的是让零部件适合大批量制造。只要不会降低抗冲击防护性能，SYZMIK 就接纳这些修改。小批量试产、供应商工艺验证都是前期准备工作。佩拉称，Carbon 主导联合制造合作伙伴完成上述量产适配工作。对 SYZMIK 而言，只能做少量样品打样的设计方案，无法满足商业化要求。官方并未披露实际产量、良率与产能；因此，“具备大批量供货的规划能力” 不等同于已经实现稳定大规模量产。

企业对于成本问题的态度也十分坦诚。被问到 3D 打印方案是否造价高昂时，佩拉回答：“我当然希望它能更便宜。”

      但 SYZMIK 认为性能提升值得付出这份成本。佩拉没有给出单件成本对比，也没有量化节省的模具开支。他的观点是，最终成品的综合价值证明该制造路线的合理性，而不是说 3D 打印能做出成本最低的泡沫替代品。采访当时，他预计产品 11 月初全面公开发售，区分于此前只供给运动员的试用版本。

      接下来的考验来自大规模实际使用反馈。传统固化模具会让明明有用的产品改进，因改模成本而难以落地；3D 打印设计消除了这一重障碍。但 SYZMIK 仍然需要证明：每一次迭代修改都可以维持防护水平、生产工艺稳定可控，并且值得投入相应成本。

“我很清楚，仅仅依靠 3D 打印，我们还可以把这款产品做得更好。” 佩拉表示。但这种优化潜力的商业价值，取决于企业能否把用户反馈，转化为经过完整测试、可以稳定量产的新一代设计。

   来源：中国3D打印网编译文章！