3D打印定制皮鞋解決方案，安世亞太DfAM

來源：安世亞太

大約5萬年前，原始人開始用骨針縫制獸皮鞋子，用以保護雙腳，追尋獵物，從此人類進入了有鞋子可穿的時代。幾經(jīng)歷史演變，歷朝歷代繼續(xù)通過技術改變鞋子的舒適度和美觀度。鞋做為人類的戰(zhàn)靴，不僅是人類征途上的助跑物，也是人類智慧的結晶。

工業(yè)革命推動了各個行業(yè)的技術發(fā)展，也推動了制鞋業(yè)的技術進步，工業(yè)制鞋逐步替代手工制鞋。在中國，人們同樣喜歡工廠制造出來的鞋子。中國幾千年以來一直處于手工制鞋時代，工業(yè)制鞋起步晚于歐美國家，工業(yè)制鞋技術和數(shù)據(jù)匱乏，致使大量使用歐美鞋楦。但歐美人的腳型與中國人的腳型存在明顯差異，這樣的做法犧牲了舒適性，致使穿鞋的體驗大大折扣，同時造成大量的足部問題。

在中國，80%的腳部疾病與鞋有關
足部是人體在運動時承受體重和吸收來自地面沖擊力的最重要的結構之一。人的足部由骨骼、韌帶、肌肉、神經(jīng)、血管等組織組成，其中足骨包括跗骨（7塊）、跖骨（5塊）和趾骨（14塊）3部分，共26塊骨骼，并組成33個關節(jié)。而從運動分析和鞋制作的角度看，足可以分為后足、中足和前足3個部分。

以足部骨骼為基礎，100多條足部韌帶將不同的足部骨骼連接起來，構成了足部具有力學功能的基礎結構。比較明顯的外在表現(xiàn)就是在足部構成了“弓”型結構。足弓可以分為縱弓和橫弓兩類，通過其結構及附著在上面的肌肉和韌帶的功能，能夠緩沖在運動過程中受到的外部沖擊力，防止損傷。步行時，足部所承受的地面反作用力最高時可達體重的1.5倍；慢跑時則能達到體重的2～3倍。每一個人的腳型都存在不同程度的差異，大規(guī)模的工業(yè)制鞋把人的腳型進行了歸類，這勢必會造成腳適應鞋的問題，鞋楦與腳型不匹配的問題在中國尤為嚴重，穿著不合適的鞋子給身體造成了健康隱患，具不完全統(tǒng)計，在中國80%的腳病是由于穿不合適的鞋造成的，這又通過腳部反射到身體上，給身體健康造成問題。

什么樣的鞋更符合人體需求？
達·芬奇說過，人的腳是工程學的杰作，同時也是一件藝術品。自從人類祖先在非洲草原直立行走后，我們便把體重完全交給了雙腳，讓它們承受著成倍于作為四足動物時的負荷。人類的腳離不開鞋，什么樣的鞋更符合人體需求？鞋企從材料到設計都投入了大量的研究，科技的進步、材料的不斷升級都給鞋業(yè)帶了各種可能，制造出更舒適的鞋是鞋企和消費者共同的目標。但工業(yè)制鞋大批量制造、快速回轉(zhuǎn)、快速實現(xiàn)利潤是商業(yè)的基礎邏輯，而傳統(tǒng)的手工定制鞋依托手工轉(zhuǎn)楦、手工劃片、部分鞋底依托模具制造，這些制造技術問題致使定制鞋很難實現(xiàn)批量化，定制鞋為了生存下去，主打高端人群消費，低產(chǎn)量高定價讓大眾消費人群很難企及。

同一緯度上的升級并沒有完全打破鞋業(yè)跨緯度的技術壁壘，3D打印技術的出現(xiàn)給這個世界帶來了更多的可能性。探索3D打印技術給給鞋業(yè)帶來的改變是一個很有趣的話題。安世亞太增材團隊從“打破界限”的思維邏輯出發(fā)，將工業(yè)制鞋各個環(huán)節(jié)進行了解構和重構，將市場、消費者、生產(chǎn)方式、盈利需求、商業(yè)邏輯等多維度進行掃描和分析，融合3D打印個性化的技術優(yōu)點，將目標瞄準到個性化批量制造的維度上，高度釋放3D打印技術的優(yōu)勢。這一想法摒棄了用3D打印替代傳統(tǒng)材料升級的想法，采用了“解構再重構”的技術開發(fā)路徑，開發(fā)了包含軟件+仿真+硬件+商業(yè)模式的客制化制鞋整體解決方案。

讓大眾消費群體穿上高舒適度的定制鞋
安世亞太26年工業(yè)品研發(fā)基因、工業(yè)設計以及上萬例工業(yè)仿真實踐經(jīng)驗為解決方案的開發(fā)提供了技術支撐。通過軟件來代替人工繁瑣的勞動工序、提升效率、實現(xiàn)數(shù)據(jù)的精準度，楦型、鞋底數(shù)據(jù)、鞋面數(shù)據(jù)、自動填充晶格都在軟件中自動生成，每一個數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化過程都以分鐘計時，幫助鞋企、定制品牌實現(xiàn)批量化的定制。在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的過程中加入了仿真的技術，使鞋底的設計起到減震、分散足壓、更加符合人體工學的要求，塑造定制鞋中的高科技鞋款。

解決方案以讓大眾消費群體穿上高舒適度的定制鞋為目標，在生產(chǎn)端導入3D打印鞋底及配件，實現(xiàn)去模具化、鞋底快速成型。

客制化制鞋解決方案通過與掃描數(shù)據(jù)端口、打印數(shù)據(jù)端口、在線商城數(shù)據(jù)端口對接，使解決方案從數(shù)據(jù)采集、制造、銷售與鞋企的線上線下商業(yè)模式銜接，無論顧客是在線上渠道還是在線下渠道都可以實現(xiàn)定制，批量化定制從根本上改變傳統(tǒng)制造以產(chǎn)定銷的銷售模式導致的產(chǎn)銷不平衡問題，為企業(yè)實現(xiàn)利潤最大化。

客制化制鞋技術的獨特優(yōu)勢

• 優(yōu)勢一
  

數(shù)據(jù)自動生成，用軟件代替人工，生成時間更短、數(shù)據(jù)更精準。

• 優(yōu)勢二
  

將仿真技術融入到客制化制鞋解決方案中，過參數(shù)化設計理念，結合人體工學等一系列技術加持，突破了傳統(tǒng)制鞋的技術限制。

• 優(yōu)勢三
  

鞋底晶格填充根據(jù)客戶的腳型及足壓特點，在不同的受力點分布不同剛度的晶格，起到良好的減震、分散足壓、減少運動損傷的作用，讓穿鞋的舒適度與眾不同。

• 優(yōu)勢四
  

晶格庫中的晶格都通過仿真驗證，每一款晶格都符合力學性能。

實踐案例（定制皮鞋）
1不同晶格的定制鞋鞋底設計

2打印好的鞋底彈性模量測試

3三種款型的3D打印鞋底的定制皮鞋

4顧客的試穿體驗反饋

總結
大規(guī)模定制的技術瓶頸已經(jīng)突破：以增材制造技術為核心的數(shù)字化制造技術使生產(chǎn)成本不再和批量掛鉤，低成本的個性化制造已經(jīng)成為可能。以AI技術為核心的數(shù)字化設計技術不再依賴昂貴低效的手工作坊式的定制模式，所有與個體數(shù)據(jù)相關的設計建模問題都可以交給計算機自動完成。制造和設計技術的突破將使得定制鞋的過程從手工時代一下子飛躍到自動化時代。依托數(shù)字化技術的高效和低成本，定制鞋將不再是為少數(shù)人服務的高端消費，而是滿足大眾需求的平民化產(chǎn)品。定制過程從顧客數(shù)據(jù)收集到產(chǎn)品交付將是“全數(shù)字化自動設計+增材制造+升級的整鞋生產(chǎn)線+靈活的互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式”的過程。從AI設計、增材制造，到平臺搭建，我們已經(jīng)做好所有的技術準備。期待商業(yè)伙伴的加入，一起創(chuàng)造大規(guī)模定制鞋的未來。

—作者—
宋尚霞，安世亞太DfAM賦能業(yè)務部消費品BD總監(jiān)，17年快消行業(yè)市場工作經(jīng)驗，跨界到增材行業(yè)。從快消和增材兩個維度思考增材在消費品領域解決方案的開發(fā)，負責的項目包含：基于DfAM的客制化制鞋解決方案、鞋模增材設計解決方案、PET瓶增材設計解決方案。