当眼镜成为下一代计算终端,3D打印如何走向智能眼镜制造?

Meta、Google、Apple等科技巨头,正在将智能眼镜视为下一代个人计算设备的重要发展方向。全球约有15亿至20亿人佩戴光学眼镜。作为一种已经融入日常生活的穿戴设备,眼镜天然具备贴近视觉、听觉及日常交互场景的优势。Meta CEO 马克·扎克伯格也曾提出,眼镜有望成为下一代计算平台的理想形态。

从AI语音交互、实时影像识别到AR信息显示,越来越多的功能开始被集成进一副眼镜。但对于产品开发团队而言,挑战也随之而来:摄像头、传感器、PCB、电池及柔性线路,需要被安排在有限的镜框与镜腿空间中,同时还要兼顾佩戴重量、外观设计、装配精度及结构可靠性。

更重要的是,当智能眼镜逐步进入商业化阶段,如何缩短产品迭代周期,并支持不同型号、不同结构的定制化与小批量制造?Stratasys 正在通过 PolyJet、P3 等工业级增材制造技术,为智能眼镜提供从设计验证到功能零件制造的技术选择。

点击下载Stratasys智能眼镜解决方案

一副智能眼镜

要经过多少次设计迭代?

与传统眼镜相比,智能眼镜的镜框与镜腿需要承担更多结构功能。镜框的曲率、厚度及内部空间,可能直接影响摄像头与光学组件的安装;镜腿则需要在有限的尺寸内,为电池、扬声器、PCB及FPC柔性线路预留空间。

任何一个模块的尺寸变化,都可能需要重新调整内部布局甚至外观造型。对于开发团队而言,如何快速获得接近最终设计的实体样件,直接影响产品迭代效率。

Stratasys PolyJet 技术支持全彩、多材料及复杂几何结构打印,可以直接呈现镜框与镜腿的颜色、纹理、透明效果及精细结构。配合高韧性 ToughONE 材料,还可以进一步对卡扣、连接件及内部固定结构进行功能验证。

从外观CMF评估到电子模组装配,工程师可以通过3D打印快速制作不同版本,检查内部空间、结构干涉与装配配合,并根据测试结果持续优化设计。无需为每次设计修改重新制作模具,也让更多方案能够在开发阶段得到实际验证。

当设计定型

3D打印零件能否直接用于产品?

这是智能眼镜制造中另一个值得关注的方向。对于摄像头支架、PCB安装座、内部固定件、卡扣及封盖等零件,尺寸通常较小,却有较高的装配要求。摄像头需要稳定定位,FPC需要合理的走线与弯折空间,内部支架还需要在紧凑的镜腿结构中保证元件安装与固定。

Stratasys PolyJet 与 P3 技术可用于制造这些复杂的小型精密功能件。其中,PolyJet结合ToughONE材料可支持具有一定韧性要求的结构件;P3则适用于精细几何特征和高精度零件制造。对于型号多、设计更新快、批量较小的零件,直接3D打印可以减少专用模具投入。

在完成相应的材料、装配及可靠性验证后,部分功能零件还可以直接进入终端产品的小批量制造。从设计验证延伸至实际零件生产,也让增材制造在智能眼镜开发中承担更多制造任务。

突破传统装配限制

探索电子与结构的一体化制造

随着智能眼镜不断集成新功能,如何利用有限的内部空间也成为重要的设计课题。传统方式通常需要先制造外壳,再安装电子元件并进行固定、封盖,部分结构还需要为装配操作预留额外空间。

Stratasys 基于 GrabCAD Print Pro for PolyJet 提供的 Smart Insert™ 智能嵌入功能,则为电子与结构一体化提供了新的实现方式。工程师可以在模型中设计嵌入腔体,在打印至指定位置时暂停设备,放入预先准备的电子元件,再继续打印,将元件直接封装在结构内部。

例如,NFC模块、LED或适配的微型传感器,都可以通过这一工艺探索嵌入式集成。对于智能眼镜镜腿,这种方式可以减少部分后装配步骤,并为更紧凑的功能集成提供设计空间。相比单纯制造外壳,Smart Insert进一步拓展了3D打印在智能硬件结构与电子功能结合方面的应用。

智能眼镜的定制化

还包括佩戴体验

智能眼镜的功能不断增加,但它首先仍是一副需要长时间佩戴的眼镜。鼻托、镜腿末端等贴肤部件,直接影响佩戴贴合性与舒适度。不同的面部轮廓和佩戴习惯,也意味着这些部件可能需要不同的几何形态。

对于传统硅胶制造,频繁修改部件结构通常意味着模具调整及额外投入。Stratasys Origin Two 采用 P3 技术,配合 Silicone 25A 材料,可以直接打印柔性硅胶零件。Silicone 25A具有肖氏A 25硬度、低于1%的收缩率,以及相关生物相容性特性和UL 94 V-0阻燃等级,可支持柔性贴肤结构的设计与制造。

工程师能够根据不同佩戴需求调整鼻托和镜腿末端的尺寸与形状,直接打印并验证贴合效果。对于适合增材制造的柔性零件,还可以进一步探索个性化与小批量生产,减少前期开模需求。

从智能眼镜本体

延伸到电子制造工位

除了终端零件,3D打印还可以支持智能眼镜的生产装配。针对PCB、FPC、摄像头及传感器等敏感电子元件,Stratasys ESD材料解决方案可用于制造定制化定位夹具、装配治具和转运托盘。根据电子模组和工位需求调整结构,帮助制造团队更灵活地应对产品迭代与不同批次的生产任务。

从全彩外观与功能结构验证,到精密零件制造、电子智能嵌入及柔性硅胶生产,Stratasys 正在将3D打印的应用延伸到智能眼镜制造的更多环节。对于不断追求轻量化、功能集成与个性化的智能眼镜行业,增材制造提供了更灵活的设计迭代与小批量生产方式。

从设计到制造,让更多复杂结构与创新功能真正落地。

点击下载Stratasys智能眼镜解决方案

若您有更进一步的需求,请联系我们