攀登高山、擴大團隊：Form 4 如何協助 Black Diamond 研發製造

Black Diamond Equipment 對設計團隊的工作人員提出了一項突破性的要求——對他們正在製造的裝備充滿無拘無束、富有感染力的熱情。對於每天到 Black Diamond上班的戶外攀岩登山達人來說，這並不是很難滿足的需求。

Black Diamond 設計團隊沉迷於細節，並將他們的裝備保持在極高的標準；製造可靠、高性能的裝備可以確保安全和享受，即使是懸掛在山崖上也是如此。他們對設計過程中使用的工具有類似的標準，並且多年來不斷發展自己的 3D 列印系列，包括大型樹脂 3D 列印、桌上型樹脂列印機系列和內部選擇性雷射燒結(SLS) 技術。

產品設計實驗室經理 Matt Tetzl 與我們討論了 Black Diamond 的設計流程，以及如何使用 Form 4、Form 3L 和 Fuse 系列幫助他們花更多的時間在瓦薩奇山脈測試產品，並減少在實驗室等待的時間列印完成。

高性能齒輪的大批量列印和測試

▲Form 4 的速度使 Tetzl 能夠在一天內運行該頭燈組件（左， 灰色樹脂V5 ）的三個不同迭代。

Black Diamond 的設計團隊必須確保他們的產品能夠應對挑戰，幫助新登山者獲得舒適或專業人士創下新紀錄。這項承諾意味著廣泛的測試——某些產品需要數百萬次循環。為了處理如此大量的測試，3D 列印實驗室正在全天候工作。「我們有 SLA 和 SLS 列印機，每天都在運行，」Tetzl 說。「我的全部任務就是承諾次日送達零件。」

Tetzl 使用Formlabs 列印機的線上列印管理系統Dashboard管理多個團隊收到的樹脂和粉末 3D 列印零件請求。儘管他一直將大部分零件發送到 Fuse 系列進行功能測試，並使用尼龍 12 粉末進行列印，以確保其強度和耐用性，但 Form 4 激勵許多零件轉回使用樹脂。「自從獲得 Fuse 以來，我們每天都在運行它，但有了 Form 4，我們又重新開始使用樹脂列印。我可以在人們提出要求的同一天將零件返還給他們。

早期原型或最終使用功能測試列印的當天交付對於設計團隊來說是一個巨大的優勢。「對於設計評論來說，這真的很棒。我們可以一次性完成所有工作，而不是列印日和測試或迭代日。」

「在一個照明項目中，我們在一天內進行了三次迭代——在下午開會之前設計並列印了三個不同的部分。」－Matt Tetzl，Black Diamond 產品設計實驗室經理

實驗室和山上的可靠性

對於登山新手或經驗豐富的登山者來說，重點應該是您面前的小徑或岩壁，而不是擔心您的裝備是否能夠應對挑戰。這款裝備的設計也是如此——Tetzl 和他的同事專注於人體工學設計、材料選擇、疲勞測試以及設計頂級裝備時涉及的許多其他因素。他們不必擔心列印是否失敗，或者列印本身是否超出公差範圍。 Form 4 讓他們從設定的第一天起就將注意力集中在產品上。「它是即插即用的。一旦您將其連接到網絡，就會看到熟悉的 Formlabs 解決方案 - 上傳零件，按下按鈕，取回零件，」Tetzl 說。

從設定到整合到工作流程中，Form 4 簡化了每個流程。「這非常簡單。標準、開箱即用、調平並開始使用。它感覺就像我擁有的所有其他 Formlabs 系統一樣平易近人，」Tetzl 說。

持續的易用性和可靠性使將零件發送到 Form 4 成為一個簡單的決定。「99% 的情況下，我知道我會印出成功的作品。另外 1%，我知道我可以自己解決。如果列印機發生故障，我可以在同一天恢復運作。擁有這種可靠性真是太好了，」Tetzl 說。

材料很重要：多功能性、準確性和性能

▲此登山杖疲勞測試裝置使用以灰色樹脂 V5 製成的 Form 4（左）和以尼龍 12 粉末製成的 Fuse 1+ 30W（右）列印的固定裝置。

對於像 Black Diamond 齒輪這樣的高科技產品，開發過程需要涵蓋廣泛的材料特性和廣泛的測試。最近的一項輕量級登山杖產品設計週期對 Form 4 和新型灰色樹脂V5 進行了測試。

他們之前曾在 Fuse 上使用尼龍 12 粉末測試了登山杖中的組件。「我們的大部分功能測試都是用尼龍進行的，但我們在 Form 4 上進行了這個固定裝置，因為我們可以在幾個小時內嘗試幾種設計，」Tetzl 說。

儘管他們一開始不確定SLA 樹脂是否能夠承受登山杖所經歷的廣泛壓力和摩擦測試，但登山杖機構上的灰色樹脂V5 按鈕可持續使用超過一百萬個週期，每個週期承受35 磅的壓力……並且然後再超過一百萬。「它比以前的版本更強。在頭盔上，我們看到了比 Form 3 更多的細節。

此細節對於團隊在桌面和桌上型列印機（Form 4 和 Form 3L）上列印的大型頭盔原型非常重要。「表面光潔度非常好。我們使用灰色樹脂和透明樹脂在 Form 4 上為他們列印的所有部件都給團隊留下了深刻的印象。」

擴大 Form 3L 可能性

▲桌面型樹脂 3D 列印使人體規模的原型成為可能，而無需犧牲表面光潔度或材料的多功能性。

速度、材料的多功能性和表面品質使 Black Diamond 設計團隊能夠更快地製作原型，並更好地控制流程中的每個步驟。「我們最初購買 Form 3L 的目的只是將其用於頭盔原型製作 - 最初幾個月我們甚至將其稱為「頭盔印表機」。然後我們意識到我們可以將它用於許多其他項目，在這些項目中擁有這樣的容量非常重要，」Tetzl 說。

幾年前，Black Diamond 團隊採取了多項措施，將具有競爭力的高科技產品類別（鞋類）的開發引入內部。他們聘請了一名內部鞋匠，當購買 Form 3L 用於頭盔時，鞋類團隊看到了機會。「我們意識到我們可以製作具有非常好的細節和表面光潔度的全尺寸中底。鞋類團隊正在對中底設計進行大量非常微小的改變，因此擁有內部大尺寸能力對於我們的鞋類開發來說非常重要，」Tetzl 說。

儘管 Form 3L 最初可能只是「頭盔印表機」，但它很快就變成了一種多功能工具，可以支援部門內的一些不同項目。在製冰工具專案的最後階段，Form 3L 讓團隊可以列印全尺寸原型，以便他們可以測試抓握感和懸掛性，而不必擔心組裝好的原型在半空中破裂。經過四年的設計版本，內部大幅面樹脂 3D 列印加快了最後的迭代階段。

「使用冰工具，你可以看一整天，但最終還是取決於握持感。能夠對其進行 3D 列印並大致了解握持感和懸吊效果非常重要，」Tetzl 說。

▲3D 列印和內部 SLA 和 SLS 功能使得這款製冰工具的原型製作成為可能，而無需擔心組裝組件會影響抓握感或擺動。

對零件感覺的具體回饋也取決於材料。儘管 Tetzl 使用灰色樹脂列印絕大多數零件，但他還是使用透明樹脂來製作多部分聚氨酯模具。「我們一直在 Form 3L 上使用透明樹脂作為我們的模具平台，特別是當它們由相當多的零件製成時。透明樹脂的列印效果非常好，而且很高興能夠看到填充模穴的聚氨酯，」Tetzl 說。透明樹脂模具經過清洗和後固化，然後在射出前噴灑聚氨酯脫模劑並進行 15 分鐘的凝固時間。內部 3D 列印模具可以使用更柔軟的材料（例如聚氨酯）來實現功能齊全的原型，這些材料具有抗紫外線能力，而無需外包工具。

在採用內部大型 3D 列印之前，外包模具和頭盔等大型原型非常昂貴，並且會增加設計過程的額外交付時間。現在，對頭盔、鞋類中底和模具的工作流程進行更多控制，可以降低成本並縮短交貨時間。

用於現場測試等的內部尼龍零件

這款鞋楦採用 Nylon 12 Powder on the Fuse 1+ 30W 內部列印，可降低成本 — 像這樣的外包車床尼龍成本可能高達 2,000 美元，但內部列印僅需 65 美元。

除了大幅面樹脂 3D 列印之外，Tetzl 的團隊還引入了內部 SLS 3D 列印。在對樹脂進行設計審查後，他們使用更耐用的最終用途材料進行現場功能測試。

Tetzl 一直使用 MJF 列印機將零件傳送給 3D 列印服務商，但成本高昂。「這是使用相同材料的相同流程，因此將其引入內部是有意義的，可以加快速度並降低成本。這正是我們想要的，大多數零件的價格都便宜 80%，」Tetzl 說。

重要的是，這些現場測試原型能夠承受一定的重度衝擊和嚴格的使用。尼龍 12 粉末的強度和耐用性使 Black Diamond 團隊能夠在他們最喜歡的環境（戶外山上）中使用原型。在加拿大埃德蒙頓舉行的2023 年攀冰世界錦標賽上，一名參賽者使用的冰上工具的握把印有尼龍 12 粉末的 Fuse 1+ 30W。該工具一度從 80 英尺高處跌落到下方的冰層中，但在撞擊中倖存下來，沒有出現任何裂縫或損壞。「我們在滑雪板中配備了功能組件，為必須反覆承受相當大負載的跌落測試儀製造了內部組件。我們終於可以在內部製造高強度 3D 列印零件。

Fuse 1+ 30W 有助於降低鞋類開發成本。他們的內部鞋匠在鞋子或靴子的成型過程中使用大鞋楦，通常是用尼龍車床加工而成。該團隊之前一直透過外包服務獲得這些大型零件，但在 Fuse 1+ 30W 上用尼龍 12 粉末列印它們，將成本從 2,000 美元降低到僅 65 美元，並縮短了交貨時間。「Fuse 一直是我們擴大尼龍新鞋類項目規模的推動者。」

Fuse 1+ 30W 幾乎每天都以 15% 至 20% 的封裝密度運行，SLS 3D 列印是 Black Diamond 擴大鞋類開發和提高功能測試能力的一種高效且經濟高效的方式。

使用 Form 4 增加容量

▲Form 4 的可靠性和速度使其成為 Black Diamond 3D 列印系列的重要補充。每天列印多次迭代可以幫助團隊減少等待零件的時間，而將更多時間用於夢想登山裝備的下一個重大創新。

Tetzl 擁有數百種產品和似乎永遠不會變短的列印佇列，因此他的 3D 列印機需要可靠性、速度和一致的品質。 Black Diamond 一次又一次地將賭注押在Formlabs 列印機上，圍繞Form 2、Form 3、Form 3+、Form 3L、Fuse 以及現在的Form 4 創建了工作流程。信任的裝備，有時，在他們的生活中，Black Diamond 設計團隊也必須擁有他們可以信賴的工具。即使速度或材料範圍不同，可靠性也不會受到影響，但 Tetzl 發現它與他熟悉的系統相同。

「我們在 Form 4上沒有出現過一次失敗。」－Matt Tetzl，Black Diamond 產品設計實驗室經理

Form 4 的速度讓 Black Diamond 團隊能夠花盡可能多的時間做他們最喜歡的事情 - 在瓦薩奇山脈測試他們行業領先的產品，並減少等待列印的時間。