Mode. Funktion. Passform. Lernen Sie das Vuzix Shield und seine 3D-gedruckte Titanbrücke kennen

Vuzix Shield, der jüngste Einstieg des Unternehmens in den Unternehmensmarkt, ist eine der fortschrittlichsten binokularen Smart Glasses, die derzeit auf dem Markt erhältlich sind - und dennoch sind all ihre Technologien und Funktionen in einem traditionellen Brillenformfaktor enthalten. Wie alle zukunftsweisenden Innovationen sind auch diese Entwicklungen mit Herausforderungen verbunden, die sowohl neu als auch vertraut sind.

"Diese Brillen haben in jedem Bügel ein Display, das in einer festen Komponente sitzt", erklärt Shane Porzio, VP of Engineering bei Vuzix. "Wenn irgendetwas nicht stimmt, vor allem bei binokularen Systemen, kann man die Bilder buchstäblich nicht verwenden. Also, von Benutzer zu Benutzer, beim An- und Ausziehen, beim Zusammenschlagen, all diese Dinge müssen innerhalb eines Pixels für Rotation und vertikale und horizontale Positionierung ausgerichtet bleiben. Das bedeutet, dass wir uns kein Verdrehen, Wackeln oder Ratschen des Vorderrahmens leisten können."

Es ist verständlich, dass die Gewährleistung dieser Stabilität komplex ist. In das Design flossen viele Überlegungen ein, die von einem tiefen Verständnis der Funktionsweise des menschlichen Auges und der Art und Weise, wie Verbraucher ihre Brillen tragen, getragen wurden. Doch als das Modell in Produktion ging, stellte Vuzix bald ein Problem fest.

"Wir haben zunächst mit Spritzguss begonnen und sowohl kohlenstoffgefüllte als auch glasgefüllte Kunststoffe ausprobiert. Aber egal wie das Industriedesign aussah, wir konnten die Stütze nicht steif genug bekommen. Wenn man die Brille nur allein trägt, passt es. Wenn Sie aber zum Beispiel ein Kabel an die Batterie in Ihrer Tasche anschließen, könnte es gerade genug Drehmoment auf die Brille ausüben, um eine leichte Schieflage von rechts nach links zu verursachen.

"Also gingen wir einen Schritt zurück und beschlossen, einen anderen Weg einzuschlagen, um die Stützstruktur herzustellen, die diese Rahmen wirklich brauchten."

Der Bau eines starken, stabilen Rahmens hatte zwar oberste Priorität, war aber nicht die einzige Überlegung. Schließlich ist eine Brille eine Brille, egal wie schick sie ist. Die drei Fs - Mode, Funktion und Passform - sind für Vuzix genauso wichtig wie für eine traditionelle Brillenmarke. Es war von entscheidender Bedeutung, dass jede Lösung ebenso gut aussieht wie sie funktioniert, damit sie ein breites Publikum anspricht.

"Vom ersten Tag an war es die Mission von Vuzix, leichte, tragbare Produkte zu entwickeln, die auch bei der Arbeit eingesetzt werden können", sagt Paul Travers, Präsident und CEO von Vuzix. "Aber damit eine Brille Teil des Massenmarktes werden kann, muss sie modisch ansprechend sein. Es hat Jahre der technologischen Innovation gebraucht, um an den Punkt zu gelangen, an dem intelligente Brillen mit Displays wie diesem endlich wie herkömmliche Brillen aussehen.

"Das ist der modische und formale Teil von all dem. Sie gehen Hand in Hand - vernachlässigt man eines von ihnen, hat man ein Produkt, das sich nicht verkauft. Im industriellen oder kommerziellen Bereich ist das Aussehen vielleicht nicht ganz so wichtig, weil sich die Verwendung als "Werkzeug" lohnt, aber die ganztägige Tragbarkeit ist entscheidend. Form, Funktion und Passform müssen also auch hier stimmen.

Da Porzio und sein Team durch eine langjährige Partnerschaft mit der Qualität unserer speziellen Brillenproduktionslinie vertraut sind, arbeiteten sie mit Materialise zusammen, um eine Lösung zu finden. Nachdem sie das Hauptproblem erkannt hatten - die Steifigkeit des oberen Teils des Rahmens - und wussten, welche Anforderungen an das Design gestellt wurden - Festigkeit, Stabilität und Stil -, begannen die beiden bald mit der Prüfung und Bewertung von Materialien.

Die Lösung war so einzigartig wie der Schutzschild selbst: 3D-gedrucktes Titan. Das Material ist bekannt für seine hohe Festigkeit und sein geringes Gewicht, was es zu einer offensichtlichen Wahl für Anwendungen wie diese macht. Für Metalle ist es auch besonders auffällig - High-End-Marken wie Porsche und McLaren setzen es für ihre eigenen Brillenlinien ein, während das Wort bei der Vermarktung anderer beliebter Konsumgüter wie Smartphones im Mittelpunkt steht.

"Unsere Teams nahmen das ursprüngliche Design des Rahmens und arbeiteten an Titan-Prototypen", sagt Jan-Willem Billiet, Leiter des Bereichs Smart Eyewear bei Materialise. "Es war entscheidend, das richtige Gewicht, Design und den richtigen Formfaktor zu finden, um Vuzix die Qualität zu bieten, die diese Rahmen erfordern."

Die Bügel des Shields enthalten die CPU und die Akkus, was bedeutet, dass sie bereits etwas dicker als der Durchschnitt sind. Indem die neu gestaltete 3D-gedruckte Front leicht mit den übrigen Komponenten verbunden werden kann, können in diesem Bereich andere Materialien verwendet werden. Außerdem reduziert ein Hybridrahmen das Gewicht weiter und erhöht den Komfort und die Tragbarkeit.

Doch nicht nur die Materialeigenschaften waren ausschlaggebend für die Entscheidung von Vuzix, auch die Qualitäten des 3D-Drucks konnten nicht ignoriert werden. Ob es nun das Fehlen von Mindestbestellmengen ist, die flexible Gestaltung der Lieferkette mit einer schnellen Durchlaufzeit und einer Markteinführung von nur drei Monaten oder die Möglichkeit, in der Zukunft problemlos Anpassungsoptionen hinzuzufügen - es ist eine ideale Technologie für die intelligente Brillenindustrie.

"Wenn man sich überlegt, wie wir in einer Situation wie dieser versuchen, alles richtig zu machen, dann muss man viele Iterationen durchführen", sagt Porzio. "Der 3D-Druck mit Materialise ermöglicht das sehr gut. Sie machen einen Schnitt, stellen fest, dass etwas nicht funktioniert oder Ihnen nicht gefällt, also machen Sie einen weiteren Schnitt und dann noch einen - wenn Sie das mit Spritzgussteilen machen würden, wäre das unglaublich teuer und zeitaufwändig, weil die Werkzeuge gewechselt werden müssten und so weiter. Mit dem 3D-Druck bei Materialise ermöglicht unser iterativer Designprozess ein blitzschnelles Prototyping."

Nachdem man sich auf das endgültige Design geeinigt hatte, ging der Prozess in die Produktion über. Hier haben Materialise und Vuzix ihr Fachwissen kombiniert, um die erforderlichen engen Toleranzen zu ermitteln. Zusammen mit unseren Nachbearbeitungsmöglichkeiten sind die Titanteile bis auf 0,1 mm genau, während ein hochwertiges Finish der Vuzix Shield einen zusätzlichen Hauch von Luxus verleiht und sicherstellt, dass die Brille nicht nur wie vorgesehen funktioniert, sondern auch gut aussieht.

"Wir arbeiten seit über zwei Jahren mit Materialise zusammen und wissen daher, dass ihre Materialien erstklassig sind. Selbst unsere Prototyp-Fassungen sehen aus und fühlen sich an wie eine fertige Brille", sagt Porzio. "Und das Gleiche gilt für die Unterstützung des Rückgrats unserer Rahmen. Erstens haben sie uns sehr geholfen, die nötige Steifigkeit eines gedruckten Produktes zu erreichen. Und dann ist da noch die Feinarbeit, die sie an dem gedruckten Gerät geleistet haben. Offen gesagt, es ist ein wunderschönes Stück Technik".

Die unglaublich intelligenten Funktionen von Vuzix Shield haben das Potenzial, die Welt zu verändern. Seine Einsatzmöglichkeiten gehen weit über den Unternehmensbereich hinaus, einschließlich medizinischer Anwendungen, Fernunterstützung und als Hilfsmittel für Hörgeschädigte. Dies ist sicherlich ein Wendepunkt für 3D-gedruckte Brillen, insbesondere für intelligente Brillen. Die Frage ist, was kommt als nächstes?

"Neben dem Shield sehen wir eine Reihe von Produkten in kleinen, mittleren und großen Größen und mit unterschiedlichem Aussehen und Gefühl. Die Menschen mögen die Auswahl - man geht in ein Sunglass Hut, und es ist nicht so, dass es dort nur eine Sonnenbrille gibt. So wird die Branche der intelligenten Brillen in Zukunft aussehen", sagt Travers.

Die Möglichkeit der individuellen Anpassung in großem Maßstab ist definitiv ein Bereich, in dem der 3D-Druck glänzt. Neue Farben, neue Formen, neue Materialien - von Kunststoffen bis zu Metallen wie Titan - alles ist möglich, und die Möglichkeiten werden mit der Zeit immer besser. Die Branche steht noch am Anfang, aber wenn vorausschauende Designer wie das Team von Vuzix die Vorteile nutzen, die sie zu bieten hat, ist der Himmel wirklich die Grenze.

"Für mich ist diese Branche auch nach 26 Jahren noch recht neu. Die Welt wacht gerade erst auf, und die Designs erreichen einen Punkt, an dem wir die Vorteile dieser kleinen Motoren und Wellenleiter nutzen können", so Travers weiter. "Das bedeutet, dass die Anzahl der Iterationen beträchtlich ist, die Anzahl der Umdrehungen, die man machen muss, um das Design genau richtig zu machen und es an einen Kunden zu liefern, alles muss angepasst werden. In diesem Bereich gibt es einen großen Bedarf an 3D-gedruckten Brillen mit einer schnellen Durchlaufzeit, und Materialise hat definitiv eine Rolle zu spielen".