【加點製造】3D 列印籃球不用充氣！一樣能彈跳、傳球與投籃

Posted By 加點製造 AddMaker on 5 月 20, 2024 in 3D列印, 3D列印機, 加點製造, 案例研究, 產品新訊, 自造工具 | 0 comments

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作者：Addmaker

3D 列印技術與應用推陳出新，在製程的優化與應用領域的開創上總是令人耳目一新，本篇文章將介紹 3D 列印籃球與木質 3D 列印墨水，兩款 3D 列印技術的突破。

不用充氣的 3D 列印籃球

在體育競賽的世界裡，足球、美式足球、棒球和籃球等主力賽事在運動規則上，總是隨著年份與時俱進有所變化，相對比賽用具的改變顯得保守許多，看看棒球、球棒和籃球，你會發現它們的外形在這幾十年間大致相同，因此正式比賽用具的任何改變，都會引起球員和球迷的高度關注。近期新推出的 Wilson Airless Gen1 籃球，暗示在籃球賽事上，籃球比賽用球很可能出現新一波的變革。

（圖片來源：Addmaker 提供）

Wilson Airless Gen1 籃球，如其名是首款不需要充氣、不是經由縫製，而是 3D 列印技術製成的籃球。經過精心設計，儘管沒有充氣內膽，這款籃球仍然能夠依靠塑膠聚合材料的特性，提供充分的彈跳、傳球、投籃等機能，整個設計在視覺上相當別緻，呈現出透明的格子狀模式，不過還是保留了標準的八道球面的接縫。

（圖片來源：Addmaker 提供）

世界上第一款無氣膽的原型籃球，是 2023 年由 Wilson 在 NBA 全明星賽上首度亮相。自那時起，Wilson 就一直在調整球體的顏色以及表面處理，還有針對製造過程的改良，相較於當初原型籃球，Wilson Airless Gen1 表面的孔洞更精緻，並且有深黑色、棕紅色、米白色三種顏色可供選擇，充分展示了現階段 3D 列印的技術實力。

（圖片來源：Addmaker 提供）

然而，先別急著以為 Wilson Airless Gen1 這款新籃球即將隨處可見、上場大展身手，現階段 Wilson 其實只限量發布了 200 顆 3D 列印的籃球，每顆售價 2500 美金，上面皆印有系列編號而且已經全部售罄。從 Wilson Airless Gen1 的供應量和售價可以看出，目前以 3D 製作還難以大規模生產，不過，我們仍然可以期待，Wilson 終將挑戰逐步微調現行的無氣膽設計，在未來徹底改變籃球比賽的樣貌。

木質 3D 列印「墨水」，具備天然木材特性

木頭材料充滿自然質感，深受許多人喜愛，而最近科學家對於 3D 列印的創新突破，將帶來更多木材加工的可能性。

休士頓萊斯大學（Rice University）近期在最近在《科學進展》（Science Advances）發表了一款全新的 3D 列印「墨水」，是第一個完全使用由木材自然成分製成、3D 列印的成品，且具備真正的木頭質感。這種材料的出現不僅可以充分利用各種產品製造的木材廢料，還能回收利用那些本來要被燃燒或丟棄的材料，相當一舉兩得！

3D 列印「木材」並不是全新的概念，過去早已經許多混合了木質纖維素的 3D 列印技術，而由萊斯大學發表的木質 3D 列印「墨水」主要的成分包含了納米纖維素（cellulose nanofibers）、納米晶體纖維素（cellulose nanocrystals）和木質素（lignin）。木質素是一種有機聚合物，構成了樹木中大部分的支持組織，因此納米纖維素和木質素都可以萃取自各行各業的木材廢料。

（圖片來源：Addmaker 提供）

這種木質墨水以直接墨水寫作（Direct Ink Writing，DIW）的 3D 列印技術，逐層列印出成品。與常用的熱熔融層積（Fused Deposition Modeling，FDM）技術很相似，後者是將熔化物質從噴嘴中擠出，然後冷卻時硬化，而在 DIW 中，則還要經過「燒結」的過程，讓列印成品完全凝固硬化。

這款木質墨水的後續硬化步驟，首先要經過降溫，將列印出的物體在 -85 ℃ 的環境中凍乾 48 小時，然後在 180 ℃ 的環境中加熱 20 至 30 分鐘，加熱過程會讓木質素轉化為「分子膠水」，將纖維素纖維和晶體粘合在一起。

經過這一連串步驟材料列印出的成品，在外觀、結構、質地、熱穩定性甚至氣味上都與天然木頭非常相似，而在材質特性上，甚至可以比天然輕木更結實，且仍然具備木頭材料環保的特性，進到自然環境中仍然會被生物分解。

使用天然木材塊製作成品，無可避免必須切割、銑削材料，移除不需要的木頭，這部分的木材都會變成廢料，而這款木質墨水能夠善用木材廢料，直接列印出木質的結構，不僅代表了新一代的數位製造加工技術，更帶來善用天然材料的環保創新技術，讓人期待其未來發展。

（本文經同意轉載自 Addmaker 加點製造；原文為完全不需要充氣 Wilson推出3D列印籃球 Airless Gen1、3D列印新進展，以全木質材料完成的列印；責任編輯：賴佩萱）