Tag Archives: 產品設計

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3D列印材料新突破,電競開發全面再提升 研討會

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活動主題

3D列印材料新突破,電競開發全面再提升

活動時間

05/10(五)【13:30-13:50報到】

活動地點

新北市三重區光復路一段88之11號一樓

【馬路科技3D列印中心】

活動窗口

Nancy 趙小姐|02-2999-6788 ext.803

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日本索尼香芬機「AROMASTIC」3D列印原型開發件公開

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產品的製作過程中,必須經過多次的原型開發與測試,從中找出設計的缺失加以改進,最終推出能夠上市的量產品。工業設計原型設計開發過程長短不一,但可以確定的是時程越長,對於企業的負擔越沈重,3D列印的商業應用,正好滿足了原型開發階段中的試作需求,加入了原型件的開發。

近日3D Systems的日本分公司於網站上,提供了一個十分特別的原型設計:日本索尼(SONY)的「AROMASTIC」香氣製造機3D列印原型開發件公開,原型的開發採用3D Systems MJP列印技術所製作。從照片來看,日本索尼開發商品時,嘗試過方形與筆型的設計,與商品最終仕樣圓柱體造型有著很大的差異。

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雷射咬花為環保及數位化紋理咬花工藝

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咬花是設計產業中,高階產品經常使用的設計元素,消費者對於材質的要求已經相當熟悉,設計的需求就需要更為精進,才能從眾多產品中脫穎而出,贏得消費者的信賴。一般咬花的方式為:化學咬花、壓模咬花、噴砂咬花…等方式,除了要求粗細均一外,圖案的設計也是設計產業亟欲突破的瓶頸。

 

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DMG Lasertec Shape的核心技術為雷射蝕刻(雷射咬花),是近年受到高度關注的技術,原因在於DMG Lasertec Shape數位化所帶來的優勢,傳統的咬花技術大多僅能呈現預設的、單純的紋路與圖騰,例如皮革、磨砂、線型紋理、同心圓紋理等,設計的彈性多元,是雷射咬花大受關注的主因。

 

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雷射咬花技術,數位化加工每副模具均一致,重複生產高質量產品。

化學咬花為例,紋路多半以2D造型為主,需要手工在模具上貼上花紋底片,使用化學藥劑達到蝕刻的目的。雷射咬花不但具備3D紋路的設計,完全數位化流程,更重要的是雷射咬花不需要使用強酸、強鹼等化學藥劑,貴為環保及工作者的安全與健康。雷射咬花可為將來咬花工藝的標準規範。

 

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雷射咬花應用領域

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ATOS 3D掃描儀在鞋模上的應用

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目前鞋子的發展方向不單只重視外觀設計,其功能與舒適性也越來越重要。尤其是鞋底的部分,各大名牌運動鞋廠商紛紛不遺餘力地 投入研發創新的工作。而目前的鞋模廠接單的利潤也越來越薄,鞋底模具廠也因此面對鞋型變化、產品生命周期縮短,與提升品質等需求;而為能達到市場需求,勢必要在鞋底模具的設計與製造技術上大幅提升。

目前鞋模製造流程大部分是刻木模然後翻砂鑄造下模,我們知道,翻砂模具都或多或少會變形,變形的模具跟原來的3D對不上,而鞋模的上模通常都是用 CNC直接按原來的3D檔直接加工,這時侯翻砂的下模跟直接加工出來的的上模模口線就對不上,隔色溝,分模面都不能正確的配合,這樣生產出來的模具不能用。

鞋底的形狀復雜,自由曲面很多,全部都用CNC加工也不現實和可行,而且費用很高,目前鞋模廠都採用掃瞄設備掃瞄翻砂出來的模具,得到翻砂模具實際情況的 點資料,然生跟根據點資料去重建模口線,隔色溝和模面,修改原來的3D檔,然後再用修改的3D檔去加工上模,這樣生產出來的模具模口線,分模面都很正確合一起。是一副合格的模具。

關於ATOS 3D掃瞄系統

市面上掃瞄設備種類煩多,有傳統雷射床台式,也有白光照相式3D掃瞄,目前最成功應用於鞋模的掃瞄設備為德國Gom 的ATOS 3D掃瞄系統,鞋模因為需要生產不同號碼模具,同一號碼的模具往往也需要生產很多副模具,所以模具也可以說是批量生產。傳統的雷射掃瞄因為床 台的局限性,比較重的模具都沒辦法放到上面3D掃瞄,而且也有很多死角,掃瞄的景深都限制了掃瞄資料的完整性。而其它白光掃瞄雖然是沒有雷射的缺點,但是致命 的是其掃瞄速度比較慢,得到完整的3D掃瞄資料需要時間比較長,沒辦法應付批量生產模具3D掃瞄工作。

ATOS 3D掃描儀其旋轉式光柵,掃瞄時間只需要0.8秒,而掃瞄資料可以通過標簽點自動整合,整個過程不需要人工去乾預,自動拼接顯示在屏幕上。所以就很直觀知道那些地方沒有掃瞄到資料,通過移動工件或設備本身補掃需要的資料即可。使整個掃瞄工作簡單快速。

生產運動產品的著名品牌adidas,指定其產品生產廠需必須應用ATOS 3D掃瞄設備,其從2000年就開始與Gom合作,從2008年開始,把電腦輔助檢測應用到所有模具檢測上。從楦頭,射出片,氣袋,鞋面,模具都需要ATOS 3D掃描儀,取得數位化資料。方便全球化溝通和確認。

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TRITOP Deformation 於傢俱設計上的應用

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1、原廠簡介

TRITOP 光學式三次元非接觸式光學量測系統是由德國的Gom ( Gesellschaft für Optische Messtechnik mbH )所設計及生產。Gom在1990成立,迄今已有17年的時間,在歐洲地區已有6個分公司,全球超過30個經銷據點。

2、系統簡介

TRITOP 光學式三次元是一套工業用,非接觸式光學量測系統,其最主要目的是擷取標籤點的3D座標,快速且精確的把標籤點的3D座標計算出來,現在的應用有變型分析 (Deformation Analysis)、線上品質控制(On-site Quality Control)…等等。

3、TRITOP原理

TRITOP是以一手持式的高階數位相機,對被測物拍攝數位相片,藉由2D數位相片影像的疊合,來擷取被測物的3D座標,而這項移動式的技術在對於擷取被 測物的3D座標、品質控制(Inspection)及變型分析(Deformation)上都能夠有效的節省量測時間。

在一開始進行量測之前,先會在物體貼上標籤點,再用高階數位相機進行拍攝,在拍攝過程中,會拍攝許多不同的角度的影像,將這些影像讀入至 TRITOP軟體,因為每一張影像的拍攝角度不同,藉由每一張影像不同的角度,透過三角測距的方式,TRITOP軟體自動的將這些影像結合起來經過運算之 後,就可得到每一個標籤點圓心的3D座標(如右圖)。

而TRITOP對於被測物的大小是沒有限制,甚至是20M大的物件,都可以量測,所以量測的範圍也是沒有限制的,而同步處理標籤點的數量,可以一次處理數千個標籤點的資料。

4、TRITOP的特性

採用專業的數位相機,可以手持拍照:採用單眼高階的數位相機來拍攝,以手持的方式拍攝,而在拍攝時無環境限制。

容易且快速的擷取數位影像:拍攝過程非常簡易,而且拍攝速度很快,就像平常在拍照一樣,使用者非常容易上手。

具親和力的操作介面簡單:簡易的操作介面讓使用者無須花很多時間才能學習,而簡易的介面更便於使用人員建立及培養。

自動計算影像,無人為因素的考量:拍攝完成後影像的疊合都是交由電腦自動去運算,使用者無需透過手動的方式來完成影像的疊合。

可量測彈性體:因為非接觸式的量測,所以不會受限於彈性或軟性的被測物。

具備高移動性:整套TRITOP系統的組件很少,所有的組件只需收納至兩個保護箱且搭配筆計型電腦,更具備了高移動性,便於攜帶至所需要去拍攝的地點。

影像無線傳輸:透過影像無線傳輸的功能,拍攝過程可以更有效,不會浪費時間影像傳記憶卡輸入至電腦的時間,影像容量也不會有受限記憶卡容量的問題量測範圍大,從0.1M~20M大小的物體:透過調整數位相機鏡頭的焦距,小到0.1M大到20M的東西都可拍攝。

所量測後的資料可與CAD做比對:TRITOP也可將CAD輸入,透過RPS(Reference Points System)的定位,可以快速的進行檢測(On-site Quality Control)。

可搭配Tritop-adapter使用:搭配Tritop-adapter能夠量測被測物的孔位中心、邊緣、圓柱與平面交點、內螺紋中心、圓球中心…等等。

5、TRITOP Deformation 簡介

Tritop Deformation 簡單來說,透過TRITOP,進而量測物體的變型量。被測物在受到的不同程度上的負載,每個負載都會造成變型,例如:荷重試驗,在每一階段負載的會造成物 體上的標籤點的位移,而TRITOP將每一個階段的標籤點型拍下,經由軟體以相同的基準將每一個階段結合,結合後與未負載做比對,同一個標籤點在不階段會 有不同的位移,計算每個標籤點在每一個階段與未負載時相比,就能夠知道每一階段負載的變型量是多少,取得量化的數據,而計算後的結果會以色彩圖的方式將每 一個位移量標示出來,如下圖所示。

6、TRITOP Deformation 應用領域

零件或是原型件的的變型分析。
大型複雜物件的變型分析,無法透過傳統方式測量。
機械負載或溫度的變型測量(例如,溫度模擬室)…等

7、Deformation 流程說明

A、拍攝每個不同階段的數位影像
被測物放置於會造成變型的環境,像是溫度模擬室,或是使被測物有一負載,每一次不同條件下都會造成被測物的變型,而因每一次的條件不同,變型的程度也會不同,在每一次的變型之後,把每一階段的標籤點座標拍攝下來。

B、每一階段的資料疊合

將每一次不同條件下的資料相疊合,透過以相同的定位基準來疊合每一個階段。

C、計算變型量

以未變型為基礎,每一階段與基礎相比對,將變型量計算出來。

D、建立報告及可計算的項目

將計算好的資料輸入,報告格式有:2D報告(PDF格式)、連續影像檔案及動畫檔。

8、TRITOP Deformation 實際應用案例-傢俱結構測量

產品從開始到設計到最後量產的階段,需要透過許多的測試及檢驗來確保所製造的產品品質,在此要介紹的是瑞典的CHALMERS University of Technology, Department of Architecture, Division of Building Design的木質扶手椅的結構測試應用實例。測試工件為原型品,見下圖,而在原型座椅上,透過一個特殊設計的氣壓式輔助工具,對其施加壓力模擬人坐在椅 子上,施加的壓力模擬人體的重量,椅子經過施加力量及釋放力量之後會產生變型,最終來了解椅子整體變型的程度。

在整體測試過程裡,會先將對椅子施加兩的方向的力量,垂直方向及水平方向的力量,再者會將其中一支後椅腳限制住,避免有任何方向的移動,另外一支後椅腳避 免向後移動,兩支前腳椅則可允許任意的移動;在測試中,會有多次的施壓及釋壓,之後再比對椅子是否有任何的損壞(如:接點的損壞)或是較大程度上的變型。

椅子一開始無任何的負載,在變型分析中此階段也是設為基準,再先後對椅子施加兩組不同的力量(椅墊:560N,椅背:200N;椅墊:1120N,椅 背:390N),待釋放力量之後,經比對就可以知道,在經過一定的力量施加,椅子整體的變型狀況,透過色彩圖可以很快速的了解,椅子的變型趨勢,會有好幾 個不同的變型方向,變型(標籤點位移)的總量及分量,使用者可以清楚的了解修正的方向及修正量。

變型分析檢測往往的一個較難測量的一個環節,TRITOP Deformation讓變型分析檢測不再是一個難以測定的項目,而目前在國內也有知名的汽車廠商有採用相同設備做變型分析的應用,透過TRITOP Deformation驗證或是分析所設計的產品,讓產品量產時是達到最佳的狀態。

9、結論

TRITOP是一套穩定且又方便的量測系統,無論是在軟體或是硬體的研發以達到一個成熟的階段,當中好學易懂的使用者介面、高穩定度及高精度,在兩岸三地獲了廣泛的好評。


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SLS 3D列印為C.ideas公司帶來高細節和速度

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C.ideas 3D列印(快速原型)中心, 在14年的操作期間,對同業中眾所皆知的塑料擠出製程(FDM)和PolyJet house有著完整的服務。然而,隨著公司不斷成長和得到加法製造計畫的幫助,C.idease的所有人和總裁Mike Littrell決定探討雷射粉末燒結(SLS)生產的可能性。他發現了”一個絕對能顛覆市場的改變”。

已習慣了對FDM 3D列印機器的操作,總裁Mike Littrell想要一台SLS機器讓每個人都可以在公司裡運用操作。總裁搜尋到3D SYSTEMS公司的全數位sPro 60 HD 量產型3D列印機,可以帶領他超越所有前端軟體的競爭。

在擁有自己的系統之前,C.ideas公司與其他部門配合滿足SLS 3D列印機的生產所需與先前面臨多次幾何圖形可行性限制的障礙。總裁Mike Littrell首次操作新的sPro 60 HD HS列印機和測試先前遭遇的種種困難,並說”這台機器實在太不可思議了”。

專業帶來新商機

他驚訝不僅僅是生產多功能性和列印的速度,而且還達到了產品的優越品質。

他立即注意到他只需要非常少的後處理,即可達到令人難以置信的光滑表面平整度,不僅超乎他對所有細節特徵的預期,而且他曾認為在SLS甚至是不會發生的。

“我們已經能夠生產出多年前告知我在SLS不能被製作的工件。他遠遠超過我們所想像的。實際運用它而且生產部分的速度是前所未有的。”

Mike Littrell – President and Owner
Cideas, Inc. Crystal Lake, IL www.buildparts.com

因為用SLS 3D列印技術在生產上更加快速,在許多情況下工作成本比FDM更加便宜。

關於SLS  選擇性雷射燒結技術,以高能量雷射光打在塑膠粉末上使其凝固成型,材質可以為尼龍、混合材質或類橡膠材質,最大特點為3D列印出 的物件堅硬耐用,很適合用於製作高強度的元件模型。

總裁Mike Littrell說他清楚的看到他的公司變成SLS和FDM派別,尤其是加法製造日益成長的趨勢。”總裁Mike Littrell說這個品質是非常優秀的””我無法誠實的面對自己在這個過程中沒有這台機器” 對我來說,這台全數位、高解析度、高速的3D列印機,絕對是這個製程下一個合理的方向,可達到令人驚嘆的品質外觀和絕佳的細節特徵。


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Cisco用3D列印技術幫助維護 Scandinavian的設計傳統

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這是個關於專業的設計師如何結合歷史悠久的美學原則和3D列印技術去生產一些世界上最高雅的消費電子設備的故事。

無線路由器、媒體中心和無線家庭音響系統創造了Cisco消費企業集團,號稱連結生活,一個更個人化,更社交化,更視覺化的生活。

因此,像一個不銹鋼冰箱,電子產品必須是更光滑美觀的,更少四四方方的形狀,同時提高連接性,可靠性,和直覺性的操作。

因此,製作兼具簡單和美觀的功能性物件是Cisco工程師每天面對的挑戰。

挑戰:在快速成長的消費電子產品世界裡,維護傳統設計標準。

由於卓越的設計是Cisco消費企業集團是最重要的目標,該公司在丹麥首都哥本哈根建立一個歐洲的設計中心。

在這裡公司秉持Scandinavian珍貴的設計傳統:實用的,小的,和實惠的,而不影響設計美學。

Scandinavian設計傳統要求工程師保持由他們手中創造的原型,檢測其比例,和確保最終的形式仍保有功能。

技術人員修改設計,創造其他的原型,並就像起初一樣檢查新設計。

問題是,傳統的手工製作的原型創建是費時且昂貴的。大多自動化的快速原型技術都一樣的昂貴,且必須是外包的,增添過程中的不方便和時間。雖然很多設計者獨自依賴於2D畫面影像,但他們不足以創造Cisco消費企業集團所需要的品質。我們面臨的挑戰,是堅持最高的審美標準,並同時在高度競爭的消費電子產品商場上趕上截止期限,在市場上時間是關鍵的。

策略:從3D Systems投資3D列印技術

3D Systems的3D列印技術幫助Cisco快速且低成本的創造他們所需要的物理模型。

3D列印機從3D電腦輔助數據創造物理物件就像2D印表機從Word文字檔列印文件一樣。

3D列印提供Cisco消費企業集團在開發週期用持續運作的方式去對應其嚴格的設計標準,確保產品依照計畫表上市。

全彩3D列印能在數小時內創造全彩原型,而不是數週,而且只要五分之一的成本。

Cisco歐洲設計中心的負責人,Eskild Hansen說”比例和人體工學是最重要的,但太多的設計者單獨依靠在電腦螢幕上做設計。

“為了達到我們的策略,我們依靠物理原型和ProJet 460 Plus 為每個設計做審查,對象包含本地及全球與我們在美國的設計夥伴做協調。彩色3D列印是一個簡單且有效的方式,來進行一個全球性的生產設計審查。

結果:許多的模型用於生產設計審查

Cisco使用ProJet 460 Plus 平均每週製作10個用於設計審查的模型。模型從Cisco全球的設計師提交的3D CAD檔直接被列印出來。

設計師透過列印出的模型,用鉛筆標記出要修改的地方,在軟體中修改設計,然後再印出新的模型,並在必要時重複這個循環。實際操作步驟是絕對必須的,Hansen選擇3D Systems技術,因為對其品牌的信心,還有他對於使用其他種設備的使用經驗。

Hansen說,”我們快速的得到原型,快速的改進它們,快速的創造出新的原型,以及取得我們精華的設計。”

3D Systems是唯一一家可以製作同步列印全彩解析度的3D印表機的公司。色彩明顯的傳達建議的外觀,工程產品設計的手感和風格,以及開發建築的概念,景觀,娛樂圖表和醫療資訊。

Hansen表示,”看到我們的團隊可以做出,讓這個世界一直收到這機器製做的東西,這是令人鼓舞的。” “像這樣設計不是只是出現在電腦螢幕上。因為設計是非常重要的,3D列印是我們產品策略中重要的組成要素。”


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學生透過3D列印機設計iPhone擴音喇叭

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亨利是一位美國中學生,對於CAD/CAM設計有高度的興趣,他有一天希望可以設計出一款iPhone專用的被動擴音喇叭,原理有點像視老古董的維多利亞唱盤原理,設計出一個喇叭用於iPhone達到指向播放音樂的效果,這時桌上型3D列印機 Cube幫上了大忙。

這一個獨家設計的iPhone被動擴音喇叭特色有:

3D列印的尺寸正確,要與手機能夠密合

保護且包覆住iPhone讓手機能夠有基礎的保護作用

被包覆的iPhone依然可以正常操作手機

不用電池,也可以運作的擴音效果

在指定方向可以清楚聽到聲音,不會干擾到他人

3D列印製作出來的成果,不論是音質或是方向性都十分的有效,他喜歡使用這樣的方式播放驅趕蚊子的聲波,達到防蚊的效果。

霓虹橘是非常搶眼的色彩,即使是在混亂的書桌上,也可以很快的找到喇叭,因此他非常滿意這樣的3D列印作品。


任何3D相關問題,請立即聯絡我們 0800-55-9999