專案涵蓋數位製造、3D 設計與製作。

2021 年 5 月 20 日 | 自我 | 產品設計 | 3D 列印 | 狗 | 頭盔 | 口罩 | 草籽 | OutFox

當全國大部分地區在 COVID 期間居家隔離時，我搬到了舊金山灣區並領養了 Hildegard。灣區對狗狗來說是天堂，但我不知道的是，草叢中潛藏著一種無聲的危險 [請播放戲劇性音樂] —— 草籽！

草籽是一種惡性的種子，會鑽入狗狗的耳朵、鼻子、眼睛和皮膚。它們具有單向的倒鉤，會迅速深入狗狗體內，導致感染甚至死亡。大多數狗主人似乎認為風險足夠低，可以冒險一試。我們很不走運——Hilde 在季節開始兩週後，耳朵就進了草籽，這意味著一次急診獸醫的治療，花費了 400 美元。

Outfox，看起來像是狗狗的口套和戶外家具的結合體

我們的第一個反應是購買「OutFox Field Guard」，這是一個 50 美元的乙烯基塗層網袋，可以覆蓋和保護狗狗的頭部。我注意到 Outfox 有幾個問題：

撇開這個網袋可愛的通用性和簡潔性不談，我認為可以製作出更貼合、更耐用且不會阻礙牠進食和玩耍的草籽防護裝置。

一個初步的想法是修改現有的網袋，在頂部增加一個開口，可能類似橡膠線纜護圈。我沒有走這條路，儘管我可能還會嘗試，因為它沒有解決耐用性問題。另一個想法是用另一種更堅固的網布加固嘴部區域。我沒有這麼做，因為這很無聊，而且可能會讓牠更難用嘴叼東西（這取決於網布是否足夠柔軟，可以圍繞球/棍子/其他東西塞進牠的嘴裡）。

我設計並製作的裝置用一個薄薄的頭盔外殼取代了柔軟的網袋，該外殼貼合牠臉部的形狀。外殼將配備可更換的鼻部和耳部網狀插件，以保持透氣性並避免阻礙牠的聽覺或嗅覺。

狗狗很難測量。牠們全身都是曲線，毛茸茸的而不是實體的，而且牠們經常移動。我的「好」3D 掃描器（HP SLS 3）無法勝任。掃描速度太慢，而且對毛髮效果不好。我唯一可用的選擇是 iPhone 的 TrueDepth 感測器，結果發現，如果使用正確的應用程式，它是一個相當不錯的掃描器。我使用了 ‎Scandy Pro。如果你想掃描你的寵物，它效果相當不錯。為了獲得更高解析度的掃描，我需要使用前置鏡頭，這使得看清你在做什麼變得相當困難。Scandy 出售一個小型的潛望鏡鏡子，可以翻轉掃描器，讓你向前指向它，但我沒有耐心，在沒有它的情況下也得到了足夠好的結果。

看起來很粗糙，但牠頭部的形狀已經足夠，可以推測出其餘部分。

我必須坦白。我的設計顯然是借鑒了我見過的警犬裝備。利用這個概念，我直接進入了 CAD 設計，沒有花太多時間去猜測它是否能成功固定在 Hilde 的頭上。

對象建模的步驟如下：

一旦有了符合你意圖的形狀，我們就開始用實體思考。外殼被賦予均勻的厚度（實體化），然後我繪製代表螺栓孔和其他特徵的體積，這些體積會通過布林運算從模型中減去。我考慮過使用實體 CAD（例如 Onshape 或 Solidworks），但我發現對於我的目的來說，在實體 CAD 軟體中製作 3D 曲線形狀效率低下。想製作一個單一的 3D 曲線？最好準備從兩個角度繪製兩次，並且不要忘記，一條曲線上的每一個控制點都必須與另一條曲線上的相應點對應！不必了！

我決定製作客製化的鏡片，而不是圍繞現成的鏡片進行設計。我很好奇嘗試一種新的鏡片製作技術，其中鏡片的外部（在此情況下為 3D 曲線）邊緣固定在原位，同時加熱一片塑料，而中心部分（需要清晰）則自由地垂入模具的孔中。

真空成型（將鏡片吸附到明確定義的形狀上）也可能有效——但根據我的經驗，當熱塑料在成型過程中沒有接觸到任何東西時，鏡片清晰度最佳。先前嘗試真空成型摩托車頭盔面罩的結果是表面模糊，並且有很多線條，而我需要清晰度。也許可以用火焰拋光去除模糊，我以後的製作會嘗試這種方法。

這是真空成型機中的一個鏡片模具。沒有溫度控制，所以我只是將壓克力加熱，盡可能遠離加熱元件：

添加綁帶後，這是內部的視圖：左：設計與貼合原型 1，使用 Draft resin 列印。右：成品，帶有 EVA 泡棉襯墊和樹脂插件，用於固定可更換鏡片和耳部保護器。

優點：品質方面，我對成品相當滿意。由於我希望盡快將外殼送到列印機，在我完成眼部和耳部保護器固定插件的設計之前，外殼上沒有定義很多螺絲孔。為了加快進度，我使用固定插件作為鑽孔指南，手動鑽了熱熔螺母的孔——這效果很好，儘管有點費力。如果這個產品要大規模生產，那麼列印或模製插件孔將是更好的方法。

泡棉襯墊的製作有點事後諸葛，因為它通常是隱藏的。它是相當粗糙的手工切割。如果我手邊有雷射雕刻機，我會更傾向於將圖案設計並切割成單一片。

缺點：在測試中，我對狗狗心理學的理解不足變得顯而易見。似乎其他狗狗對這種頭飾反應不佳。尤其是大型犬覺得它很具威脅性，這讓我對在狗狗公園使用它來保護 Hilde 的安全感到謹慎。所以它將僅保留用於健行和其他活動。

許多人告訴我，狗狗對剪影非常敏感。我曾希望這個頭盔的剪影比 OutFox 更接近「狗狗」，但顯然這不是全部。我可能會嘗試製作一個第二代版本，將兩隻耳朵合併成一個「頭套」，也許這樣會足夠不同，顯得不尋常而不是威脅。關於狗狗心理學領域的其他問題：顏色是否起作用？也許用類似狗狗的顏色塗漆會有幫助。

一線希望：頭盔戴在 Hilde 身上似乎很舒適，而且它非常適合安裝 GoPro。從牠的視角看世界非常有趣。誰知道狗狗移動速度這麼快？

如果你有其他關於如何製作更好的防護頭盔，或者我可以為 Hildegard Von Bingen 製作的其他有趣裝備的想法，請告訴我！

「高超的阿拉伯舞」，以及其他作品。