3D打印鞋是一個(gè)持續(xù)的熱門話題，因?yàn)樗c我們的生活息息相關(guān)。

早年，3D打印主要用于鞋類原型制造和概念驗(yàn)證。 即在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的前期，設(shè)計(jì)師提出設(shè)計(jì)理念，利用3D打印將其轉(zhuǎn)化為實(shí)物模型，進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)計(jì)和改進(jìn)。

隨著科技的進(jìn)步和人們需求的提高，直接制造被認(rèn)為是3D打印在制鞋領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。 顧名思義，直接制造是指直接使用3D打印技術(shù)生產(chǎn)最終產(chǎn)品。 隨著3D打印技術(shù)和材料技術(shù)的發(fā)展，以及人們個(gè)性化需求的提高，利用3D打印技術(shù)直接制造鞋類產(chǎn)品將越來越普遍。

個(gè)性化：為什么要用3D打印來做鞋？

自2013年耐克首次采用3D打印技術(shù)制造足球鞋以來，各大鞋類廠商紛紛采用3D打印技術(shù)，包括阿迪達(dá)斯、新百倫、Under Amour，以及匹克、李寧等國產(chǎn)品牌。對于制鞋行業(yè)而言，3D打印技術(shù)之所以如此重要，源于個(gè)性化、定制化的需求。

我們每個(gè)人的體重、腳型、跑姿、落地方式等都不一樣，甚至同一個(gè)人的左右腳也會不一樣。通過三維掃描、足部動態(tài)分析等技術(shù)，可以生產(chǎn)出完美貼合每個(gè)人腳型的鞋子。

下面我們以國產(chǎn)品牌李寧為例，看看如何實(shí)現(xiàn)3D打印運(yùn)動鞋的個(gè)性化定制。

首先對消費(fèi)者的足部進(jìn)行三維掃描，獲取足形的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，包括足長、足寬等相關(guān)參數(shù)。

然后，利用足底壓力測試設(shè)備采集跑步過程中足底壓力的動態(tài)分布，得到足底各處的壓力分布面積、壓力水平等數(shù)據(jù)。

最后，在獲得以上所有數(shù)據(jù)后，以足部形狀、體重、足底壓力大小及分布為參數(shù)之一，利用建模技術(shù)和仿真分析技術(shù)，程序自動生成足底三維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，最終得到3D 打印鞋底結(jié)構(gòu)，完美匹配重量、腳形和足底壓力分布。
據(jù)了解，惠普與3D打印鞋墊公司Superfeet合作推出了FitStation平臺，通過3D掃描和步態(tài)分析提供個(gè)性化定制。新鞋的實(shí)際開發(fā)過程是這樣的：先對使用者的足部進(jìn)行分析，然后使用Superfeet的注塑機(jī)生產(chǎn)出鞋的大體部分，再通過可變PU注塑、足部壓力測量、跑者關(guān)節(jié)運(yùn)動分析，和個(gè)人喜好打造定制運(yùn)動鞋。

比利時(shí)軟件公司 Materialise 與惠普達(dá)成合作協(xié)議，設(shè)計(jì)和制造完全定制的 3D 打印鞋墊。 HP FitStation平臺集成了Materialise的軟件，實(shí)現(xiàn)了3D設(shè)計(jì)自動化、打印準(zhǔn)備和生產(chǎn)管理功能。

說到3D打印鞋墊，比利時(shí)的Materialise是該領(lǐng)域的先行者。通過2014年推出的Phits，Materialise攜手足部動態(tài)分析專家RS Scan，成為全球第一家生產(chǎn)基于足底壓力動態(tài)測量的3D打印鞋墊的公司。

利用3D打印技術(shù)，滿足了人們的定制化需求。除了個(gè)性化定制的巨大優(yōu)勢外，3D打印還有很多好處，包括縮短生產(chǎn)周期、降低庫存風(fēng)險(xiǎn)、復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造、輕量化制造等，這些優(yōu)勢吸引了越來越多的企業(yè)進(jìn)入3D打印體系。鞋子正在開發(fā)中。

制造技術(shù)和材料

如果把一雙跑鞋分成三部分：鞋面（Upper）、中底（Midsole）、外底（Outsole）。如果把鞋子想象成一輛汽車，鞋面就相當(dāng)于車身，中底就相當(dāng)于避震系統(tǒng)，外底就是輪胎?？梢?，中底是跑鞋的靈魂，也是區(qū)分各大廠商的核心標(biāo)志，立足之本。

鞋子的中底對人體的舒適度極為重要。中底的作用是提供穩(wěn)定性、緩沖和回彈，吸收運(yùn)動過程中產(chǎn)生的沖擊力，在運(yùn)動過程中提供保護(hù)和相對溫和的腳感。

目前，大多數(shù)3D打印鞋都采用3D打印技術(shù)制造鞋中底。

▌激光燒結(jié)技術(shù)

一種較常見的鞋底制造技術(shù)是激光燒結(jié)技術(shù) (SLS)，它使用高強(qiáng)度激光燒結(jié) TPU 粉末并逐層成型。激光燒結(jié)3D打印是應(yīng)用廣泛的3D打印技術(shù)之一。如今，飛機(jī)、汽車、生產(chǎn)工具和可穿戴設(shè)備中都可以找到采用 SLS 技術(shù)打印的零件。

使用SLS技術(shù)制造運(yùn)動鞋，代表廠商包括Nike、New Balance、Under Armour和中國品牌匹克、李寧。

匹克3D打印鞋F(xiàn)UTURE3.0，鞋底和鞋面均采用3D打印技術(shù)，使產(chǎn)品呈現(xiàn)出高強(qiáng)度、輕量化的特點(diǎn)。

Under Armour “Futuristic” 鞋底采用 SLS 技術(shù)制成

▌光固化技術(shù)

阿迪達(dá)斯與 3D 打印公司 Carbon 達(dá)成合作，共同生產(chǎn)全新 3D 打印運(yùn)動鞋 Futurecraft 4D。馬

制造技術(shù)是數(shù)字光合成（Digital Light Synthesis，DLS），它使用樹脂材料，表面光潔度優(yōu)于激光燒結(jié)技術(shù)SLS。

“光固化成型”（SLA）是3D打印技術(shù)的一種，但一直受到感光材料耐久性和可塑性的限制。所以立體光刻適用于制作原型，但不適用于生產(chǎn)最終零件。此外，立體光刻的速度相對較慢，完成大型零件的制造需要數(shù)小時(shí)甚至數(shù)天。

Carbon擁有連續(xù)液體界面生產(chǎn)（Continuous Liquid Interface Production，CLIP）3D打印核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)不間斷打印，比傳統(tǒng)光固化3D打印快25-100倍。 3D打印技術(shù)是Carbon獨(dú)有的。 3D打印速度的提升是Carbon的殺手锏，也讓3D打印運(yùn)動鞋的量產(chǎn)成為可能。

印刷工藝

據(jù)《市場觀察》（Market Watch）報(bào)道，最遲到2023年，耐克和阿迪達(dá)斯20%的產(chǎn)品將實(shí)現(xiàn)個(gè)性化。

FDM 技術(shù)（熔融沉積建模）是最流行的 3D 打印技術(shù)。該技術(shù)不涉及激光、高壓、高溫等危險(xiǎn)環(huán)節(jié)，成本低于其他3D打印技術(shù)。

美國初創(chuàng)公司 Prevolve 使用 FDM 3D 打印機(jī)制造整鞋，使用柔性 TPU 線材。每只鞋的打印時(shí)間為20-30小時(shí)

耐克將FDM 3D打印技術(shù)應(yīng)用于鞋面，進(jìn)行了創(chuàng)新嘗試。使用的材料是柔性TPU線。與以往的編織鞋面相比，該鞋面密度更高，不僅不會產(chǎn)生不必要的摩擦，還提高了鞋面的抗拉強(qiáng)度和抗扭強(qiáng)度。

FDM技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)開始走向消費(fèi)端。據(jù)了解，ECCO在上海開設(shè)的ECCO STUDIO Store已經(jīng)開始向消費(fèi)者端嘗試3D打印個(gè)性化定制鞋款。印刷材料為硅膠，具有良好的回彈性和柔韌性。單次打印時(shí)間約2小時(shí)，打印后無需后期處理。

▌制造業(yè)回歸德國？

面對亞洲勞動力成本上升、供應(yīng)鏈速度緩慢的問題，阿迪達(dá)斯部署“快工廠”將生產(chǎn)轉(zhuǎn)移回德國，并嘗試將3D打印等自動化生產(chǎn)方式應(yīng)用于體育用品生產(chǎn)全流程，重塑這個(gè)價(jià)值800億美元的產(chǎn)業(yè)。

曾經(jīng)，當(dāng)阿迪達(dá)斯的“快工廠”工廠出現(xiàn)在公眾面前時(shí)，“阿迪達(dá)斯搬回了德國！”這個(gè)聲音讓一些海外工廠感到擔(dān)憂。在“快工廠”，從設(shè)計(jì)到交付1周內(nèi)即可完成。該公司聲稱，一旦設(shè)計(jì)完成，這個(gè)生產(chǎn)周期甚至可以壓縮到一天。阿迪達(dá)斯表示，他們不會像亞洲工廠那樣大量雇傭勞動力，每個(gè)工廠只需要160人。

中國制造（Made in China）是世界上最受認(rèn)可的標(biāo)簽之一。中國是世界上最大的制造大國，擁有世界上最完備的工業(yè)體系，是世界“制造大國”。如果3D打印的定制化能夠大規(guī)模實(shí)現(xiàn)，中國是否還能保住“制造大國”的名譽(yù)和實(shí)際地位，是一個(gè)需要關(guān)注的問題。

眾所周知，當(dāng)今世界的主流制造工藝是被譽(yù)為“工業(yè)之母”的模具技術(shù)。然而，就在大家認(rèn)為模具在行業(yè)中無可替代的時(shí)候，一種新的制造工藝問世了，那就是3D打印。

在3D打印出現(xiàn)之前，個(gè)性化定制鞋很難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槌杀咎?。如今，基?D打印、機(jī)器人、人工智能等多種技術(shù)的綜合運(yùn)用，制鞋領(lǐng)域的大規(guī)模生產(chǎn)完全有可能被個(gè)性化定制設(shè)計(jì)所取代。從阿迪達(dá)斯快工廠目前的發(fā)展勢頭來看，勞動密集型的傳統(tǒng)制鞋模式或?qū)⒚媾R更大的壓力。