攀登一座山，扩展一组机器：Black Diamond 与 Form 4

Black Diamond 的设计团队必须确保他们的产品能够应对挑战，帮助登山新手适应新环境或帮助专业登山者创下新纪录。这意味着要进行大量测试，有些产品甚至要进行数百万次循环测试。为了处理如此量级的测试，3D 打印实验室夜以继日地工作。Tetzl 说：“包括 SLA 和 SLS 在内的打印机，每天都在运转。我的全部工作就是兑现次日交付部件的承诺。”

Tetzl 使用 Dashboard（Formlabs 打印机的在线打印管理系统）管理多个团队对树脂和粉末 3D 打印部件的接收请求。虽然他一直将用于功能性测试的大部分部件发送到 Fuse 系列打印机中，并使用 Nylon 12 Powder 打印，以获得其强度和耐用性，但 Form 4 为许多部件转而使用树脂打印提供了动机。“自从配备了 Fuse，我们每天都在使用它，但有了 Form 4 后，我们又开始使用树脂打印。我可以在客户提出要求的当天就交付部件。”

对于设计团队来说，当天交付早期原型或最终用途功能测试打印件是一个巨大的优势。“在设计审查方面，这真是太棒了。我们可以在一天内完成所有工作，而不是分别打印一天和测试一天或迭代一天，”Tetzl 说道。

无论是登山新手还是经验丰富的登山者，都应把注意力集中在眼前的山路或岩壁上，而不是担心自己的装备是否能够应对挑战。设计装备的工作也是如此－Tetzl 及其同事们专注于人体工学设计、材料选择、疲劳测试，以及设计顶级装备所需的一系列其他因素。他们不用担心是否会出现打印失败，也不用担心打印本身是否超出公差范围。从安装的第一天起，Form 4 就能让他们专注于产品。“它即插即用。只要连接到网络后，仍然是我们熟悉的 Formlabs 生态圈操作流程：上传部件、按下按钮、取回部件，”Tetzl 说道。

从设置到整合至工作流程，Form 4 简化了每一步操作。“非常简单。标准化流程、设备开箱即用、调平并启动即可。和我使用过的所有其他 Formlabs 系统一样简单易用，”Tetzl 表示。

因为具有持续的易用性和可靠性，在将部件发送到 Form 4 打印时无需多想。“99% 的情况下，我都能成功打印。而另外的 1% 意外情况，我知道我可以自己解决。如果打印机出现故障，我可以在当天就修好。拥有这种可靠性真是太好了，”Tetzl 说道。

对于诸如 Black Diamond 装备等技术性很强的产品，开发过程需要涉及到多种材料特性和大量测试。最近，在轻型登山杖产品设计周期中，对 Form 4 和新型 Grey Resin V5 进行了测试。

在此之前，他们已经在 Fuse 上使用 Nylon 12 Powder 对登山杖的组件进行了测试。Tetzl 表示：“我们的大部分功能测试材料均为尼龙，但因为可以在数小时内尝试多种设计，我们选择使用 Form 4 制作了此固定装置。”

虽然起初他们并不确定 SLA 树脂是否能经受住登山杖所承受的巨大压力和摩擦测试，但登山杖机械装置上的 Grey Resin V5 按钮在每次 35 磅的压力下持续承受了超过一百万个循环......然后又持续了超过一百万个循环。“它比以前的版本更坚固。安装在头盔上后，相对于使用 Form 3 打印，可以看到更多的细节，”Tetzl 说。

这种细节对于团队使用桌面级和立式打印机（Form 4 和 Form 3L）打印的大型头盔原型来说非常重要。“表面光洁度非常好。我们使用 Form 4 打印的 Grey Resin 和 Clear Resin 部件给团队留下了深刻印象。”

速度、材料多样性和表面质量使 Black Diamond 设计团队能够更快地制作原型，并增强对流程中每个步骤的控制。“我们最初购买 Form 3L 时，只打算用它来制作头盔原型，最初几个月我们甚至称它为‘头盔打印机’。后来我们意识到，还可以将它用于其他一些项目，因为在这些项目中，拥有足够的成型体积非常重要，”Tetzl 说道。

几年前，Black Diamond 团队采取了多项措施，将竞争激烈、技术含量高的产品类别（鞋类）的开发工作引入公司内部。他们招聘了一名内部制鞋员工，在针对头盔购买 Form 3L 后，鞋类团队发现了机会。“我们意识到，我们可以制作全尺寸的中底，而且细节和表面光洁度都非常好。鞋类团队要对中底设计进行大量非常微小的改动，因此拥有内部大幅面生产能力对鞋类开发非常重要， ”Tetzl 说道。

虽然 Form 3L 一开始可能只是“头盔打印机”，但很快就变成了一个多功能工具，可以在部门内完成一些不同的项目。在冰上工具项目的最后阶段，Form 3L 帮助团队打印出全尺寸原型，这样他们就可以测试抓握感和悬挂性，而不用担心组装好的原型会在半空中碎裂。经过四年的设计版本更迭，内部大幅面树脂 3D 打印加快了最后的迭代阶段。

“对于冰上工具，目测对其性能评估并无用处，最终还是要取决于抓握感。能够进行 3D 打印并大致了解抓握感和悬挂性十分必要，”Tetzl 说。

部件手感的具体反馈还取决于材料。虽然 Tetzl 使用 Grey Resin 打印绝大多数部件，但他也使用 Clear Resin 制作多件式聚氨酯模具。“我们一直使用 Clear Resin 在 Form 3L 上制作模具，尤其是当模具由多个部件组成时。Clear Resin 的打印效果非常好，而且可以看到聚氨酯填充模腔的过程，这一点非常棒，”Tetzl 说。Clear Resin 模具经过清洗和后固化，然后喷上聚氨酯脱模剂，再进行注射，固定时间为 15 分钟。内部 3D 打印模具支持他们使用聚氨酯等较软的抗紫外线材料制作功能齐全的原型，而无需外包模具。

在将大幅面 3D 打印技术引入公司内部之前，外包模具和头盔等大幅面原型不仅成本高昂，还增加了设计流程的周转时间。现在，通过进一步控制头盔、鞋类中底和模具的工作流程，降低了成本，缩短了交付周期。

除了大幅面树脂 3D 打印外，Tetzl 的团队还在公司内部采用了 SLS 3D 打印技术。在使用树脂进行设计审查后，他们使用更耐用的最终使用材料进行现场功能测试。

之前，Tetzl 一直将部件送到一家拥有 MJF 打印机的 3D 打印服务公司，但成本很高。“使用相同的材料和流程，在公司内部进行打印，既能加快速度，又能降低成本。这正是我们想要的结果，大多数部件的成本都降低了 80%，”Tetzl 说。

重要的是，这些现场测试原型能够经受住剧烈撞击和严苛使用条件。Nylon 12 Powder 的强度和耐用性让 Black Diamond 团队能够在热门环境中使用原型产品：户外山地。在加拿大埃德蒙顿举行的 2023 年攀冰世锦赛上，一名选手使用了配备有 Fuse 1+ 30W 打印的 Nylon 12 Powder 手柄的攀冰工具。有一次，该工具从 80 英尺高处掉落到下方冰面上，但在撞击中没有出现任何裂缝或损坏。“我们曾经在滑雪板上使用过功能部件，也为跌落试验机制造过内部部件，这些部件必须反复承受相当大的载荷。现在我们终于可以在内部制造高强度 3D 打印部件了，”Tetzl 说。

Fuse 1+ 30W 有助于降低鞋类开发成本。他们的内部制鞋员工在鞋靴成型过程中会使用大型楦头，通常采用尼龙轧制而成。该团队以前一直从服务公司获得这些大型部件，但使用 Fuse 1+ 30W 打印 Nylon 12 Powder 后，成本从 2000 美元降至 65 美元，并缩短了周转时间。“Fuse 已经成为了我们扩大尼龙新鞋类项目规模的助推器。”

Fuse 1+ 30W 几乎每天都能以 15% 至 20% 的打包密度运行，SLS 3D 打印是 Black Diamond 扩大鞋类开发规模和提高功能测试能力的一种高效、经济的方式。

面对数百种产品和似乎永远不会缩短的打印队列，Tetzl 需要 3D 打印机提供可靠性、速度和稳定的质量。Black Diamond 一次又一次地选择了 Formlabs 打印机，并基于 Form 2、Form 3、Form 3+、Form 3L、Fuse 以及现在的 Form 4 创建了一套工作流程。对于登山者、徒步旅行者和登山爱好者来说，他们把休闲时间，有时甚至是生命都托付给了这些装备，因此 Black Diamond 设计团队也必须拥有值得信赖的工具。即使是为了速度或材料范围，这种可靠性也不能妥协，但 Tetzl 发现这还是他所熟悉的系统。

Form 4 的速度让 Black Diamond 团队能够将尽可能多的时间投入在他们最热爱的工作中：在瓦萨奇山上测试业界领先的产品，而不是等待打印。