耐克新3D打印專利，實(shí)現(xiàn)鞋類設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和定制化

2025年2月22日，南極熊獲悉，美國(guó)專利商標(biāo)局（USPTO）已授予耐克一項(xiàng)涉及新型鞋類3D打印工藝的專利。該專利涉及一種創(chuàng)新方法，通過(guò)將數(shù)字設(shè)計(jì)直接3D打印到織物材料上，從而制作出鞋面。接著，將鞋底直接3D打印到鞋面部分，消除了傳統(tǒng)雙部分制鞋技術(shù)的需要。

耐克采用的這種技術(shù)為材料定制提供了更高級(jí)別的靈活性，使設(shè)計(jì)師能夠根據(jù)需要調(diào)整鞋面的強(qiáng)度、剛度、支撐性、柔韌性和耐磨性。此外，這種方法通過(guò)去除厚重的粘合劑、縫線和多余的材料層，有助于實(shí)現(xiàn)更輕盈的鞋類設(shè)計(jì)。新專利（US-12226973-B2）還可能減少材料浪費(fèi)，提升定制產(chǎn)品的可持續(xù)性。

此項(xiàng)專利最初于2023年12月提交，并在去年4月公布，最終在本周獲得批準(zhǔn)。主要發(fā)明者包括David P. Jones和Ryan R. Larson。Jones是多項(xiàng)與在織物上直接3D打印以進(jìn)行服裝組裝相關(guān)的專利的共同發(fā)明人。Larson則是耐克鞋類緩沖創(chuàng)新數(shù)字和3D緩沖系統(tǒng)總監(jiān)，也是公司增材制造業(yè)務(wù)的關(guān)鍵人物。

△圖片展示了耐克新專利的鞋類3D打印工藝

耐克的新型鞋類3D打印專利

根據(jù)官方文件，耐克新的3D打印專利技術(shù)首先為鞋面和鞋底部分創(chuàng)建數(shù)字3D圖案。接著，將針織、機(jī)織或非織造織物平鋪在3D打印機(jī)的托盤上，并直接將油墨、樹脂、丙烯酸、聚合物或熱塑性材料擠壓到織物上，以創(chuàng)建所需的圖案。

根據(jù)專利描述，擠出的材料在固化前可能會(huì)被織物輕微吸收。此外，通過(guò)3D打印多層材料，可以在需要的地方形成加固區(qū)域，從而增加強(qiáng)度和靈活性。打印完成后，圖案通過(guò)紫外線固化，這對(duì)于在織物和擠出材料之間形成牢固的結(jié)合至關(guān)重要。之后，將扁平的鞋面塑造成3D形狀，以符合最終的鞋子設(shè)計(jì)。

接下來(lái)，將鞋面部分倒置在3D打印機(jī)內(nèi)，并使用至少一種預(yù)先確定的三維抓握?qǐng)D案，將鞋底直接3D打印到鞋面上。專利強(qiáng)調(diào)，中底和外底層可以由聚氨酯或泡沫橡膠等柔韌緩沖材料制成，以提升舒適度和耐用性。鞋面還可以添加可選的鞋墊，以實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)固的貼合。鞋底部分同樣經(jīng)過(guò)紫外線固化，以硬化材料。最終，成品鞋將經(jīng)過(guò)質(zhì)量控制檢查。

該專利指出，此工藝適用于多種運(yùn)動(dòng)鞋，包括田徑鞋、籃球鞋、足球鞋、自行車鞋、網(wǎng)球鞋、棒球鞋、交叉訓(xùn)練鞋和徒步鞋。專利還強(qiáng)調(diào)，這種方法同樣適用于制造其它類型的鞋，如正裝鞋、休閑鞋、涼鞋、拖鞋、船鞋和工作靴。

此外，文件透露，耐克的新3D打印工藝不僅限于鞋類。它還可用于制造一系列服裝、服飾和設(shè)備，如帽子、夾克、襯衫、手套和其它運(yùn)動(dòng)裝備。

△鞋底3D打印工藝

耐克十多年來(lái)致力于3D打印鞋類創(chuàng)新

增材制造對(duì)于耐克而言早已不是新鮮事。早在2013年，這家總部位于俄勒岡州的制鞋巨頭就推出了它的首款3D打印足球鞋Vapor Laser Talon。這款鞋利用選擇性激光燒結(jié)（SLS）增材制造技術(shù)生產(chǎn)鞋釘?shù)哪_板，重量減輕至158克，旨在實(shí)現(xiàn)更快的沖刺速度和最佳的抓地力。

隨后，耐克發(fā)布了多款產(chǎn)品，包括2016年與惠普合作，充分利用了Multi Jet Fusion（MJF）3D打印技術(shù)。同年，耐克推出了專為獲得七次奧運(yùn)會(huì)金牌的短跑運(yùn)動(dòng)員Allyson Felix設(shè)計(jì)的Zoom Superfly Flyknit跑鞋。這款鞋款的釘鞋原型采用SLS 3D打印，以確定柔韌性和彈性之間的最佳平衡。耐克表示，這一過(guò)程將迭代時(shí)間縮短至幾天，從而加速了設(shè)計(jì)過(guò)程。傳奇牙買加女子100米短跑運(yùn)動(dòng)員Shelly-Ann Fraser-Pryce也與耐克合作，為2016年奧運(yùn)會(huì)定制了3D打印鞋原型。

這家世界領(lǐng)先的運(yùn)動(dòng)鞋制造商在2018年繼續(xù)與3D打印技術(shù)合作，前男子馬拉松世界紀(jì)錄保持者Eliud Kipchoge穿著了一雙采用全3D打印鞋面的Nike Vaporfly Elite Flyprint。

△耐克最新專利鞋類3D打印工藝采用3D打印鞋面

Flyprint是高性能鞋類中第一款3D打印紡織鞋面，同時(shí)也是耐克在增材制造方面的一個(gè)重要轉(zhuǎn)變，從原型設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向了量產(chǎn)。當(dāng)時(shí)，耐克全球跑步鞋高級(jí)總監(jiān)Bret Schoolmeester表示：“這是我們首款大規(guī)模應(yīng)用3D打印技術(shù)的鞋面�！蓖�年，耐克將這些高性能跑鞋推廣至更廣泛的市場(chǎng)。

耐克于去年推出了Air Max 1000，這是該公司首款幾乎完全采用3D打印生產(chǎn)的運(yùn)動(dòng)鞋，當(dāng)時(shí)引起了廣泛關(guān)注。這款新設(shè)計(jì)在拉斯維加斯的ComplexCon上亮相，由耐克與柏林的Zellerfeld共同開發(fā)，后者以3D打印鞋類專業(yè)知識(shí)而聞名。在這一時(shí)尚與音樂(lè)盛會(huì)上，通過(guò)抽簽預(yù)購(gòu)的方式發(fā)售了1000雙。