轻巧安全：8款3D打印头盔开始走向应用

南极熊导读：3D打印头盔，已经开始出现商业化的应用，其市场潜力被一些先知先觉的人挖掘出来。

头盔是为了保护我们的头部安全设计的。但由于设计和制造手段的限制，其重量、舒适性和安全性要想达到完Mei的平衡并不容易，随着3D打印技术的不断进步，这一切就将变得轻而易举。在另一方面，很多影视剧的拍摄任务中都需要特殊定制，而该头盔也是需要这样的特殊定制，用量都比较小；这种需求和3D打印擅长的小批量非标准件的快速成型的特点有天生的契合。

△3D打印头盔

下面，南极熊就来盘点一些已经进行商业化的3D打印头盔。

SpaceX 3D打印宇航员头盔

2020年5月31日，全球首次商业载人龙飞船发射成功！埃隆·马斯克的太空探索技术公司SpaceX，完成人类史上的一大创举！南极熊3D打印网了解到，SpaceX这次宇航员的超时尚太空服头盔，是使用3D打印工艺为每个宇航员进行定制的。现在，你可以按照一个教程，DIY 3D打印一只适合自己头的宇航头盔！
△在SpaceX任务发射前，宇航员道格拉斯·赫利（Douglas Hurley）和罗伯特·贝肯（Robert Behnken）

有意思的是，南极熊3D打印网了解到，真正的SpaceX头盔是由Ironhead Studios才华横溢的好莱坞设计师Jose Fernandez设计的。他是一名服装设计师，曾为《蝙蝠侠大战超人》，《神奇四侠》，《复仇者联盟》，《 X战警II》等作品工作过。据《纽约时报》报道，电影导演迈克尔·贝（Michael Bay）透露，对于电影《世界末日》中的太空服头盔，他认为“好莱坞周围的人是太空服头盔专家。这是一种非常专业的工艺。”

为了设计太空头盔，马斯克去了好莱坞请教专家，而不是通常的空军和海军承包商。《纽约时报》报道说，首次与Fernandez取得联系时，后者竟然不知道SpaceX是什么。然而，正如Ironhead 的Instagram页面所示，他确实具有为电影设计头盔的丰富经验，包括汤姆·克鲁斯（Tom Cruise）在《 Top Gun：Maverick》中的头盔。

后来就是由好莱坞设计师设计了SpaceX本次商业载人龙飞船发射的宇航员头盔！

戴上科技3D打印滑雪头盔

2020年9月23日，由戴上科技研制的全球首款3D打印滑雪头盔于中国创新创业成果交易会正式亮相，由数字化技术与3D打印智能制造技术打造而成的戴上3D打印头盔能够覆盖传统头盔难以触及的防护盲点。

基于由近万次头部碰撞测试界定出的力学边界，戴上科技运用先进的数字算法计算出了拥有1102根短竖杆、95根贯通杆和2394个节点的晶格结构防护系统。该系统由多层且软硬不一的缓冲带构成，不同碰撞频率的区域配备着不同密度的结构分布，能够精准地管理因头部碰撞而产生的各种冲击力。

据权威的安全防护产品质量检验中心的测试结果显示，戴上3D打印头盔的防护性能优逾美国安全标准要求的性能55％，优逾欧洲安全标准要求的性能46％。在佩戴舒适度方面，戴上3D打印头盔也同样优秀。防护系统特殊的晶格结构能够带来极高的热量流通效率，使头盔内部始终保持在一个令人感到舒适的温度。

详尽且科学的尺码设置搭配重力自适应，戴上3D打印头盔适配全球90％以上的用户，加之戴上科技自主研发的头部扫描系统，适配率提高至98％。戴上3D打印头盔的防护系统材料可回收，可再生。用其制成的防护系统可被粉碎成末，重新回炉打印，实现材料的循环利用，有效解决3D打印原料成本过高的问题。

Riddell SpeedFlex 3D打印头盔

Carbon的DLS技术使用光和氧气从树脂池中快速生产高质量的较终用途产品。

△Riddell SpeedFlex精密钻石头盔采用精密贴合衬里

首个获得NHL认证的3D打印曲棍球头盔内衬

2020年9月，3D打印机制造商Carbon和体育用品制造商CCM Hockey合作，已经3D打印出了di一个曲棍球头盔内衬，并获得NHL认证。据悉，这个曲棍球头盔内衬使用Carbon专有的数字光合成(DLS)树脂工艺生产，内部结构采用了数字化晶格设计，能够提供更好的透气性、舒适性和保护性，并可通过精确的3D扫描来定制适合运动员头部的产品。

△SuperTacks X头盔，图片来自CCM Hockey

Super Tacks X的内衬是使用Carbon的设计软件设计的，软件能够根据所需的性能标准和重量作为输入，自动生成优化的网格几何形状。它的主要功能是在比赛中有效地吸收和耗散冲击能量，这主要通过使用内部阻尼支柱来实现。

衬里内部有超过13万个独立的支柱，每个支柱覆盖了头盔的不同点，提供全方位的保护。设计引擎可以调整每个支柱的厚度，以增加或减少网格的整体刚度，使头盔能够吸收和分散来自线性和旋转力的冲击能量。

3D打印自行车定制头盔HEXR

HEXR3D打印自行车定制头盔由总部位于伦敦的创业公司Hexr，Ltd. 开发，据悉，该头盔品牌以前叫做HEXO，后来因为商标纠纷而更名为HEXR。在技术方面，HEXR头盔采用3D打印技术制造的蜂窝芯，通过德国工业3D打印机制造商EOS旗下的SLS 3D打印技术和聚酰胺11材料生产。每个头盔都是根据用户的头部尺寸进行3D打印，通过3D扫描应用程序获取，以便为客户创建轻量级和保护性的头盔解决方案。 

3D打印的Hexr头盔

HEXR头盔由Jamie Cook（库克）创立，他希望彻底改变传统自行车头盔上的标准保护装置，据库克描述，这种头盔“60年来一直没有创新”。库克较初在伦敦大学学院（UCL）开始研究时发现，大多数能量吸收的设计方法都是基于平坦的接触区域，而不是反映我们头部形状的曲面区域。库克继续在牛津大学进行研究，利用3D打印技术生产聚酰胺11中的绝缘弧形蜂窝结构，构成了HEXR头盔的基础。

3D打印蜂窝结构，提高保护性

从那以后，库克一直致力于推出HEXR头盔，并将其推向市场。头盔的一个关键要素是其可自定义性，通过3D打印实现。使用HEXR的定制3D扫描软件，客户可以使用头部的30,000点3D网格获得“精确匹配”。从网站购买HEXR头盔后，客户可以在HEXR的伦敦总部预约，也可以通过邮寄方式接收3D扫描仪，以便进行头部扫描。一旦Hexr有客户的测量结果，公司需要2-4周的时间进行3D打印，然后再直接发货给买家。

可折叠3D打印自行车头盔FEND

自行车头盔是一种十分有效的护具，据说可将头部受伤的风险降低80%。但这种头盔有一个明显的痛点，就是体积比较大，不方便携带。不过现在，这个问题已经被来自纽约的设计师Sujene Kong和Christian Von Heifner解决了  — 他们发明了一款可折叠的新型头盔FEND，折叠后的体积仅有原先的1/3，可以轻松放进背包。

除了能折叠，这款头盔的造型也很时尚，因为其发明者之一的Kong就是一位时尚设计师。另外，它的安全性也很好，达到了美国消费品安全委员会（US CPSC）和欧洲EN 1078安全标准。值得一提的是，在头盔的整个开发阶段，从较初的原型设计到较终的成品制造，3D打印技术都扮演了重要角色。

目前，这款头盔已经基本定型 — 外壳采用了高性能ABS塑料，十分坚固；内圈表面采用了发泡聚丙烯（EPP）材料，既柔软又能有效吸收冲击；结构上则采用了流线型设计，有助于通风和提高佩戴舒适感。

Cascade3D打印曲棍球头盔

世界顶级曲棍球产品制造商Cascade正在利用 LulzBot的工业级桌面3D打印机改进曲棍球头盔的原型开发流程。“我们主要利用3D打印和柔性材料来制造头盔的不规则部件。LulzBot的打印机非常灵活，可以随意更换不同尺寸，而这对于我们的开发工作很有帮助，”Cascade的负责人表示，“在头盔开发方面，3D打印不仅比传统方法更经济，而且大大缩短了我们将新设计变为显示的周期。这就让我们得以更快地将新产品投放市场，从而获得竞争优势。”

Cascade的女士用LX头盔就是3D打印帮助开发的新产品之一，它的外壳既结实有有弹性，能很好地抵御冲击，从而保护运动员的头部。同时，它还有通气口和用来放头发的空间。

3D打印自行车头盔 Kupol

加拿大工业设计师Gabriel Boutin和3D打印专业设计公司Syncro Design的创始人Gabriel Boutin就利用3D打印技术开发出了一款新的自行车头盔 — Kupol。

△设计师使用HP的Multi Jet Fusion创建3D打印自行车头盔

Kupol项目专注于设计和制造更舒适的自行车头盔。Boutin想要摆脱不舒服的聚苯乙烯泡沫部件，因为这种材料通常会让佩戴者更容易出汗。于是，他改用塑料3D打印。较终，新的Kupol头盔保持空气能够流过，使得头部较凉爽。同时，其重量也比传统的头盔轻了许多。

对于Boutin来说，3D打印提供了一个以更快的速度从原型到成品的机会。此外，该技术还可以让用户开发出更复杂的设计和结构。随着3D打印材料质量的不断提高，越来越多的设计人员选择增材制造来创造成品，而不是长时间的原型制作流程。此外，三维打印完成不断完善，使用户能够以高品质的表面外观完成他们的产品。

△设计师使用HP的Multi Jet Fusion创建3D打印自行车头盔

对于他的设计，Boutin与Sculpteo的3D打印服务合作，该服务提供了HP Multi Jet Fusion技术。设计师寻找具有良好耐化学腐蚀性的强韧塑料，可以通过Sculpteo的在线3D打印服务下单，并选择HP Multi Jet Fusion PA12黑色塑料。