Applicatie Spotlight:3D-geprinte brillen

3D-printen is een van de nieuwste technologische innovaties die van invloed is op het ontwerp en de productie van brillen. Het wordt gebruikt om prototypes van nieuwe ontwerpen te maken en, in toenemende mate, om brillencomponenten, zoals monturen en lenzen, rechtstreeks te produceren.

Onderzoeksbureau SmarTech Analysis voorspelt dat de totale zakelijke kansen voor 3D-printen in de brillenindustrie in 2028 $ 3,4 miljard zullen bedragen. Het belangrijkste segment zal de uiteindelijke productie van onderdelen zijn, die naar verwachting zal groeien in een kans van $ 1,9 miljard.

Vandaag onderzoeken we de voordelen van 3D-printen, waardoor de adoptie ervan in de productie van brillen wordt gestimuleerd, terwijl we ons verdiepen in enkele voorbeelden van 3D-printen van brillen in actie.

Bekijk de andere toepassingen die in deze serie worden behandeld:

3D-printen voor warmtewisselaars

3D-printen voor lagers

3D-printen voor fietsproductie

3D-printen voor productie van digitale tandheelkunde en heldere uitlijners

3D-printen voor medische implantaten

3D-geprinte raketten en de toekomst van de fabricage van ruimtevaartuigen

3D-printen voor de productie van schoenen

3D-printen voor elektronische componenten

3D-printen in de spoorindustrie

3D-printen voor productie van eindonderdelen

3D-printen voor beugels

3D-printen voor turbineonderdelen

Hoe 3D-printen zorgt voor beter presterende hydraulische componenten

Hoe 3D-printen innovatie in de kernenergie-industrie ondersteunt

Voordelen van 3D-printen voor brillen 

Grotere ontwerpmogelijkheden

3D-printen geeft ontwerpers van brillen meer vrijheid bij het creëren van nieuwe looks. Ontwerpers kunnen experimenteren met nieuwe vormen en texturen die met traditionele technieken moeilijk en in veel gevallen economisch onhaalbaar zouden zijn.

Zo heeft Hoet Design Studio, een Belgische high-end brillenfabrikant, de Hoet Couture-collectie ontwikkeld met behulp van 3D-printen. De collectie omvat vijf modellen die zijn geproduceerd met behulp van lasersmelttechnologie. Een voorste gedeelte van het glazen frame is gemaakt van titanium, met een mesh-achtige geometrische structuur die niet kan worden gemaakt met een andere techniek dan 3D-printen.

De mogelijkheid om aan te passen

Klanten die een bril willen kopen, verwachten steeds vaker aanpasbare opties die direct aansluiten bij hun smaak en voorkeuren.

In een typisch scenario bezoeken consumenten de opticien en kiezen ze een bril, die vervolgens gemeten om te passen, markering waar het midden van het oog is. De opticien verzendt vervolgens de monturen om te worden voorzien van de juiste lenzen. Weken later komt de consument terug voor een pasbeurt, waarbij de opticien vervolgens de pootjes van het montuur, de neusstukken afstelt en er ook voor zorgt dat de bril symmetrisch op het gezicht zit.

Echter, deze gestandaardiseerde productie en een one-size-fits-all-aanpak is niet langer voldoende.

Met de introductie van digitale technologieën, zoals 3D-printen en scannen, kunnen consumenten hun gezicht laten scannen bij het eerste bezoek. gebruikt om brillen te ontwerpen die niet hoeven te worden afgesteld.

Als gevolg hiervan wordt 3D-printen een van de oplossingen voor het probleem van een slecht passende bril, die naar beneden glijdt en vermoeide ogen veroorzaakt.

Tegelijk stelt de technologie brillenbedrijven in staat hun klanten meer opties te bieden als het gaat om het ontwerp van het brilmontuur. Opties kunnen verschillende vormen, kleuren en texturen omvatten.

Groter reactievermogen van de markt

3D-printen kan brillenbedrijven helpen om voorop te blijven lopen op het gebied van brillentrends, waardoor ze producten sneller kunnen maken zonder te hoeven investeren in extra en vaak erg dure gereedschappen.

Stijlen veranderen snel en brillen kunnen er snel gedateerd uitzien, waardoor een bedrijf met een grote voorraad achterblijft en de taak heeft om hun productie om te buigen naar nieuwe ontwerpen. Aan de andere kant stelt het gebruik van 3D-printen voor het maken van brillen bedrijven in staat om wendbaar te blijven en veel sneller dan ooit tevoren te reageren op veranderingen in stijl en marktvraag.

Technologieën en materialen die worden gebruikt bij het 3D-printen van brillen

De belangrijkste technologie die wordt gebruikt voor het 3D-printen van brillenproducten is Selective Laser Sintering (SLS). SLS is een 3D-printtechnologie met poederbedfusie die een laserstraal gebruikt om poedervormig materiaal, meestal nylon, selectief te smelten en samen te smelten.

SLS-technologie is ideaal voor het maken van zeer complexe onderdelen, omdat er geen ondersteunende structuren voor nodig zijn , in tegenstelling tot SLA (Stereolithografie) en FDM (Fused Deposition Modelling). Niet-gesinterd poeder, dat overblijft na het drukproces, wordt gebruikt om het onderdeel extra stevigheid en ondersteuning te bieden, waardoor het fungeert als zijn eigen ondersteunende structuur.

SLS-prints hebben echter meestal een ruwe oppervlakteafwerking en vereisen extra nabewerking om dit te verbeteren. Sommige bedrijven vinden ruwere oppervlakken echter een voordeel.

‘In het begin, toen we heel ruwe lijsten maakten, dachten sommige mensen dat het heel goed was en vroegen ze hoe we ze maakten. Soms heb je een probleem en kun je het als een deugd verkopen', zegt MONOQOOL-oprichter Allan Petersen in een interview met 3dpbm.

Naast SLS onderzoeken sommige bedrijven ook SLA. Deze technologie, gebaseerd op het stollen van een vloeibare hars met een laserstraal, wordt echter meestal gebruikt om patronen van brilmonturen te maken voor investeringsgieten.

Metaal 3D-printen, met name Selective Laser Melting (SLM), kan ook worden gebruikt bij de productie van brillen, maar het gebruik ervan is eerder beperkt vanwege de hoge kosten van materialen en processen.

Voorbeelden van 3D-printen van brillen

MONOQOOL'S schroefloze bril 

MONOQOOL is een Deense fabrikant van brillen met een schroefloos montuurontwerp, mogelijk gemaakt door 3D-printen. Het bedrijf begon de technologie aan het begin van de jaren 2010 te gebruiken voor prototyping en een paar jaar later, tussen 2012 en 2013, besloot het de sprong te wagen naar 3D-productie.

Volgens MONOQOOL is het vrij eenvoudig om aan de slag te gaan met een brillenbedrijf voor 3D-printen, omdat het weinig investeringen vereist, vooral wanneer u samenwerkt met een serviceprovider.

Voor de productie van 3D-geprinte monturen maakt MONOQOOL gebruik van polyamide (nylon) poeder en SLS-technologie. Elk frame bestaat uit 400 ultrafijne lagen. Een van de unieke elementen in de monturen van MONOQOOL is een slim spiraalscharnier, dat het mogelijk maakt om brillen te produceren zonder schroeven, lassen of bouten. Innovatief ontwerp, gecombineerd met 3D-printtechnologie, zorgt ervoor dat brillen ultralicht zijn, tot 4 gram, waardoor ze comfortabeler zijn om te dragen.

Momenteel worden de monturen van MONOQOOL verkocht in ongeveer 1.000 winkels over de hele wereld.

Op maat gemaakte brilmonturen van Specsy 

Het Canadese bedrijf Specsy is een goed voorbeeld van hoe brillenbedrijven 3D-printen kunnen gebruiken om unieke brillen te maken.

Specsy biedt oogzorgprofessionals een winkelklare app die augmented reality en 3D-scantechnologieën gebruikt. Dankzij het cloudgebaseerde platform kunnen opticiens aangepaste monturen ontwerpen in winkels. De app maakt gebruik van 3D-gezichtsscans om patiënten in staat te stellen frames te ontwerpen op een live beeld van hun gezicht.

Zodra het ontwerp is bevestigd, produceert het bedrijf frames met behulp van een aantal interne multi- kleuren 3D-printers. Het printproces duurt ongeveer 8 uur, waarna de frames drie dagen nodig hebben om te worden geassembleerd en met de hand te worden geïnspecteerd.

Met deze aanpak hebben optische professionals de mogelijkheid om een ​​echt op maat gemaakt frame aan te bieden, op maat van de patiënt esthetische voorkeuren en specificaties.

Voortaan heeft Specsy zijn zinnen gezet op het aanbieden van aangepaste metalen frames, naast de plastic frames die het bedrijf momenteel levert.

Luxexcels 3D-geprinte lenzen

Als het gaat om de productie van ooglenzen, biedt 3D-printen een nieuwe benadering, ontwikkeld door het Nederlandse bedrijf Luxexcel.

Het bedrijf heeft een eigen VisionPlatform ontwikkeld dat bestaat uit industriële 3D-printers, lensontwerpsoftware en tools voor workflowintegratie. Het platform maakt 3D-printen mogelijk van lenzen van oogheelkundige kwaliteit, die voldoen aan de industrienormen, inclusief alle ANSI-, ISO- en FDA-vereisten.

Het gebruik van 3D-printen voor lenzen heeft verschillende voordelen ten opzichte van conventionele productiemethoden voor lenzen.

Het conventionele proces voor het vervaardigen van op maat gemaakte optische lenzen omvat meerdere bewerkingsstappen waarbij materiaal wordt afgetrokken van een onbewerkte lens, wat resulteert in ongeveer 80 procent van het materiaalafval. Het is ook een lage opbrengst en arbeidsintensieve benadering.

Een proces, ontwikkeld door Luxexcel, begint met het aangepaste lensontwerp en het oppervlakrecept dat wordt voorbereid in Luxexcel's VisionMaster™-software voor afdrukken. Het vloeibare materiaal van Luxexcel, VisionClear™ genaamd, wordt vervolgens in de VisionEngine™ 3D-printer geladen, die lenzen maakt door kleine druppeltjes van een UV-uithardende hars op het substraat te spuiten en deze uit te harden met UV-licht. Deze oplossing is in staat om op maat gemaakte lenzen in grotere volumes en met minder materiaalverspilling te produceren.

In de afgelopen 12 maanden zijn er 5.000 lenzen geprint op verschillende VisionPlatform-systemen. Hierdoor kon het bedrijf de technologie naar een niveau brengen waarop commerciële lenzen dagelijks naar klanten worden verzonden.

De toekomst van 3D-printen van brillen

In toenemende mate trekken 3D-geprinte brillen de aandacht van zowel consumenten als fabrikanten. Hoewel een aantal bedrijven baanbrekend werk verricht bij het 3D-printen van brillen, is de technologie nog niet klaar voor massaproductie en wordt ze meestal gebruikt om kleine batches producten te vervaardigen.

Dat gezegd hebbende, biedt 3D-printen fabrikanten van brillen de mogelijkheid om zich te onderscheiden en nieuwe, grotendeels onbenutte wegen te verkennen, zoals op maat gemaakte producten. Dit betekent uiteindelijk dat fabrikanten de mogelijkheden van 3D-printen zullen blijven verkennen, waardoor meer mensen kunnen profiteren van beter passende, unieke brillen.