解讀：3D打印用于制鞋領(lǐng)域

來(lái)源：3D打印技術(shù)參考

當(dāng)鞋類出現(xiàn)新的流行趨勢(shì)時(shí)，運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域首先引領(lǐng)潮流，3D打印制鞋也不例外。近幾年，New Balance、Adidas、Nike、匹克等運(yùn)動(dòng)品牌紛紛推出3D打印運(yùn)動(dòng)鞋，在引起廣泛關(guān)注的同時(shí)，技術(shù)本身正逐步在該領(lǐng)域深耕。接下來(lái)細(xì)數(shù)3D打印用于制鞋的技術(shù)、材料以及制造特點(diǎn)。

一. 制造特點(diǎn)
1.無(wú)模制造。3D打印無(wú)需使用傳統(tǒng)模具實(shí)現(xiàn)制造，使用這項(xiàng)技術(shù)可以更加高效、快速地創(chuàng)建高性能運(yùn)動(dòng)鞋。

2.復(fù)雜制造。3D打印的優(yōu)勢(shì)之一是制造多孔網(wǎng)格復(fù)雜結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)無(wú)法通過(guò)傳統(tǒng)手段制造，3D打印的這一優(yōu)勢(shì)在制鞋領(lǐng)域發(fā)揮的淋漓盡致：采用更加輕質(zhì)的材料、輕量化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在運(yùn)動(dòng)鞋制造方面掀起一場(chǎng)風(fēng)暴。

3.個(gè)性化制造。基于生物力學(xué)和步態(tài)的研究，人們對(duì)鞋類的個(gè)性化需求多種多樣，然而當(dāng)前多為新鞋上腳“削足適履”。而通過(guò)將3D掃描、成像等先進(jìn)的技術(shù)融入腳部健康掃描儀，再通過(guò)3D打印可實(shí)現(xiàn)“量腳制鞋”。

除了設(shè)計(jì)自由之外，3D打印在鞋類生產(chǎn)中還具備多種其他優(yōu)勢(shì)：
減少設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)時(shí)間
在生產(chǎn)過(guò)程中更靈活
減少不必要的庫(kù)存
根據(jù)客戶的喜好和掃描數(shù)據(jù)定制個(gè)性化鞋類
當(dāng)然，3D打印用于制鞋，制作的多是鞋底。

二. 制造技術(shù)與材料
當(dāng)前用于批量制鞋的3D打印技術(shù)主要包括熔融沉積技術(shù)（FDM）、選擇性激光燒結(jié)（SLS）以及CLIP連續(xù)光固化。

1. FDM技術(shù)
代表品牌：Feetz
代表材料：可回收再利用材料（具體不詳）
特點(diǎn)：彈性、透氣，可完全個(gè)性化定制

采用FDM技術(shù)制鞋遠(yuǎn)沒(méi)有SLS與CLIP那樣可實(shí)現(xiàn)快速與批量化，與另兩種技術(shù)相比，該技術(shù)的應(yīng)用講究個(gè)性化。采用FDM打印鞋子最有名的品牌是Feetz，其目標(biāo)是為每一個(gè)人打造一款專屬于他個(gè)人的絕對(duì)合腳的鞋。而且，F(xiàn)DM打印的不只是鞋底，而是整只鞋。

拍照量腳

FDM打印整鞋

用戶只需要把自己每只腳從不同角度拍攝的3張照片發(fā)送給FeetZ。然后FeetZ使用特殊的軟件將圖像轉(zhuǎn)換成三維模型，并利用新型材料和3D打印技術(shù)，制造出一雙牌子為SizeMe的鞋。FeetZ向客戶承諾，7天內(nèi)用戶就會(huì)拿到完全適合他們自己的鞋。

2. SLS激光燒結(jié)技術(shù)
代表品牌：New Balance、匹克
代表材料：TPU熱塑性聚氨酯
特點(diǎn)：耐磨、彈性好，承載能力、抗沖擊性及減震性能突出

激光燒結(jié)TPU粉末打印中底

激光燒結(jié)運(yùn)動(dòng)鞋中底結(jié)構(gòu)

3D打印新百倫成品

通過(guò)激光燒結(jié)TPU粉末成型的中底，具有多層次中空網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了柔韌性、強(qiáng)度、重量和耐用性四者的最佳平衡，能夠最大限度地緩解運(yùn)動(dòng)時(shí)給腳部帶來(lái)的壓力。

3. CLIP連續(xù)光固化
代表品牌：Adidas
代表材料：EPU彈性聚氨酯
特點(diǎn)：耐磨、高彈性、高抗撕裂性

Adidas Futurecraft 4D將鞋類的功能性能推向了新的高度：在鞋底夾層內(nèi)提供精確調(diào)整的功能區(qū)域，中底的腳跟和前腳部位具有不同的格子結(jié)構(gòu)，以解決跑步時(shí)不同緩沖力量的需要。CLIP解決了阿迪達(dá)斯高性能單片中底復(fù)雜的性能設(shè)計(jì)要求。

三. 量腳制鞋

現(xiàn)在在很多商場(chǎng)的鞋類專柜都可以看見(jiàn)一臺(tái)掃描設(shè)備，只要站在上面就可以生成自己腳部的三維數(shù)據(jù)，這可以說(shuō)是3D科技應(yīng)用于生活的最直接體現(xiàn)。

足部三維掃描

生成足部數(shù)據(jù)

消費(fèi)者站在掃描儀器上，3秒鐘掃描一下，可生成包括左右腳的腳長(zhǎng)、趾圍、腳趾尖高拇指里寬等20個(gè)詳細(xì)數(shù)據(jù)的腳部健康報(bào)告，與此同時(shí)系統(tǒng)可根據(jù)數(shù)據(jù)分析，自動(dòng)生成鞋腔，經(jīng)鞋廠在鞋腔外部進(jìn)行材質(zhì)款式包裝，為消費(fèi)者量腳定制專屬鞋。除此之外，系統(tǒng)分析的數(shù)據(jù)也能分析出測(cè)試者是否有高足弓、扁平足、拇趾外翻等疾病，為患者提供個(gè)性化的醫(yī)療輔助。

四. 比較
傳統(tǒng)上大多數(shù)鞋子的中底是由泡沫材料通過(guò)注塑成型，中底的設(shè)計(jì)及屬性受到極大限制（想想我們穿的運(yùn)動(dòng)鞋后底基本上都是泡沫實(shí)體），既浪費(fèi)又昂貴。

傳統(tǒng)注塑運(yùn)動(dòng)鞋中底結(jié)構(gòu)

而3D打印制鞋突出緩震和舒適，獨(dú)特的鏤空點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)可以達(dá)到傳統(tǒng)制造所能達(dá)到的強(qiáng)度、韌性以及力學(xué)性能。而特有的鏤空特點(diǎn)可以將外部載荷均勻分解，實(shí)現(xiàn)減重的同時(shí)又保證了承載能力。

3D打印制鞋測(cè)試

這種鏤空結(jié)構(gòu)類似空間點(diǎn)陣，在設(shè)計(jì)中通過(guò)大量胞元的復(fù)制和陣列來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)設(shè)計(jì)胞元的尺寸和形狀，可以調(diào)節(jié)點(diǎn)陣的密度以及孔隙率，在需要強(qiáng)度較高的部位設(shè)計(jì)密度大一些或采用結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較高的胞元，在需要緩震的部位可以增加大的胞元結(jié)構(gòu)數(shù)量，從而達(dá)到改變鞋底結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、韌性以及緩沖能力的目的。換言之，通過(guò)設(shè)計(jì)點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)師可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)特有功能跑鞋的目的。

五. 總結(jié)

3D打印用于制鞋確實(shí)一個(gè)非常好的應(yīng)用，鑒于以上的諸多優(yōu)點(diǎn)，受到歡迎將是大勢(shì)所趨。目前，也有很多品牌上市，只是價(jià)格還較貴，最后貼上一張品牌圖供大家參考。