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Formlabs--3D打印食品安全级"风味胶囊", 实现"闻香识味蕾"

2022-06-09 16:38 · 稿源: 站长之家用户

air up是一家总部位于慕尼黑的公司,该公司利用“鼻后嗅觉”的原理,通过3D打印技术,生产、销售可以给水调味的饮用瓶,从而引领了全新的健康饮料趋势。

该公司的五位创始人之一兼现任首席技术官 Tim Jäger 谈论了公司的理念、技术以及如何使用 Form 3 和 Form 3L 立体光固化 (SLA) 3D 打印机来创建精细的功能性原型,进而完善他们的设计。

不健康饮食习惯带来的新商机

如何打造有益于健康和可持续性的产品,是当今社会不断讨论的话题,也是新产品在经济效益方面取得成功的重要因素。air up的创办人Tim Jäger 及其合伙创始人 Lena Jüngst 在攻读产品设计学士学位期间,就已经开始了开始了相关计划。

首先引起他们注意的是由不健康饮食习惯导致的疾病,比如糖尿病等。引起糖尿病的一个重要病因是饮品中隐含的糖分,很多消费者对此并没有特别留意。

此外,通过对医生的访谈以及对患者进行的调查,他们发现很多人不喜欢纯净水的味道,所以倾向于选择口味浓厚的含糖饮料,比如苏打水和果汁。

Jäger 和 Jüngst 怀着“让健康和可持续的生活方式成为比较吸引人的选择”这一信念,希望能够找到一种折中的方案,吸引或者促使更多人喝没有糖的水。

“许多消费者不知道的是,实际上多达 80% 的味道并不是由嘴巴或舌头决定的,而是取决于我们的鼻子。也就是说,当品尝某种东西时,我们呼出的空气会起到关键作用,”Jäger 解释道。

两人将这种现象称为鼻后嗅觉,并将其用于开发新饮用瓶的技术。通过瓶口的风味“胶囊”,富有香气的气泡在饮用时进入口腔,经由咽部到达嗅觉感受器。感受器负责将气味传递到大脑。由于“胶囊”的气味来自喉咙,我们的大脑会识别这种气味,并将其视为一种味觉信号。

也就是说,通过这种方式,消费者喝的虽然是健康且不隐藏添加糖的纯净水,但是大脑会识别为饮料。

此外,根据用户的味觉,风味“胶囊”可以为至少 5 至 7 升水调味,这意味着可以减少 PET 一次性塑料瓶装水的浪费。

打印兼具密封防水和食品安全级部件

Jäger一直觉得3D 打印技术一直是快速、经济有效地验证比较终产品概念的关键工具。所以在决定将学士论文的主题付诸实践后,Jäger 和 Jüngst 选择使用3D打印技术来设计饮用瓶的首先个原型。设计团队对3D打印所使用的材料也提出了要求,必须要兼具防水的食品安全级部件。

“我们需要密封的食品安全级部件。在 3D 打印过程中,制作食品安全级部件尤为困难。关键时刻,运用3D 打印进行快速模具制作帮助我更快地制造出高质量的食品安全级部件,” Jäger 说道。 

快速模具制作将 3D 打印模具与注射成型、热压成型和硅胶铸造等传统制造工艺相结合。这使得 Jäger 及其团队可以使用硅胶进行原型制作,而这种材料恰好也是用于生产比较终成品的材料。在保证经济效益的同时,Jäger 及其设计团队可以灵活快速地对原型设计进行更改。 

air up 的团队与 Formlabs 的合作伙伴 Beta2Shape 建立了密切的合作关系。Beta2Shape利用3D打印方面丰富的专业知识为这个年轻的团队提供了专业建议和指导,帮助他们在开发初始阶段大幅提高生产力。

air up 的创始人首先购买了 Form 2,然后在产品的开发阶段使用 Form 3 和 Form 3L 进一步扩展了其打印能力。 

除了硅胶铸造的复杂瓶口外,Formlabs SLA 3D 打印机还被用于打印其他部件,包括打印“胶囊”结构和吸管的原型。

如今,Beta2Shape 仍在为这家迅速扩增的企业提供技术支持,帮助他们进一步扩展 3D 打印专业知识。

“3D 打印方法比较令人激动的一点是,我们能够节省大量的时间。现在,我在 24 小时内就能完成一系列完整的迭代。”

—— Tim Jäger

air up 的 Formlabs 材料选择

为了让消费者通过鼻后嗅觉来享受纯粹而多样的饮用乐趣,瓶口和风味“胶囊”在设计上必须满足特殊要求。 

Jäger 这样描述自己的解决方案:“我使用 3D 打印创建了一个模具,然后将硅胶倒入其中。尽管我尝试了数百种不同的情况,但每次都能够成功使用比较终的生产材料进行原型迭代。”

得益于 3D 打印模具和硅胶铸造,Jäger 可以在细节和尺寸精度方面都保持高度比较准确,不会浪费宝贵的时间。 

“Formlabs 的技术帮助我们实现了快速模具制作。熔融沉积成型 (FDM) 无法达到这样的精度,”Jäger 说道。

在原型制造过程中,air up 选择的材料主要是 White Resin,因为该材料几乎适用于各种情况,特别是在设计过程的初始阶段。牙科树脂系列中的生物相容性树脂 Model Resin 有时也会用于 air up 的快速原型制造。

内部打印缩短周期、减少成本

Formlabs 的 3D 打印机操作简单,这意味着设计师能够根据自己的设计制作原型,随后立即对其进行测试,并轻松做出更改。 

Jäger 还强调了 3D 打印机在设计过程中的重要性。“很多人往往会低估 3D 打印机的能力,只有在拿到打印机后,设计师才会发现它有多么的强大,因为它能够开辟一个全新的领域,”Jäger 说道。

此外,Jäger 还对使用内部 3D 打印机快速制作的模具和外包制造的硅胶铸造原型进行了定量比较。对于 air up 来说,快速模具制作的迭代过程需要 24 小时,材料成本约为 17 美元。相比之下,外包流程需要四个星期,大约需要 20000 美元。

“(使用 3D 打印快速制作的模具),我们能够避免很多错误,更快地得到能够用于发布的比较终版本。”

—— Tim Jäger, air up 创始人

通过3D打印引领健康饮料新趋势

凭借这项“鼻后嗅觉”技术和3D打印所设计的瓶身,这家公司仅仅在两年后,就达成了100 万客户的重要成就,到 2022 年 3 月,员工数已增加到 240 人左右。

在公司的发展过程中,3D打印在食品安全级原型的开发过程中发挥了关键作用,既可直接打印原型,也可生产用于硅胶铸造的快速模具,为这家新型的企业节省了时间和成本,助力他们更快地进入市场。

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