Ken Pillonel 是一位工程師，同時也是人氣 YouTube 頻道「Exploring the Simulation」的創辦人。他有一個點子——設計一款 AirPods 保護殼，不僅能保護耳機，還能讓使用者用 USB-C 充電，取代過時的 Lightning 接頭。
多年來，消費性電子產品的「被迫淘汰」設計以及限制使用者自行維修的手法，一直讓 Pillonel 深感不滿。他曾對《Engadget》的 Will Shanklin 表示：「看到像是電池不可更換、零件使用強力膠固定，以及缺乏透明資訊的設計選擇，讓『快時尚電子產品』氾濫，這實在令人困擾。」
事實證明，感到挫折的不只他一人——當他宣布這個 AirPods 充電盒的計畫時，立刻收到來自世界各地數千筆訂單。為了在自家公寓、沒有任何員工協助的情況下完成這些訂單，皮隆內爾需要一套能像他一樣拼命工作的製造解決方案。
「我的目標是盡可能在家完成所有硬體開發，這樣我就能把想法快速實現。有了這套（Fuse 系列）設備，在 3D 列印方面我算是萬事俱備了。」Ken Pillonel 說。
傳統製造方式，如射出成型，依然是（而且可能還會持續一段時間）大量生產消費性產品的最便宜方式，例如 Pillonel 或 Apple 的 AirPods 保護殼。對於大型製造商來說，這種模式最合理，因為他們的需求與供應數量通常是預先規劃好的。
但對像 Pillonel 這類的小型製造者來說，傳統製程卻會限制他們靈活設計產品的能力。射出成型若要在經濟上可行，往往必須在設計完全定案後才能進行生產，幾乎沒有任何調整或改進的空間。
然而，Pillonel 的產品之所以能吸引上千位顧客，正是因為他具備即時反應、市場敏捷性，並能快速根據用戶回饋進行調整的能力。
「我沒有選擇射出成型，首先是因為我熱愛不斷迭代與改進，喜歡聽取用戶回饋，盡可能把產品做到最好。但射出成型的設計一旦定案後，要修改或重新製作都非常昂貴。光是製作一個模具就要 15,000 美元，而我當時打算做六款不同的保護殼設計。」— Ken Pillonel，工程師暨 Exploring the Simulation 創辦人
對於產品「被迫淘汰」這件事早已深有所感的 Pillonel，很清楚自己若投入資金製作模具，幾年後這些模具勢必也會過時——畢竟顧客總會換用新款耳機與保護殼。在消費性產品的世界裡，尤其是身為售後市場的製造商，根本無法賭某個設計或模具的壽命。
「這些模具如果砸了那麼多錢，過幾年也只是變成高級的鎮紙。我不想把錢投在這種地方。」
此外，射出成型本身的製程也對設計有諸多限制，而這正好與 Pillonel 的保護殼設計相衝突——他的設計相當複雜，包含多個不易以傳統方式加工的細節。「裡面有內部空腔、有孔洞，還有雕刻文字。如果我要用射出成型製作那個零件，就不能只用簡單的雙片模具，而是需要加上滑塊等機構的複雜模具，成本會大幅上升。」
還有一個許多新創者與工程師在代工生產時常忽略的陷阱：幽靈班（ghost shifts）。有觀眾在 Pillonel 的影片留言指出，部分海外射出代工廠會偷偷額外生產原本合約外的數量，再私下轉售以賺取額外利潤。
至於聚氨酯（Urethane）翻模——透過矽膠模具灌注液態塑料並固化成型——雖然是一種替代方案，但模具壽命僅約 50 次射出，無法支撐大量生產，因此也不具規模化的潛力。
若改為將 3D 列印內部化，Pillonel 就能完全掌握設計、生產、品管、出貨與售後支援等每一環節，真正成為一人運作的塑膠製造工廠。
FDM、SLA、傳統成型，還是其他選擇？
Pillonel 多年來一直在使用 3D 列印技術，包含熔融堆疊成型（FDM）與光固化列印（SLA），其中 SLA 是使用桌上型的 Form 3+ 印表機完成。他認為每種技術在特定情境下都有其用途，但在這次的產品專案中，他對使用 FDM 或 SLA 來量產仍有所保留，他先以自己熟悉的 FDM 技術進行原型開發，但很快便決定這不適合最終產品。
「我從最便宜的方法開始，就是用線材進行 FDM 列印，但我很快就告訴自己：這樣不行……這樣的列印品質不適合用來販售的消費性產品，缺乏高質感。」Pillonel 表示。
至於使用 Form 3+ 的 SLA 列印，Pillonel 對品質與表面細緻度相對滿意，但對整體工作流程就沒那麼樂觀了。雖然他很喜歡樹脂列印成品在打樣階段的精緻效果，但一想到為了完成大量訂單所需的後處理流程與時間成本，他便認為這不是一個可行的量產解決方案。
Pillonel 需要一種能夠輕鬆應對複雜設計的製造方式，因為他的產品包含雕刻文字、狹窄通道、倒勾結構，以及薄壁等細節。
像這種曲面、有機造型的外觀，對 FDM 3D 列印機來說特別難以處理，因為層紋會顯得格外明顯，影響成品質感。
「SLA 的解析度無庸置疑是最好的。但讓我最終選擇其他方式的原因有幾個。首先是後處理，還有要處理樹脂、化學品，以及清洗液的廢棄問題。然後最大的一點是支撐結構，還有支撐留下的痕跡。如果我要在這種產量下去噴漆和打磨每一個保護殼，那根本沒辦法當個一人塑膠工廠，」Pillonel 說道。
選擇性雷射燒結（SLS）是唯一能夠製造數千個最終產品等級零件的 3D 列印技術。粉末床的自我支撐特性讓列印過程不需要額外支撐結構，而尼龍材料本身的機械性能也確保了保護殼足夠耐用，能應付日常使用中的摔落、彎折、碰撞或擠壓。
此外，粉末床技術還能讓零件在成型粉槽中堆疊列印，因此 Ken 僅需一台列印機，就能每天生產數百個零件。
他唯一的員工：Fuse 1+ 30W
Pillonel 每天早上啟動的列印作業，僅使用約半滿的成型粉槽，確保當天下班前能完成。他在下班時更換為全滿粉槽，開啟夜間列印，隔天早上即可收成列印完成的零件。
當 Pillonel 決定「聘請」他的唯一員工時，他很清楚：自己那幾台 FDM 和 SLA 列印機，絕對無法應付如潮水般湧入的訂單；而傳統製造方式如射出成型也早就被排除在外。SLS 是唯一的出路——但他需要一套既能生產最終產品等級品質、又不會遙不可及的解決方案。
市面上雖然有不少粉床式 3D 列印機選擇，但幾乎沒有一台是真正適合新創或個人創業者的價格區間。便宜的選項不夠穩定可靠；而像大型 MJF 設備那樣的傳統機型，價格昂貴不說，體積也大得根本塞不進他當作工作室使用的公寓。
儘管 Pillonel 認為 Fuse 系列的價格對於一般嗜好者或個人創業者來說仍算不上「平易近人」，但他知道，這會是最有機會回本、最值得投資的選擇。
「Fuse 系列印表機目前仍是市面上最實惠的選擇。對我來說，它的成本大約就跟做幾個模具一樣。但如果我外包那些模具，也是一樣的價格。相比之下，擁有一台 SLS 設備在家，我可以自己生產零件好幾年——還能無限創造全新的設計。所以就算這個產品失敗了，我也可以立刻做下一個，繼續嘗試，希望最後還是能把投資賺回來。」— Ken Pillonel，工程師暨 Exploring the Simulation 創辦人
Pillonel 最初的設備組合很簡單：一台 Fuse 1+ 30W 列印機、一個成型粉槽，以及 Fuse Sift，再加上 12 公斤的 Nylon 12 Powder。即便是這樣完整的工業級 SLS 生產組合，他也能在自己的公寓裡於幾小時內完成安裝設定，立即開始生產。
「打開包裝、插上電源後，我就開始做基本設定，整個流程非常直覺。我只需要按照螢幕上的指示操作，就搞定了，」Pillonel 說道。
接下來，就是正式開工的時候了。經過短短幾個月的設計、幾輪滿槽列印測試，以及初步客戶回饋後，Pillonel 很快就能進入穩定生產，順利出貨，同時優化整個製造流程。
建議產量規劃
▲Pillonel 的產品有多種版本可選，有些具備吊繩孔設計、有些加入不同的表面紋理，或是在充電埠上做了些微調整。這些多樣化的版本不僅提升了使用者體驗，也讓產品更具價值，但同時也讓整體的生產、後處理與出貨流程變得更為複雜。
Fuse Sift Glovebox 手套套件是搭配 Fuse Sift（列印機的粉末回收與再利用系統）的附加配件。雖然在沒有手套套件的情況下，Sift 的負壓與吸力機制已足以避免粉末亂飛，但加裝手套套件提供了額外一層防護與安心。
「我真的非常推薦加購手套套件，因為它會讓 Sift 的空間整個密閉起來。我一開始沒有用，常常很擔心開窗後風吹進來，把粉末吹得整間都是……後來他們聽進使用者的建議，就推出這個配件了。」— Ken Pillonel
把成型粉槽塞得越滿越好，能有效降低單件成本。理想情況下，應將堆疊量與粉末的刷新率（refresh rate）搭配得剛剛好，讓未燒結的粉末可以完全回收再利用，避免浪費並讓材料成本只反映在「實際列印出的部分」。
在設計與測試過程中，嘗試不同方向進行列印是合理的，這能幫助你找出最佳的公差表現、列印時間與堆疊密度的平衡點。不過一旦定案設計後，應透過 PreForm 中的「Orientation Lock」功能鎖定方向，以確保生產的一致性與穩定性。
「有兩種做法：自動打包很方便，選好模型後按下『Pack Selected Models』就像變魔術一樣搞定。但如果你是大量生產相同零件，手動堆疊其實能更有效率。」— Ken Pillonel
他透過將小零件嵌入其他零件中，再拉高 Z 軸，成功將堆疊密度提升了幾個百分點。
不過他也補充，如果每次列印的零件種類都不同，那就直接用自動堆疊比較省時。
當 Pillonel 準備進入量產時，第一個全容量粉槽的列印結果，在頂部層出現輕微的凹坑。他發現這是韌體更新前的常見錯誤。更新韌體並成功完成後續列印後，他就能根據穩定結果規劃後續生產時程，避免材料浪費。
Pillonel 發現，整套生態系統跑完一次完整列印只消耗約 5.8 度電，在瑞士電價為每度約 $0.30 美元的情況下，成本不到 $1.80 美元（美國平均為 $0.18/度）。雖然夜間略便宜，但對整體營運成本影響極小，所以他還是偏好白天列印。
他採取的做法是：
上午 9 點啟動第一批「略低於滿槽」的列印
下午 5 點更換成型粉槽後，再跑第二批「夜間列印」
如此便能做到列印不中斷、極大化機器運作時間（前提是要有兩個成型粉槽）
雖然把整個成型粉槽的零件一口氣丟進 Fuse Blast 自動噴砂機似乎最方便，但 Pillonel 發現「分批、短時間」的循環能讓零件更乾淨，比長時間一次處理整批效果更好。
另外，將相同大小的零件分批處理（例如小件一起，大件另起一輪）也有助於提升效率與清潔品質。
接下來的計劃：Exploring the Simulation 的未來展望
Pillonel 目前仍持續接單並出貨他的 AirPods 充電保護殼，而他的 Fuse 系列生產生態系也和他本人一樣，24 小時不間斷地運作著。他身兼產品設計、生產、客服與物流，一手包辦所有流程。展望未來，他已規劃了幾個令人興奮的新計畫，包括探索染色方法，甚至可能開發全新產品。
Fuse 系列生態系讓 Exploring the Simulation 得以從一個產品點子，發展成一整套成熟的製造工作流程。3D 列印——特別是如 Fuse 這樣強大又易於入門的 SLS 技術——為當代科技中「被迫淘汰」的問題，至少提供了其中一個實際可行的解方。
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