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运动鞋3D打印技术分析及相关企业盘点,Carbon l 卓锐三维 l 易加三维等


3D打印技术,又叫增材制造,是一种以数字模型文件为基础,通过金属、塑料等耗材,以逐层叠加进行打印物件的快速成型技术。

它可以打印出一些譬如CNC、开模等传统生产技术无法制造的创新外型,缩短研发周期,提高生产开发效率,甚至直接制造成品,极大提高产品附加值。

     

目前3D打印技术的应用已经遍及各行各业,从饱和的消费级市场向工业级市场逐渐渗透,主要以辅助工业制造研发阶段的概念验证、快速成型样品为主,并已出现可直接应用的小批量量产案例,比如运动鞋、无人机、汽车零件、汽车内饰、灯具、发光广告字等等。


本篇内容就来盘点下3D打印运动鞋相关技术及企业:

运动鞋3D打印技术盘点



3D打印在鞋材方面应用比较广泛,鞋模、鞋垫、鞋中底、鞋面乃至整鞋均有应用,尤其是3D打印鞋中底和鞋垫,其中鞋垫的应用范畴更偏向于医疗方面,多用于扁平足等矫正治疗。


图 光固化打印鞋垫,光华伟业


而中底作为运动鞋缓震回弹的核心功能部件,是运动品牌一直关注的重点。3D打印鞋中底可以通过优化弹性体晶格结构功能模块,改变不同区域的结构强度,实现最大化的回弹性、轻量化、减震性等功能。


与之前的3D打印概念鞋限量生产不同,时下3D打印运动鞋已经开始走上了定制化小批量生产的发展道路。2018年,阿迪达斯正式发售了3D打印制作的运动鞋AlphaEDGE 4D,全球共10万双。而国产运动品牌的3D打印运动鞋,据不完全统计,每个月生产约5000双。

           

而在运动鞋方面应用的3D打印工艺技术主要归结为以下三类:

1.  SLA(光固化),多用于鞋中底、鞋面、鞋垫


SLA,即立体光固化成型法,利用特定波长光选择性照射,光敏树脂聚合的原理进行打印。

                        

由于SLA多是逐点成型,为了加快打印速度,在SLA的基础上延伸出来的DLP技术就是以面成型的,其中美国Carbon公司的CLIP技术进一步极大升级了打印速度,阿迪达斯的AlphaEDGE 4D就是以CLIP技术进行生产,Carbon公司因此一举成名。

           图 CLIP技术示意


下表是常见光固化成型技术的一个比较:

常见光固化成型技术
成型特点
SLA(立体光固化成型法)
激光从点到线,再到面,成型过程物件向下沉
DLP(数字光处理技术)
数字光投影以面成型,成型过程物件往上提
CLIP(连续液面固化打印技术)
光透射,结合氧阻聚,连续液面成型,成型过程物件往上提
LCD(掩模光固化技术)
LCD面板选择性透过紫外光进行成型


2.  SLS(选择性激光烧结),多用于鞋中底


SLS,即选择性激光烧结,利用激光选择性照射,聚合物粉末高温熔融粘结的原理进行层叠成型。
           图 SLS激光烧结成型工艺原理,南极熊


最早在2013年耐克推出的足球鞋Nike Vapor Laser Talon上得以应用,随后阿迪达斯、新百伦、安德玛、匹克、李宁等运动品牌相继推出TPU粉末烧结中底的运动鞋。

           图 SLS烧结TPU鞋中底在匹克 PEAK 3D上应用


3.  FDM(熔融沉积),可用于鞋面


FDM,即熔融沉积成型,通过加热熔融聚合物细丝,喷头移动选择性涂覆,逐层叠加,最终成型。

           图 FDM熔融沉积成型工艺原理


FDM工艺在鞋材方面的应用相对较少,目前常见的是应用于3D打印鞋面。比如匹克在2018年11月推出的3D打印竞速鞋FUTURE ULTRA LIGHT,TPU鞋面采用了FDM工艺,由匹克自己生产加工。

           图 匹克 FUTURE ULTRA LIGHT


还有乔丹在2019年10月推出的3D打印跑鞋,鞋底和鞋面都是3D打印,其中鞋面是采用了FDM工艺,由上海复志完成生产。

           图 乔丹3D打印跑鞋质燥


相关3D打印企业



正如前面所说,时下3D打印鞋正处于一个小批量生产的发展阶段,下面小编就根据各方公开信息,综合整理与运动品牌密切开展合作的3D打印企业,如有错误或遗漏,欢迎加入艾邦3D打印微信交流群一起探讨交流。

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1. 美国 Carbon

美国 Carbon 公司成立于2013年,其独有的专利技术——连续液体界面制造技术(CLIP)具有极高的打印速度,同时 Carbon 旗下聚氨酯液态树脂材料具有高强度、高韧性等特点。


Carbon 公司从2017年开始和阿迪达斯合作,并于2018年实现阿迪达斯 AlphaEDGE 4D 的十万双量产。


官网:www.carbon3d.com
           图 阿迪达斯 AlphaEDGE 4D

2. 美国 Formlabs

Formlabs是3D打印技术的开发商和制造商。这家位于马萨诸塞州萨默维尔的公司由三名麻省理工学院媒体实验室的学生于2011年9月创立。该公司开发和制造3D打印机以及相关的软件和耗材。 


Formlabs 和New Balance (新百伦)从2017年开始建立合作伙伴关系,并于2019年发布了TripleCell,使用了 Formlabs 的全新材料 Rebound Resin (弹力树脂)及立体光固化 (SLA) 3D 打印机。


官网:formlabs.com
           图 新百伦3D打印鞋,摄于formlabs展台


3. 安徽卓锐三维科技

安徽卓锐三维科技有限公司是一家集3D打印设备研发、生产与销售及加工服务为一体的高新技术企业,已与匹克、李宁等鞋业品牌开展项目合作,并将3D打印鞋推向民用市场。


目前,公司的3D打印鞋中底生产线项目一期工程已建成投产,15台SLS设备,专门用于生产3D打印柔性鞋中底,后期生产线项目工程正筹备建设中,预计全部工程完工后年产能可达十万双。


官网:www.zr3dprint.com
           图 SLS打印TPU鞋中底,摄于卓锐三维

4. 北京易加三维科技

北京易加三维科技有限公司,是以提供工业激光3D打印设备制造商和综合解决方案为主营业务的有限公司,隶属于先临三维旗下子公司。


易加三维在2017年和匹克合作发布了匹克旗下首款3D打印运动鞋,目前也正在量产3D打印运动鞋。


官网:www.eplus3d.com
           图 SLS打印TPU鞋中底,摄于易加三维展台

5. 北京塑成科技

塑成科技是光固化3D打印领域的材料研发专家,塑成科技针对光固化3D打印技术自主研发了硬性聚氨酯树脂、柔性聚氨酯树脂、弹性聚氨酯树脂、可铸造树脂等,并已推向市面,它们可以广泛应用在手板模型、医疗、珠宝、制鞋等领域。


塑成科技在2019年5月和必迈体育出产了一款3D打印跑鞋PaceX。


官网:www.revolaboratories.com
           图 必迈3D打印跑鞋PaceX,摄于塑成科技展台

6. 上海复志

上海复志(Raise3D)是全球化的专业级3D打印机品牌公司,自主研发 3D 打印机、3D 打印切片软件(ideaMaker)、 3D 打印企业级 云平台(RaiseCloud)和 3D 打印耗材,并构建了兼容并蓄的行业生态系统,为全球客户提供一站式基于 3D 打印的柔性化制造方案。


2019年10月27日,乔丹质燥以科技感和未来感,带着3D打印科技塑造的全新「未010」鞋款,躁动中国国际时装周。其中,鞋面由上海复志Raise3D团队支持打印。


官网:www.raise3d.cn
           图 乔丹3D打印鞋整只鞋面,上海复志


以上企业仅仅基于公开资料所做的盘点,涉及鞋材领域的3D打印企业还有很多,更多3D打印产业信息,欢迎加入微信交流群一起探讨。


艾邦搭建了3D打印行业微信交流群,3Dsystem、EOS、polymaker、华曙高科、上海联泰、远铸智能、上海复志、上海普利生、光华伟业、易加三维、卓锐三维、塑成科技、武汉萨普、塞拉尼斯、巴斯夫、伊士曼、亨斯曼、科思创、雷孚斯、华峰、万华、比亚迪、延锋、长安、安踏、匹克、李宁等上下游企业已加入。


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