透過 Form 4B 提升製造韌性,實現更佳的語音效果
你是否曾好奇,Olivia Rodrigo、Sam Smith 和 Avril Lavigne 等才華洋溢的音樂人是如何訓練他們世界級的嗓音?令人驚訝的是,許多音樂人最喜愛的工具之一,竟是一款小巧的 3D 列印裝置。Better Voice 的聲音訓練器(Vocal Trainer)看似不起眼,卻已成為 Lainey Wilson 和 5 Seconds of Summer 等音樂人的革命性利器。這款獨特裝置背後的故事,與其廣受讚譽的效果一樣引人入勝。
Vocal Trainer 由 Better Voice 創辦人兼執行長 Braden Oswald 開發並製造,若沒有 Formlabs 立體光刻(SLA)3D 列印機和 BioMed Black Resin,它根本不可能問世。複雜的設計、細小的零件和中空空間,使得 Vocal Trainer 無法採用射出成型製造,因此 Oswald 在內部以 Form 4B 3D 列印機生產所有 Vocal Trainer,對製造流程和庫存擁有完全的掌控。
當射出成型行不通時:以 3D 列印進行原型設計與製造
2017 年,Oswald 罹患了痙攣性發音障礙(spasmodic dysphonia),這是一種會導致聲音中斷或出現緊繃、費力聲音的嗓音疾病。唯一有效的方法是「半閉合聲道練習」(Semi-Occluded Vocal Tract exercises),這是一種常見的語言治療方式,透過對著插在水杯中的吸管發聲來進行訓練,這樣可以產生背壓並強化聲帶。然而,Oswald 說:「我無法隨身攜帶 10 根不同的吸管和一杯水,所以我才做了這個 Vocal Trainer。」Vocal Trainer 由兩個部分組成:滑塊和管身。滑塊上有小彈簧,讓使用者可以調節訓練器的背壓。
Oswald 於 2019 年開始設計 Vocal Trainer,以 3D 列印作為「一種低成本的方式來驗證我的設計是否正確。」他嘗試了熔融沉積成型(FDM),但發現「我要花兩天時間打磨,才能讓滑塊套入管身,而且有層紋,效果很糟糕。」在考慮製造方式時,FDM 已被排除,於是他聯繫了幾家公司評估射出成型的可能性,同樣無功而返。
意識到射出成型行不通後,Oswald 嘗試將製造外包給當地的選擇性雷射燒結(SLS)服務商,但他不喜歡無法掌控列印和後處理品質的感覺。經過研究,Oswald 取得了在 Form 3B 上列印的 Vocal Trainer 樣品。「Formlabs 寄來的我裝置樣品,是第一個公司寄來後我完全不需要做任何後處理的,」他說。當他意識到購買一台列印機的費用大約等同於射出成型模具的費用時,便引進了一台 Form 3B 在內部生產。
設計驗證完成後,Oswald 開始在 Form 3B 上進行製造,並在 Form 4B 推出後隨即升級。以 3D 列印製造 Vocal Trainer,還可以讓產品刻上使用者的名字進行個人化定製。
3D 列印讓 Vocal Trainer 可以個別刻上使用者的名字,進行高度個人化定製。
3D 列印同時實現了庫存和供應鏈的掌控。Oswald 只生產所需數量,並透過掌控整個製造流程確保 Vocal Trainer 符合他的品質標準。2025 年美國關稅問題爆發時,「所有人都在等待庫存到貨,並支付更高的庫存費用,」Oswald 說,「但這完全沒有影響到我,因為我們是在這裡本地列印的。」內部 3D 列印讓製造具備了高度韌性。
Oswald 使用 Formlabs 完整生態系統進行製造,包括 Form 4B、Form Wash 和 Form Cure。
生物相容、耐用且具韌性:BioMed Black Resin
Oswald 選擇 BioMed Black Resin,是因為其短期黏膜接觸認證(少於 24 小時)、簡潔的外觀美感,以及與各種消毒方式的相容性。在開發過程中以 BioMed Black Resin 進行 3D 列印,使裝置得以進行全面測試。「我們測試以確認最佳背壓範圍是否正確。然後,由於每個人的聲音都不同,施加的壓力量也會影響反饋的壓力大小,我們將範圍設得稍微超出最佳範圍,讓使用者自行找到最適合自己的區間。我們根據研究建議對人們有益的範圍來確定參數。」Oswald 也與語言病理學家合作,收集他們的反饋。
以 Form 4B 提升產能
一個成型平台可容納 60 個 Vocal Trainer 管身,列印時間約三小時。
| 零件 | Form 4B 每次成型平台數量 | Form 4B 列印時間 | Form 3B 每次成型平台數量 | Form 3B 列印時間 |
|---|---|---|---|---|
| 滑塊 | 80 | 約 1 小時 | 50 | 約 6 小時 |
| 管身 | 60 | 約 3 小時 | 36 | 約 12 小時 |
Form 4B 更快的速度和更大的成型平台,僅透過從兩台 Form 3B 升級為兩台 Form 4B,就實現了每日產能提升 10 倍。列印設定讓支撐結構置於不影響表面效果的位置,將後處理時間降至最低。
Oswald 以 Form 4B 進行製造,並隨著業務規模擴大持續增添新機器。
以 3D 列印進行製造並完全掌控庫存,讓 Oswald 得以在不擔心舊庫存設計問題的情況下不斷改進設計。近期的設計創新包括線性滑塊(可均勻增加背壓)以及讓彈簧在不受恆定壓力的情況下釋放的結構,從而延長訓練器的使用壽命。截至 2025 年底,Oswald 正以兩台 Form 4B 進行生產,每台每天使用 10 至 12 小時,每月總計生產 6,000 個 Vocal Trainer。但隨著訂單持續增加,他計劃在年底前再增加兩台列印機,以快速擴大產能、實現產量翻倍。