3D打印如何開啟鞋生活：3D打印運(yùn)動(dòng)鞋的演變

早在2012年起，鞋類廠商就在不斷探索3D打印運(yùn)動(dòng)鞋的研發(fā)，杭州某龍頭企業(yè)最早將三維掃描，三維檢測(cè)技術(shù)運(yùn)用到鞋底、鞋跟、鞋楦的設(shè)計(jì)開發(fā)中。除了重視一貫的外觀設(shè)計(jì)，功能與舒適性也成為了設(shè)計(jì)的工作重點(diǎn)。今天就為你帶來3D打印運(yùn)動(dòng)鞋的演變。

早些年的時(shí)候，3D 打印在鞋類的原型制造（prototyping）和概念驗(yàn)證（proof of concept）環(huán)節(jié)扮演了重要的角色。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期，設(shè)計(jì)師提出設(shè)計(jì)概念并轉(zhuǎn)化為模型，用于進(jìn)一步的設(shè)計(jì)和改進(jìn)。

直接制造是指直接用快速成型的方法生產(chǎn)出最終產(chǎn)品。直接制造被認(rèn)為是3D打印技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。目前鞋類能夠?qū)崿F(xiàn)3D打印直接制造的部分為鞋底或鞋中底，以及鞋面。“中底”，也就是鞋底既不與地面接觸又不與腳底接觸的部分，對(duì)舒適感最重要。各大鞋類廠商為了設(shè)計(jì)出符合人體力學(xué)的鞋中底，已經(jīng)做出了許多嘗試。

隨著未來3D 打印技術(shù)和材料的發(fā)展和個(gè)性化需求的提升，直接制造在鞋類以及消費(fèi)品行業(yè)的應(yīng)用會(huì)更普遍。

2013 耐克發(fā)布全球首款3D打印足球鞋

制造技術(shù)：SLS選擇性激光燒結(jié)

2013年，耐克首次采用3D打印技術(shù)制造足球鞋，此款球鞋的鞋釘支撐板（鞋底）是利用SLS（選擇性激光燒結(jié)）技術(shù)打印而成。同時(shí)3D打印技術(shù)幫助設(shè)計(jì)師將樣品的開發(fā)時(shí)間從幾個(gè)月縮短為幾個(gè)小時(shí)。

2016年，耐克與惠普公司結(jié)成戰(zhàn)略伙伴關(guān)系，并將使用后者的JetFusion 3D打印機(jī)以更快的速度制造鞋類原型。

2014 阿迪達(dá)斯運(yùn)動(dòng)鞋Springblade的3D打印鞋模

制造技術(shù)：利用SLM技術(shù)（選擇性激光熔融）制造模具

2014年推出的運(yùn)動(dòng)鞋“刀鋒”

2014年，Adidas與杭州先臨三維合作，利用SLM技術(shù)制造模具，聯(lián)手開發(fā)了一個(gè)復(fù)雜的水路冷卻系統(tǒng)，冷卻過程已經(jīng)變得更加有效率，單只鞋子的生產(chǎn)時(shí)間從原來的22.4秒減少至18.1秒。對(duì)于數(shù)以百萬計(jì)的鞋子產(chǎn)量而言，這無疑代表著巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

3D打印的模具

使用3D打印模具生產(chǎn)的塑料部件

2015 Adidas推出Futurecraft3D

制造技術(shù)：SLS

Futurecraft 3D的鞋子內(nèi)底是由SLS激光燒結(jié)技術(shù)制造，為運(yùn)動(dòng)員提供了前所未有的個(gè)性化支撐和緩沖，定位目標(biāo)人群為大牌職業(yè)運(yùn)動(dòng)員和高端消費(fèi)者。

阿迪達(dá)斯CEO赫爾伯特•海納于2016年表示，機(jī)器人和3D打印將成為阿迪達(dá)斯球鞋的主要生產(chǎn)方式，由于亞洲的生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)正在減弱，阿迪達(dá)斯的生產(chǎn)將回歸歐美等地。

2016.3 Under Armour推出首款3D打印運(yùn)動(dòng)鞋

制造技術(shù)：SLS

繼阿迪達(dá)斯和耐克陸續(xù)推出自己的3D打印運(yùn)動(dòng)鞋后，主打高端的另一大品牌安德瑪（Under Armour）也推出首款3D打印高性能訓(xùn)練鞋 — UA Architech。其3D打印部分是其網(wǎng)格狀的中底和極具雕刻感的鞋面，使用聚合物和高彈力材料制作。零售價(jià)為300美元，全球限量96雙。

2016.3 耐克為美國短跑名將定制跑鞋

制造技術(shù)：SLS

2016里約奧運(yùn)會(huì)前夕，耐克為著名美國女飛人Allyson Felix開發(fā)了一款專屬的高性能釘鞋——Zoom SuperflyFlyknit。據(jù)我們了解，這款釘鞋從2014年5月開始研制，到奧運(yùn)會(huì)前Felix最后一次在洛杉磯測(cè)試為止，其鞋底總共迭代了30多次，鞋面更是迭代了70多次。

2016.4 New Balance發(fā)售首款3D打印跑鞋

制造技術(shù)：SLS

2016年4月，著名運(yùn)動(dòng)品牌新伯倫（New Balance）正式發(fā)售首款3D打印跑鞋Zante Generate。鞋子的3D打印部分是其鞋底夾層，通過選擇性激光燒結(jié)（SLS）技術(shù)以及柔性TPU粉末材料DuraForm制成。跑鞋的零售價(jià)是400美元/雙。

為了提升對(duì)3D打印跑步鞋中底的科技優(yōu)化設(shè)計(jì)，NewBalance與英特爾公司結(jié)盟，使用后者的RealSense 3D掃描和成像技術(shù)來收集每個(gè)顧客足部的精確測(cè)量數(shù)據(jù)，并可能制造出市場(chǎng)上最精準(zhǔn)的可定制3D打印中底。

2016年11月，New Balance再接再厲，又推出了一款新的3D打印運(yùn)動(dòng)鞋MS066。其技術(shù)原理與打印材料跟第一款相同，只不過設(shè)計(jì)采用了蜂窩結(jié)構(gòu)，帶來更好的減震效果。零售價(jià)350美元/雙，限量版40雙。

2016.10 Reebok宣布將推出新款3D打印跑鞋“流動(dòng)速度”

制造技術(shù)：未知

打印材料：氨基甲酸乙酯（德國巴斯夫?qū)�為Reebok開發(fā)）

2016年10月，銳步公司披露了突破性的創(chuàng)新鞋類制造工藝——LiquidFactory，將于今年（2017）開始批量生產(chǎn)。該技術(shù)利用了化工巨頭巴斯夫（BASF）專為銳步開發(fā)的液體材料，并使用名稱為3D Drawing的制造技術(shù)。銳步表示該工藝有望從根本上改變鞋子的制造方式，進(jìn)而改變鞋類創(chuàng)新的過程和速度。

鞋底的打印過程

層層疊加

2016.11～12 Adidas推出海底塑料3D打印運(yùn)動(dòng)鞋

制造技術(shù)：SLS

2016年11月，Adidas推出運(yùn)動(dòng)鞋UltraBoost Uncaged Parley，結(jié)合回收塑料和阿迪達(dá)斯Futurecraft 3D打印中底制成。售價(jià)為200美元（約合人民幣1300元）。阿迪達(dá)斯表示第一批只會(huì)推出7,000雙，但預(yù)計(jì)在未來一年左右將會(huì)發(fā)售超過100萬雙。

2016年12月15日，Adidas在巴西里約奧運(yùn)會(huì)期間推出的3D打印跑鞋3D Runner開賣，鞋身表面采用了Primeknit織物，中底、鏤空鞋底和后跟則是3D打印的杰作。3D Runner價(jià)格333美元，約合人民幣2298元。

2017.4 Under Armour推出“未來主義”

制造技術(shù)：SLS

2017年4月，Under Armour“未來主義”3D打印鞋進(jìn)入大眾市場(chǎng)。其TPU鞋墊采用SLS選擇性激光燒結(jié)3D打印技術(shù)來加工，鞋底的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是為了當(dāng)重量壓在鞋的時(shí)候能將能量有效吸收和緩釋。“未來主義”3D打印鞋定價(jià)在300美元左右，預(yù)計(jì)產(chǎn)量2000雙。

2017.4 Adidas聯(lián)手Carbon量產(chǎn)新款3D打印運(yùn)動(dòng)鞋

制造技術(shù)：DLS（數(shù)字光合成）

2017年4月7日，Adidas宣布與超高速3D打印技術(shù)CLIP的開發(fā)商Carbon達(dá)成合作，將聯(lián)手生產(chǎn)新款3D打印運(yùn)動(dòng)鞋F(xiàn)uturecraft 4D。制造技術(shù)為數(shù)字光合成技術(shù)（Digital Light Synthesis，DLS），與CLIP技術(shù)類似，制造單個(gè)中底只需要20分鐘，表面光潔度優(yōu)于SLS激光燒結(jié)技術(shù)。然而SLS的強(qiáng)項(xiàng)在于復(fù)合材料的燒結(jié)，可以將碳纖維這樣的材料添加進(jìn)去，用來提升塑料的工程力學(xué)性能。

Adidas在2017年底之前計(jì)劃生產(chǎn)5000雙，2018年底之前則生產(chǎn)超過10萬雙。

優(yōu)異的打印性能

2017.5 中國首款3D打印跑鞋推出

制造技術(shù)：SLS

2017年5月8日，匹克體育在北京發(fā)布了其首款3D打印跑鞋。這款鞋售價(jià)1299元，是首款由中國公司開發(fā)并上市銷售的3D打印跑鞋。鞋底采用SLS激光燒結(jié)技術(shù)，結(jié)合更為彈性輕質(zhì)的TPU粉末成型。過去一款匹克新鞋從設(shè)計(jì)、研發(fā)、測(cè)試到生產(chǎn)通常需要120天，采用3D打印技術(shù)后，將時(shí)間大幅縮短到了20天。

目前來看，各大運(yùn)動(dòng)品牌都推出了3D打印運(yùn)動(dòng)鞋，但它們均未實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。

在制鞋上應(yīng)用3D打印技術(shù)最領(lǐng)先的企業(yè)是阿迪達(dá)斯，據(jù)說其Futurecrast 4D運(yùn)動(dòng)鞋將再2年內(nèi)產(chǎn)量達(dá)到10萬雙，有望成為全球首款實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)的3D打印運(yùn)動(dòng)鞋。3D打印天然的能夠?qū)崿F(xiàn)各種復(fù)雜設(shè)計(jì)、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期以及大幅削減設(shè)計(jì)成本的優(yōu)勢(shì)，對(duì)運(yùn)動(dòng)鞋行業(yè)的意義重大。不管3D打印運(yùn)動(dòng)鞋什么時(shí)候能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)并走進(jìn)人們的日常生活，人類對(duì)3D打印技術(shù)的探索永遠(yuǎn)不會(huì)停止。