一、概述

     鞋类厂商在不断研发新产品的工作中，除了重视一贯的外观设计，功能与舒适性也成为了设计的工作重点，因此鞋型变化快，产品生命周期缩短成为了市场的趋势，厂商为满足市场需求，需要在设计与制造的技术上进行快速的提升。

     而在产品设计到生产完成，传统鞋模的制作方法一是容易导致模具不匹配，二是不能够精准的描绘出花纹，从而影响交模时间、模具的验收使用以及正常生产，进而影响企业信誉。

     自3D打印技术出来，越来越多的鞋企认识到其中的便利和高科技性。一个新产品生产出来后，如果没有销路，那就得不偿失。开发一副模具需要几十万，甚至几百万元。利用3D打印技术，可以把产品先开发出来，如果符合技术要求和市场需求，再进行模具开发，进一步进行批量生产。使用3D打印技术的优势在于可以大大缩短生产的周期、节约生产成本。如今，耐克，阿迪达斯，新百伦纷纷推出了3D打印设计的新跑鞋，而彪马和锐步等公司也不甘落后，也开始使用3D打印机进行相关的产品设计。

二、应用案例

扫描设备

推荐产品：通用系列三维扫描仪

产品特点：

1. 快速建立鞋模3D模型，加快设计进度
     ※ 使用先进拍照式OpticScan系列三维扫描仪，可对鞋底，鞋楦进行快速三维扫描，迅速获取物体表面点云数据，处理后即可得到CAD三维数据模型，让设计人员能够轻松进行鞋楦，鞋底的设计； 
     ※ 与CAD设计对比进行三维检测，详细的误差分析报告，有效提高并保证产品质量；

 

 

鞋模STL数据 → 分模线提取 →

    

                             鞋子个性化定制                                                                 人脚三维数据

打印设备

推荐产品：sla激光光固化系列

    美国印第安纳州的卢卡斯石油球场（Lucas Oil Stadium）举办一年一度的NFL新秀训练营（NFL Scouting Combine）。300多名各大学府顶尖橄榄球员在这里进行20码穿梭、纵身跳等测试，佼佼者将有机会参加NFL选秀，从而有望进入美国职业橄榄球大联 盟，成为万众瞩目的焦点。

    训练营受到NFL各球队的教练、经理，以及嗅觉敏锐的球探们的密切关注，他们不想错过每个可能成为未来之星的好苗子。耐克公司到场的专家则目不转睛地盯着25名球员脚上的鞋子。

    这种叫做“Vapor Laser Talon ”的鞋子，工艺与众不同，耐克抛弃传统制鞋的过程，使用3D打印制造，因为这样才有可能在短时间内突破限制，制造出帮助运动员在草地赛场上“飞”起来的鞋子。

飞快的鞋底

    几乎所有运动员都关心脚下的鞋子，它意味着更轻、更给力。对此托尼·比格内尔（Tony Bignell）深有体会，他是耐克公司（Nike）鞋类创新副总裁 ，17年前开始就是一名鞋类设计师。“让运动员跑得更快”是 Bignell团队正在努力的事情。

    为此耐克的设计师频繁接触运动员，咨询田径专家和教练，也得到耐克运动实验室的支持。迈克尔·约翰逊（Michael Johnson）曾包揽了同一届奥运会男子200米和400米赛跑两枚金牌，作为耐克的咨询教练之一，他向Bignell提出：“嘿，你们能做出一双在草 地上跑的鞋让它像田径鞋一样飞快吗？”

    “他可是田径界的大人物。”Bignell告诉《环球企业家》，当约翰逊提出这个建议时，离新秀训练营开始仅有7个月的时间。

    在惯常的制鞋程序中，设计师先要聆听运动员的需求，然后设计方案，等制作出来之后再给运动员试穿测试，如果没有达到理想效果，则意味着所有流程重来。这个过程往往弄得人精疲力竭，Bignell表示，制作出一款与设计构思完全相符的鞋子，可能要试上成百上千次。

    “设计，做模型，再做鞋子，那要花去很长时间，但我们的时间太少了。”Bignell回忆道。想到耐克已经将3D打印技术应用于模型设计，并在产品设计开发阶段助力设计师提速良多，Bignell 说：“OK，我们尝试一下用新技术做鞋吧！”

    在NFL的新秀训练营，40码冲刺是球探观察新秀爆发力的方式。对于40码冲刺而言，起跑的前三步最为关键。鞋子产生的抓地力不仅要推动运动员向前 冲，也必须恰到好处地给力。如果抓地力太大，产生过多的摩擦力会降低起跑速度；抓地力太小，则可能脚底打滑。耐克把能够带来合适力量的关键因素放到了鞋子 的外底上。

    通过高速摄像机，耐克把运动员跑步的动作分解，观察牵引力、抓地力，然后分析了很多鞋底，寻找性能和鞋底之间的关系，直到运动员说：“嗯，这个真的让我跑快了。”那个摩擦和可能摔倒之间的平衡点找到了。

    3D打印制作让耐克的设计团队能够更频繁地对产品进行调整和改进。为了让Vapor Laser Talon 的鞋底轻到极致以便更快奔跑，设计师需要为其在轻和结实之间找到临界点。他们让运动员反复试鞋，若鞋底过厚，则将其制薄再试，直至薄到运动员将其穿破，再 往回将其制厚一点，多次试验以找到既能足够轻又能支撑运动员力量的最佳质量。最终，一只Vapor Laser Talon鞋仅重5.6盎司（158.7克），相当于3枚鸡蛋的重量，而这一切都在7个月之内完成。Bignell认为，当需要试做成百上千双鞋子才能满 意时，3D打印非常必要。“这个技术太完美了，它能让任何新想法很快就测试到运动员身上。”Bignell说。

为新材料干杯

    3D打印也帮助制鞋过程中的误差降低。在传统制鞋法中，需要经过平面设计，3D建模，实体模具制作，以及制作真鞋的过程。从平面到立体、从模具到实 物的每一个环节，都可能导致误差。“我相信任何一个设计师都难避免误差，不仅是运动鞋，所有产品的设计师都面对这个状况。”匹克北京研发中心总监崔亚光对 《环球企业家》说。

    过去设计和开发是两个不同的思维模式，现在使用3D打印会提高设计师对于最终结果的把控能力，减少沟通误差。

    误差还普遍存在于制作鞋底的发泡EV材料中，虽然这一材料作为接触地面的耐磨层能让鞋底具有缓震性、弹性等特点，但是做成鞋底后会经历EV二次发泡的过程，从而给鞋的性能带来细微的变化。

    传统制法中必不可少的模具，也会给运动鞋制作带来不少麻烦。设计师从绘图到鞋子实现出来，底部和面部分别开发，因为模具费用极高，一个尺码的鞋子模具通常上万元至十万元，一套模具费用合计几百万元，甚至上千万元。

    目前设计师普遍使用的木模是在一种树脂上雕刻。雕刻出来之后，把做好的鞋面与木模放在一起进行修改。这种模具质地比真实的鞋底要硬，无法在制作时完 全模拟真实鞋底与鞋面缝合的效果。3D打印可以解决这个问题，它能够把鞋底和鞋面一次打印出来，实现了产品的一次成型，降低了成本，提高了效率。

    3D打印更大的优势在于完成复杂工艺。现有的传统制鞋技术虽然先进，但仍然难以还原设计方案中一些特殊的形状和结构。比如，做出贯穿性质的孔洞，还 有青铜器上一种铸造精细的施蜡法使用蜡模做出复杂纹路，这些都在传统模具上实现困难。Bignell说：“ 3D打印的高精度，帮助我们去尝试设计运动工程学中更困难、更复杂的结构”。

。”

    耐克的打印材料调配工作在五年前开始，他们将一批材料学家聚集到一起，研究怎么把很多种材料混合、调配在一起。制鞋材料本身有诸多讲 究，“Vapor Laser Talon ”的鞋底材料以尼龙为基础，并混合以耐久度、韧性、轻质的配方，进行多次的化学实验。耐克关于3D打印的设想已经通过了检验，Bignell坦言，在材料 的舒适性、透气性和吸汗的方向上，设计师们还需要不断试验。

    现在，穿着耐克“Vapor Laser Talon ”的新秀们取得了好成绩。按照耐克披露的数字，在今年NFL的40码冲刺前10名中，有7个人穿得是他们的新产品。