數小時內取得高品質零件：Form 4L 在 H2scan 的應用
H2scan 深耕氫氣感測器領域已有 25 年，為所有涉及氫能領域的企業提供產品。感測器的設計、製造與校準全部在內部完成，確保最終產品安全可靠。今年，H2scan 正式推出 Hy-Guard——一款配備全塑膠外殼的新產品，外殼以 Formlabs Form 4L 大尺寸 3D 列印機直接列印定製色彩的 Color Resin（彩色樹脂），完美呼應品牌視覺語言。透過直接以色彩列印，H2scan 節省了成本，並以比射出成型更快的速度將產品推向市場。
Hy-Guard 產品，以 Form 4L 列印的全塑膠外殼，採用與品牌視覺相符的定製彩色樹脂。
自 Form 2 以來，Formlabs 樹脂 3D 列印機一直是 H2scan 產品開發的核心工具。如今，Form 4L 更進一步推動了原型設計與生產，讓工程師得以快速迭代原型、製作快速模具，並生產正式產量零件。Christian Thompson 負責設計 H2scan 感測器的金屬元件、外殼及機械組件，並以 3D 列印來進行原型製作；Bennet Monnie 則專注於提升感測器校準與組裝效率。H2scan 目前使用來自多家廠商的 10 台列印機，包括用於「快速且粗略概念驗證」的熔融沉積成型（FDM）機型，以及低成本樹脂 3D 列印機。H2scan 從 2020 年的 Form 2 開始使用 Formlabs 列印機，而 Form 4L 已徹底革新了他們的工作時程。
H2scan 的工程師在 PreForm 軟體中進行零件排版與設計。
Form 4L：「光年級」的差異
Form 4 系列 3D 列印機的列印速度是 Form 3 系列的 2 至 5 倍，每天可完成多次迭代，或當天交付大型零件。Form 3+ 的成型平台尺寸為 5.7 x 5.7 英寸，成型體積為 4.05 公升；而 Form 4L 的成型平台達 13.9 x 7.7 英寸，成型體積更高達 24.2 公升（甚至超過 Form 3L）。得益於 Form 4 系列的遮罩式立體光刻（MSLA）技術，每一層都能一次曝光成型，無論列印一個還是多個零件，列印時間幾乎相同，大幅提升了產能。除了速度與產能，Form 4L 還能列印出精度極高、細節精密的零件。
除了螺紋之外，部分零件還採用了選擇性紋理處理。Thompson 表示，其他樹脂列印機無法在平面和曲面上同時複製出精細的紋理，但 Form 4L 做到了。Monnie 補充說，這些紋理既提供了握持感，也帶來了高質感的觸覺體驗，他說：「用射出成型的方式很難達到這種效果。」
以定製 Color Resin 列印的外殼原型，左側有紋理處理，右側為光滑表面。
三小時內取件
列印機的速度是真正實現快速原型設計的關鍵。雖然先前的 3D 列印機已將原型設計移至內部，將迭代週期從數週縮短為數天，但 Form 4L 將其進一步壓縮至數小時。若沒有內部 3D 列印機，Thompson 需要花時間下訂單或聯繫快速開模廠，他說：「每一筆訂單都需要審批理由，而且要讓五個人核准，這會拖慢整個工作進度。」有了 Form 4L，他可以從螢幕直接送件列印。
對 Monnie 和 Thompson 來說，數小時內取件的能力意義重大。能夠向利益相關者和客戶展示看似完成品的實物，確保他們清楚了解最終產品的樣貌與整合方式，消除了客戶的任何疑慮。Monnie 表示，許多人看到產品時，甚至不相信這是 3D 列印出來的，因為其品質完全達到了射出成型的水準。「這讓我們能夠真正提供優質的客戶體驗。」
3D 列印模具用於低壓成型
Monnie 使用的工具之一是低壓成型機。他說：「我們有用於它的溫和鋼製模具，但我們也嘗試過使用在 Form 4L 上列印的 Rigid 10K Resin 來製作一些較低產量的模具，效果非常成功。」
以 Form 4L 搭配 Rigid 10K Resin 列印的模具，有效縮短了生產時程。
Rigid 10K Resin 是一種含有大量玻璃纖維的耐熱材料，適用於需要尺寸精度及在高溫高壓下保持穩定性的零件。搭配更大尺寸的 Build Platform L，Thompson 表示：「更大的平台讓我們能夠設計出更高效的模具，每次列印可以獲得更多零件，不再只是單件列印。」
在使用 Rigid 10K Resin 之前，Thompson 使用的是 High Temp Resin，但他發現「高溫材料實在太脆，模具用不了多久就會損壞。雖然我們可以用列印機再印一個，但換成 Rigid 10K Resin 之後，工具的使用壽命大幅提升，遠超過五倍。」耐用且不易碎裂、表面光潔的材料非常重要，它能將後處理工作降到最少，節省時間與人力，並最大化使用次數，從而降低每件的成本。此外，在內部列印模具也能大幅縮短時程，最多可節省數週。
終端產品：3D 列印塑膠外殼
Hy-Guard 的外殼零件以多種 Formlabs 樹脂在 Form 4L 上列印，直接投入量產。
今年，H2scan 正式推出 Hy-Guard，以其核心氫氣感測技術為基礎，打造全新形態的產品，提供更好的電池監測應用安全性。新款較大尺寸外殼的大部分零件均在 Form 4L 上列印。Thompson 表示：「這件事特別之處在於，我們使用了多種 Formlabs 樹脂，讓外觀更加精緻。」為了打造更高效的製造流程，Monnie 開始以 Tough 2000 Resin 列印歧管，該材料的強度和硬度與 ABS 塑膠相近。「我可以列印帶有面密封的定製外殼，進行校準流程，並反覆調整外型以找到最佳方案。」對 Monnie 而言，Form 4L 列印零件的高精度公差意味著他可以列印完成後直接進行測試；若需調整，也只需數小時而非數天或數週。
H2scan 投資了兩台 Form 4L，加上 Wash L 和 Cure L，所花的費用大致相當於一套射出模具的費用。Form 4L 帶來的是速度、靈活性與成本節約。
最初，Hy-Guard 的外殼設計以 Tough 2000 Resin 列印後再進行噴漆和密封處理。Thompson 表示：「我們發現，即使加上噴漆和密封的額外工序，以 Tough 2000 列印的成本仍然比射出成型便宜。對我們而言，射出成型的費用太高，進入市場的門檻太大。」
Hy-Guard 的八個 3D 列印零件，包括頂部以 Color Resin 列印的外殼部件。
用於確認 HEX 色碼的 Pantone 品牌色卡樣本，以及以定製 Color Resin 列印的外殼成品。
就在此時，Formlabs Color Resin 正式推出。Formlabs 根據 Pantone 色卡生成了幾個最接近的顏色選項。Thompson 說：「我們挑選了最喜歡的顏色，他們就寄來了完全符合的樹脂，我們至今已為初期生產訂購了數十公升這款材料。」使用 Color Resin 之後，「我們只需要去除支撐、簡單的後處理、打磨和清潔。」Hy-Guard 獲得了利益相關者和客戶的熱烈回響——他們對外殼竟然是 3D 列印的感到驚訝與讚嘆。Thompson 表示：「讓他們親手拿到實物，能夠觸摸感受，這種體驗的價值是無可估量的，也為 Hy-Guard 產品積累了大量口碑。」
透明樹脂打造展覽用品
以 Clear Resin 製作的展覽展示品，讓客戶能夠清楚看到 H2scan 感測器的內部結構。
Clear Resin 是一種透明度極高、色彩中性的材料。以 Form 4 系列列印時，其高度光學透明性與光滑表面效果能與壓克力媲美，非常適合用於需要透視性的外殼等零件。
縮短時程、拓展材料多樣性
從終端產品外殼到模具，在 Form 4L 上進行的 3D 列印已大幅縮短了 Thompson 和 Monnie 的工作時程，讓他們得以交付外觀擬真的原型、展覽樣品、歧管，以及可直接量產的外殼。Thompson 和 Monnie 也充分利用 Form 4L 便捷的材料更換功能，嘗試了各種材料——以 Rigid 10K Resin 列印更大的模具，並試用可客製化顏色的 Color Resin。憑藉豐富的材料庫，他們得以根據不同應用需求——無論是終端零件、模具還是快速原型——選擇最適合的材料。