Moda. Funzione. Vestibilità. Ecco il Vuzix Shield e il suo ponte in titanio stampato in 3D

Vuzix Shield, l'ultima novità dell'azienda nel mercato aziendale, è uno degli occhiali intelligenti binoculari più avanzati oggi disponibili, ma tutte le sue tecnologie e funzionalità sono incluse in un occhiale tradizionale. Come per tutte le innovazioni lungimiranti, sviluppi come questo comportano sfide, sia nuove che tradizionali.

"Questi occhiali hanno un display in ogni asta, inserito in un componente fisso", spiega Shane Porzio, vicepresidente del reparto tecnico di Vuzix. "Se qualcosa non è allineato, soprattutto nei sistemi binoculari, non è possibile utilizzare le immagini. Perciò, da un utente all'altro, indossandoli e togliendoli, urtandoli, tutti questi elementi devono rimanere allineati all'interno di un pixel per la rotazione e il posizionamento verticale e orizzontale. Ciò significa che non possiamo permetterci alcuna torsione, oscillazione o rotazione del telaio anteriore".

È comprensibile che garantire questa stabilità sia complesso. Il progetto è stato realizzato con grande attenzione, grazie a una profonda conoscenza del funzionamento dell'occhio umano e del modo in cui i consumatori indossano gli occhiali. Ma quando il modello è stato messo in produzione, Vuzix ha presto individuato un problema.

"Inizialmente abbiamo iniziato con lo stampaggio a iniezione, provando con plastiche caricate con carbonio e vetro. Ma a prescindere dal design industriale, non riuscivamo a rendere il supporto sufficientemente rigido. Se si indossano gli occhiali da soli, vanno bene. Ma se si collega un cavo alla batteria in tasca, ad esempio, si potrebbe esercitare una coppia di serraggio sugli occhiali sufficiente a causare un leggero disallineamento da destra a sinistra.

"Così, abbiamo fatto un passo indietro e deciso di seguire un'altra strada per realizzare la struttura di supporto di cui questi telai avevano davvero bisogno".

Sebbene la costruzione di un telaio robusto e stabile fosse la priorità numero uno, non è stata l'unica considerazione. Dopo tutto, gli occhiali sono occhiali, non importa quanto siano intelligenti. Le tre F - moda, funzione e vestibilità - sono importanti per Vuzix quanto lo sono per un marchio di occhiali tradizionale. Era fondamentale che qualsiasi soluzione avesse un aspetto gradevole e funzionante, in modo da rivolgersi a un vasto pubblico.

"Fin dal primo giorno, la missione di Vuzix è stata quella di creare dispositivi leggeri e indossabili che possano andare al lavoro", afferma Paul Travers, Presidente e CEO di Vuzix. "Ma per entrare a far parte del mercato di massa, gli occhiali devono essere adatti alla moda. Ci sono voluti anni di innovazione tecnologica per arrivare al punto in cui gli occhiali intelligenti con display come questo iniziano finalmente ad assomigliare agli occhiali tradizionali.

"Questa è la parte di moda e di forma di tutto questo. Vanno a braccetto: se non si tiene conto di uno di questi aspetti, si finisce per avere un prodotto che non si vende. L'aspetto potrebbe non essere così importante nell'ambito industriale o commerciale, perché l'utilizzo come strumento comporta un ROI, ma la vestibilità per tutto il giorno è fondamentale. Quindi, anche la forma, la funzione e la vestibilità devono essere adeguate".

Conoscendo la qualità della nostra linea di produzione di occhiali dedicata grazie a una partnership di lunga data, Porzio e il suo team hanno lavorato con Materialise per trovare una soluzione. Avendo identificato il problema principale, la rigidità della parte superiore del telaio, e sapendo quali erano i requisiti del progetto (resistenza, stabilità e stile), i due hanno subito iniziato a testare e valutare i materiali.

La soluzione era qualcosa di unico come lo Shield stesso: Titanio stampato in 3D. Il materiale è notoriamente resistente e leggero, il che lo rende una scelta ovvia per applicazioni come questa. Come spesso succede con i metalli, è anche particolarmente accattivante: marchi di fascia alta come Porsche e McLaren si affidano a questo materiale per le loro linee di occhiali, mentre la parola è in primo piano nel marketing di altri beni di consumo popolari, come gli smartphone.

"I nostri team hanno preso il progetto iniziale della montatura e hanno lavorato su prototipi in titanio", afferma Jan-Willem Billiet, responsabile del settore Smart Eyewear di Materialise. "Era fondamentale trovare il peso, il design e il fattore di forma giusti per dare a Vuzix la qualità richiesta da queste montature".

Le aste dello Shield contengono la CPU e le batterie, il che significa che sono già un po' più spesse della media, ma garantendo che la parte anteriore stampata in 3D di nuova concezione si colleghi facilmente ai restanti componenti, è possibile utilizzare altri materiali in quell'area. Inoltre, il telaio ibrido riduce ulteriormente il peso, aumentando il comfort e la vestibilità.

Tuttavia, non sono state solo le caratteristiche dei materiali a determinare la decisione di Vuzix: anche le qualità della stampa 3D non potevano essere ignorate. Che si tratti dell'assenza di quantità minime d'ordine, di una configurazione flessibile della catena di fornitura con un rapido turnaround e un time-to-market di soli tre mesi o della possibilità di aggiungere facilmente opzioni di personalizzazione in futuro, si tratta di una tecnologia ideale per il settore degli occhiali intelligenti in questo momento.

"In una situazione come questa, se si pensa a come stiamo cercando di ottenere il giusto risultato, c'è un sacco di iterazione che deve avvenire", dice Porzio. "La stampa 3D con Materialise permette di ottenere questo risultato in modo eccellente. Si fa un taglio, si scopre che qualcosa non funziona o non piace, quindi si fa un altro taglio, poi un altro ancora - se si facesse una cosa del genere con i pezzi stampati a iniezione, sarebbe incredibilmente costoso e richiederebbe molto tempo a causa delle modifiche agli utensili e simili. Con la stampa 3D di Materialise, il nostro processo di progettazione iterativa consente una prototipazione rapida.

Dopo aver definito il design finale, il processo è passato alla produzione. In questo caso, Materialise e Vuzix hanno unito le loro competenze per identificare le strette tolleranze richieste. Grazie alle nostre capacità di post-elaborazione, le parti in titanio sono precise entro 0,1 mm, mentre la finitura di alta qualità conferisce al Vuzix Shield quel tocco di lusso in più, assicurando che le montature non solo funzionino come previsto, ma siano anche belle da vedere.

"Lavoriamo con Materialise da oltre due anni, quindi sappiamo che i loro materiali sono di altissimo livello. Persino i nostri prototipi di montatura hanno l'aspetto e danno la sensazione di un paio di occhiali pronti per la produzione", afferma Porzio. "E lo stesso vale in questo caso, a sostegno della struttura portante delle nostre montature. In primo luogo, hanno fatto un ottimo lavoro per aiutarci a ottenere la rigidità di cui avevamo bisogno da un dispositivo stampato. Poi c'è il lavoro di rifinitura che hanno fatto su quel dispositivo stampato. In tutta franchezza, si tratta di un bellissimo pezzo di tecnologia.

Le funzioni incredibilmente intelligenti di Vuzix Shield hanno il potenziale per fare una grande differenza nel mondo. I possibili utilizzi vanno ben oltre l'ambito aziendale, includendo applicazioni mediche, assistenza remota e come strumento per i non udenti. Si tratta certamente di un momento di svolta per gli occhiali stampati in 3D, in particolare per quelli intelligenti. La domanda è: cosa viene dopo?

"Oltre allo Shield, vediamo arrivare una serie di prodotti di dimensioni piccole, medie e grandi e di aspetto diverso. Alle persone piace la scelta: se entri in un Sunglass Hut, non c'è un solo paio di occhiali da sole. Ecco come sarà il settore degli occhiali intelligenti in futuro", afferma Travers.

L'offerta di personalizzazione su scala è sicuramente un'area in cui la stampa 3D eccelle. Nuovi colori, nuove forme, nuovi materiali - dalle plastiche ai metalli come il titanio - tutto è possibile e le opzioni non fanno che migliorare con il passare del tempo. È ancora presto per il settore, ma quando i progettisti lungimiranti come il team di Vuzix sfruttano tutto ciò che ha da offrire, il cielo è davvero il limite.

"Per me, anche dopo averci lavorato per 26 anni, questo settore è ancora abbastanza nuovo. Il mondo si sta appena svegliando e i progetti stanno raggiungendo un punto in cui possiamo sfruttare questi piccoli motori e guide d'onda", continua Travers. "Ciò significa che il numero di iterazioni è significativo, il numero di rotazioni da fare per ottenere il design giusto e spedirlo a un cliente, tutto dovrà essere personalizzato. In questo settore c'è un'enorme necessità di occhiali stampati in 3D con tempi rapidi e Materialise ha sicuramente un ruolo da svolgere".