OECHSLER e STRAUSS pionieri dell’abbigliamento da lavoro stampato in 3D

Il marchio europeo di abbigliamento da lavoro STRAUSS conosce l’importanza di un buon dispositivo di protezione individuale (DPI) e ciascuno dei suoi prodotti è progettato per mantenere i propri clienti al sicuro sul posto di lavoro, che si tratti di occhiali protettivi, cuffie protettive, elmetti, guanti resistenti agli agenti chimici o ginocchiere. Nella sua missione di proteggere i lavoratori da rischi e infortuni sul lavoro, la società ha recentemente collaborato con lo specialista tedesco di produzione additiva OECHSLER per studiare i vantaggi delle ginocchiere stampate in 3D.

Avviso spoiler: il progetto congiunto si è rivelato un successo e STRAUSS sta ora vendendo i DPI stampati in 3D con la collezione Master Grid 6D, offrendo maggiori proprietà di durata, comfort e smorzamento. In questo articolo, ci immergiamo nel caso d’uso delle ginocchiere STRAUSS, che mette in mostra la profonda conoscenza di OECHSLER della stampa 3D reticolare e la capacità di AM di sbloccare progetti ad alte prestazioni e attingere a nuovi vantaggi per una miriade di prodotti di consumo.

La necessità di ginocchiere

Essendo le articolazioni più grandi del corpo umano, le ginocchia lavorano duramente per noi. Sopportano il nostro peso, forniscono equilibrio e stabilità e ci consentono di camminare, correre, saltare, sederci, inginocchiarci, ecc. Ma le ginocchia sono anche soggette a sforzi e lesioni, in particolare per coloro le cui occupazioni mettono a dura prova le gambe e le ginocchia.

Per questo motivo, le ginocchiere sono diventate parte integrante dei DPI personali per piastrellisti, paesaggisti, conciatetti, idraulici e altri lavoratori che svolgono lavori fisicamente impegnativi o pericolosi. E hanno molti vantaggi comprovati: le ginocchiere aiutano a ridurre gli impatti sulle ginocchia, oltre ad assorbire gli urti e proteggerle da eventuali oggetti appuntiti. Per le persone che trascorrono del tempo in ginocchio o accovacciate, possono ridurre il rischio di condizioni a lungo termine come l’artrosi e proteggere da fratture o altre lesioni al ginocchio.

Tradizionalmente, le ginocchiere sono realizzate in schiuma o una combinazione di plastica, e tessuto. Alcuni possono essere avvolti sui pantaloni di chi li indossa, mentre altri sono progettati per infilarsi nelle tasche delle ginocchia dei pantaloni da lavoro. Sebbene efficaci e sicuramente migliori di nessuna protezione, i vantaggi delle tradizionali ginocchiere hanno dei limiti. Per uno, sono inclini a usurarsi. Dopo un uso ripetuto, la schiuma inizia a comprimersi, il che fornisce una minore protezione dagli urti. Dall’altro, le tradizionali ginocchiere in schiuma non sono adattate alle diverse pressioni che un ginocchio subisce durante il lavoro.

Con un occhio costantemente rivolto al futuro dell’abbigliamento da lavoro, STRAUSS ha visto un’opportunità unica per migliorare la ginocchiera utilizzando la stampa 3D e una struttura di progettazione reticolare.

Protezione ottimizzata e comfort ergonomico

OECHSLER è stato il partner ideale per dare vita alle ginocchiere ergonomiche stampate in 3D. L’azienda, specializzata in metodi di produzione di polimeri, ha lavorato con numerosi clienti per sviluppare e produrre prodotti di consumo come zaini, calzature, selle per biciclette, sedili per automobili e dispositivi di protezione, che sfruttano tutti i vantaggi del design reticolare e della stampa 3D industriale.

Lavorando in stretta collaborazione con STRAUSS, il team OECHSLER sapeva di poter realizzare un design di ginocchiere ottimizzato per prestazioni e comfort. Il raggiungimento di questo progetto ha comportato alcuni passaggi chiave. Innanzitutto, le aziende dovevano trovare la struttura reticolare ottimale in base alle esigenze di chi la indossava. Quindi, hanno dovuto trovare il materiale giusto per il lavoro, che soddisfacesse gli standard del settore per l’abbigliamento da lavoro. Infine, hanno dovuto portare in produzione l’articolo DPI.

Per iniziare, gli ingegneri di OECHSLER hanno valutato diversi progetti di reticoli per determinare il miglior modello di reticolo e l’allineamento delle celle per i dispositivi di protezione. La missione principale era fornire un equilibrio superiore tra proprietà di smorzamento e recupero di energia. Alla fine, è stato scelto un reticolo esagonale personalizzato per la sua costante capacità di assorbire carichi e resistere alla pressione. Il reticolo unico è chiamato design Master Grid 6D ed è stato utilizzato per le ginocchiere e per altri prodotti di abbigliamento da lavoro stampati in 3D rilasciati da STRAUSS.

Nel progettare le ginocchiere, OECHSLER e STRAUSS hanno anche preso in considerazione i diversi tipi di pressione e sforzo che le ginocchia di un lavoratore potrebbero subire durante il lavoro. Utilizzando la tecnologia di mappatura del corpo, i partner sono stati in grado di ottenere una distribuzione della pressione del 70% di assorbimento di energia e del 30% di forza di ripristino in ginocchio. Inoltre, hanno integrato un reticolo esterno continuo per evitare che oggetti appuntiti, come chiodi o pezzi di legno, trafiggano le ginocchia di chi li indossa.

In termini di dimensioni, la ginocchiera stampata in 3D è progettata per abbinarsi alle tradizionali ginocchiere STRAUSS. Questo per garantire che i cuscinetti potessero essere indossati con pantaloni da lavoro STRAUSS certificati e si adattassero facilmente alle tasche sulle ginocchia. I team, quindi, hanno generato un reticolo entro i limiti del design esistente delle ginocchiere. Utilizzando un approccio DfAM, le ginocchiere sono state ottimizzate anche per la stampabilità, nonché per la pre e post-elaborazione al fine di facilitare la scalabilità della produzione.

Il giusto materiale si adatta

La scelta del materiale è stata un altro fattore importante e OECHSLER ha condotto test approfonditi presso la sua struttura AM per trovare un materiale che potesse soddisfare le esigenze delle occupazioni ad alta intensità di manodopera. Alla fine, Carbon EPU 41 è stato selezionato per la sua buona resistenza all’abrasione, lavabilità e risultati dei test di carico di flessione. Ad esempio, dopo aver subito 50.000 cicli di carico di flessione, le ginocchiere EPU 41 stampate in 3D non hanno mostrato alcun segno di propagazione delle crepe.

Carbon EPU 41, una resina poliuretanica elastomerica, offre anche una buona resistenza allo strappo e ritorno di energia. Anche altre proprietà del materiale, tra cui biocompatibilità, traspirabilità, resistenza all’acqua e resistenza alla temperatura (da -10 a 70 gradi Celsius), hanno reso il materiale una scelta chiara per l’applicazione dell’abbigliamento da lavoro. Alla fine, la combinazione del reticolo Master Grid 6D e Carbon EPU 41 ha prodotto una ginocchiera più resistente e con una minore perdita di volume rispetto alle tradizionali ginocchiere in schiuma.

Prima di lanciare sul mercato le sue ginocchiere stampate, STRAUSS ha anche invitato diversi artigiani a testarle in condizioni di lavoro. Il feedback è stato più che promettente: le ginocchiere riprogettate sono state elogiate per il loro eccellente assorbimento, nonché per il comfort e la vestibilità (poiché possono essere facilmente posizionate nei pantaloni da lavoro STRAUSS). Le ginocchiere sono state certificate secondo le norme DIN EN 14404, ISO 14404 e ISO 20347 per l’abbigliamento da lavoro.

“Con il nostro partner tecnologico OECHSLER siamo in grado di entrare in un mondo completamente nuovo di abbigliamento da lavoro”, ha affermato il team di progettazione di STRAUSS. “Un mondo di prodotti che richiede i massimi requisiti di sicurezza e individualità. La tecnologia di stampa 3D ci consente di progettare il massimo livello di comfort, stabilità e protezione in modo sostenibile e duraturo. Ci aiuta a tradurre rapidamente il prezioso feedback dei clienti nel nostro processo di sviluppo e a soddisfare le loro richieste di prodotti di abbigliamento da lavoro di fascia alta”.

Dallo sviluppo del prodotto alla produzione

Con il progetto ES Knee Pad Master Grid 6D completo, STRAUSS e OECHSLER erano pronti per passare alla produzione. Grazie all’ampia capacità di produzione additiva di OECHSLER, il passaggio dalla progettazione del prodotto alla produzione è stato senza soluzione di continuità. Per coloro che non hanno già familiarità con la capacità dell’azienda tedesca: OECHSLER gestisce un impianto di produzione ad alto volume indipendente dalla tecnologia che ospita 150 stampanti 3D e può produrre oltre 2 milioni di parti all’anno. Ha collaborato con diversi marchi di alto profilo per portare i loro prodotti dall’ideazione alla produzione in modo conveniente e conveniente.

Le ginocchiere STRAUSS sono realizzate presso l’hub di produzione additiva di OECHSLER in Germania utilizzando la soluzione AM di Carbon (che comprende la stampa 3D e la pre e post-elaborazione). Con entrambe le società con sede in Germania, ciò significa anche che la produzione di ginocchiere è locale, riducendo al minimo i costi di trasporto e le emissioni.

E le ginocchiere non sono l’unico prodotto stampato in 3D che STRAUSS sta ora vendendo: le aziende hanno anche sviluppato un paio di scarpe da lavoro che integrano il design personalizzato del reticolo Master Grid 6D nella loro intersuola. Il reticolo funziona in modo simile alla ginocchiera, fornendo stabilità e alleviando la pressione sul piede.

OECHSLER riassume la partnership dicendo: “STRAUSS ha lanciato con successo soluzioni di alta qualità per l’abbigliamento da lavoro, sfruttando l’esperienza di OECHSLER nello sviluppo e nella produzione di applicazioni prodotte in modo additivo. Progettato per gli ambienti di lavoro e sfruttando i vantaggi della stampa 3D, mettiamo al primo posto l’ergonomia e il comfort di chi lo indossa: qualità del prodotto senza precedenti e resistenza del materiale che garantiscono cicli di vita del prodotto più lunghi”.