金属增材制造实现材料创新
Uniform Wares公司与Betatype公司合力探索增材制造 (AM) 技术的优势,突破行业传统设计的禁锢。
两家公司密切合作,采用增材制造设计 (DfAM) 原理和增材制造工艺克服了传统制造方法的局限性。最终制成质量优异的3D打印钛合金网纹表带,为Uniform Wares的2019系列腕表增色。
背景
Uniform Wares是于2009年创立的一家腕表制造商,该品牌的所有产品都是在伦敦工作室设计和开发的,其目标是携手志同道合的国内外合作伙伴,精心雕琢每个细节,打造一个英国本土奢侈品牌。Uniform Wares引以为豪的并不是品牌管理,而是通过智能设计做出兼具个性和特色的时尚腕表。Uniform Wares携手先进设计和增材制造专家Betatype,为其最新PreciDrive M-Line系列设计并开发了一款独特的增材制造编织表带。
这款“金属织物”表带于2018年10月推出,融合了Betatype独特的扫描技术和雷尼绍的AM250增材制造技术,使用5级钛合金材料制成,坚固又轻巧,广受Uniform Wares顾客的青睐和好评。Betatype和Uniform Wares已经合作三年有余,他们不断改进编织材料,不仅实现超越传统织物的柔韧性,同时兼具钛合金的机械强度和轻巧。两家公司充分利用增材制造工艺的细节和精度优势,不断优化设计和技术,推动手表制造和其他创意产业的材料创新。
挑战:
在崇尚传统设计和制造方法以及历史传承的手表行业中,Uniform Wares坚持创新,勇于尝试增材制造等多种技术,不断优化设计。此前,Uniform Wares采用的是传统网纹表带。“我们需要用一台巨大又笨重的机器将钢丝绳编成网纹形状,先切割成合适的尺寸后,再将零件焊接在上面,”Uniform Wares创意总监Michael Carr解释说。后来,Betatype向Uniform Wares建议通过3D打印技术制作任何纹理或纹路的编织表带,以简化工艺、创新材料、减少浪费,他们一拍即合。
虽然我们时常从手表及其他行业的历史传承和传统工艺中汲取灵感,但是也敢于推陈出新。
Uniform Wares(英国)
解决方案
Betatype成立于2012年,擅长利用增材制造工艺为航空航天、汽车和医疗等多个行业设计和开发功能更优的零部件。Betatype运用其独特的多尺度方法优化表带设计的几何特性,并利用雷尼绍的增材制造系统为Uniform Wares制造表带。
Uniform Wares和Betatype充分利用合作的优势,打造出最适合增材制造工艺的设计,制成比以往任何设计都更加精密、复杂的表带。该表带由4,000多个互锁链节组成,总重量仅10.5 g。
表带上的每个链节都是不对称的,内侧与外侧具有不同的弯曲半径,因而佩戴轻松,贴合手腕,同时能够保证足够的柔韧性。为确保扣接牢固,表带上采用微型“齿扣”和新型方向扣设计,可与表带本身的编织结构互锁,而这种设计只能通过增材制造工艺实现。
“表带的每一个元件都是基于使用需求精心设计的。每个点及每一个链节的弯曲半径、柔韧性和刚性都经过精细调节,处处彰显定制工程设计的优势,”Carr先生说道。
通过控制激光扫描路径、曝光设置和表带上各个链节的材料微观结构(精确到微米),Betatype实现了表带的最佳装配性和机械性能。Betatype还优化了激光粉末床熔融技术,实现以更小批量更快速地生产表带。Uniform Wares再也不需要提前五个月一次性订购成百上千条表带,现在他们可以一次只订购60条,而且一周之内即可收到。Carr先生说:“这完全颠覆了我们的认知。”
在Betatype的鼎力支持下,Uniform Wares在伦敦完成了设计、开发和制造,并最终在瑞士组装完成了PreciDrive M-Line系列腕表,充分体现了Uniform Wares携手国内外优秀合作伙伴精益求精的精神。
结果
Betatype与Uniform Wares合作的初衷是证明增材制造工艺在手表行业的可行性和创新性,然而他们取得的成果远远超出了预期。这场合作造就了一款质地考究、细节完美的热销产品,全方位展现了增材制造工艺的实力以及设计自由度。
Betatype总经理Sarat Babu解释说:“在我们看到的[有关这款新型表带的]所有评论中,无人提及增材制造技术。大家都说这是一款不错的产品,性能和质量都很出色。这正是衡量一个产品是否满足最终使用需求的标准。这款产品取得成功不是仅仅因为它是增材制造表带,而是因为这是市场上最好的金属表带之一。”Betatype和Uniform Wares将进一步合作,探索更多增材制造优势,扩大增材制造工艺在创意产业中的应用。