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五种3D打印鞋引领鞋业制造的未来

五种3D打印鞋引领鞋业制造的未来

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【摘要】:
据国外智库的最新报告,3D打印鞋将在未来10年内达到63亿美元的市场规模,如果这一消费品细分市场能够在未来满足消费者的需求,那么大部分功劳可能要归功于五家主要的鞋类公司,因为他们在开发鞋类有效数字制造方面已经进行了大量投资。

据国外智库的最新报告,3D打印将在未来10年内达到63亿美元的市场规模,如果这一消费品细分市场能够在未来满足消费者的需求,那么大部分功劳可能要归功于五家主要的鞋类公司,因为他们在开发鞋类有效数字制造方面已经进行了大量投资。

正如我们将在下面的文章和图表中看到的,这些领先的鞋类品牌——阿迪达斯、耐克、安德玛、New Balance和Reebok (锐步),都在 依赖于不同的3D打印技术和材料制造不同的鞋类结构和产品 。在先进制造业的总体宏观趋势之下,大规模定制和数字化生产正在成为大形势下的小趋势。

 

 

本文仅关注主要鞋类制造商的3D打印制造活动,并不意味这是鞋类制造的唯一手段或最重要的手段。在鞋类3D打印中还涉及鞋垫/凉鞋、模具和原型制造。

阿迪达斯

应用: 可变晶格结构中底

技术:连续液态界面制造(CLIP)技术

技术提供商:Carbon

材料:聚氨酯

数据特点:生成设计

adidas是在鞋类批量生产中使用3D打印最重要的品牌。该公司使用Carbon数字光合成技术已经生产了超过100,000双带有聚氨酯中底的跑鞋,该公司表示在未来几年内会将产量提升至 几百万双 。阿迪达斯拥有足够的Carbon打印机,可生产百万双3D打印运动鞋,其采用的树脂材料具备足够的强度和柔韧性,不仅形状新颖,而且能提供十分舒适的穿着感。

 

adidas Y-3 Runner 4D II

Futurecraft 4D是阿迪达斯首次涉足3D打印的项目,其特点是采用了生成式设计的中底。第一批跑鞋的生产成本高达300美元(很快售罄),但由于 规模经济开始发挥作用,降低了材料和打印机的成本,因此后续的批次价格一直在下降。在小试牛刀之后,阿迪达斯后续推出了几款新品,包括AlphaEdge和Y-3 Runner,证明了这项技术已经初具品牌实力。

耐克

应用:大规模定制鞋面,定制足球钉鞋

技术:FDM(固体矿床模型),SLS

技术提供商:EOS,Prodways

材质:TPU / 尼龙

数据特点:仿生、定制设计

耐克是首批在高性能产品开发中大量使用3D打印的公司之一,该技术用于快速迭代功能部件。耐克公司推出的Nike Vapor Laser Talon是第一款专门设计用于赋予运动员更快速度和更大力量的3D打印运动鞋。3D打印允许测试、迭代和创建传统制造工艺无法实现的形状,这有助于更快地推动创新的极限,这是耐克使用3D打印的重要原因。

如今,耐克与Prodways合作,使用该公司的SLS技术和TPU材料开发创新型的3D打印中底。 针对劳动密集型的鞋面生产 ,耐克也正在开展TPU熔融沉积技术试验,旨在使用该技术进行3D打印纺织鞋面制造。与传统的2D织物相比,3D纺织品通过在经纱和纬纱之外增加互连而提高了动力。

New Balance

应用:限量版,定制钉鞋

技术:SLS,SLA

技术提供商:EOS、3D Systems、Formlabs

材料:尼龙、TPU、高性能耐用树脂

数据特点:仿生、生成式设计

New Balance是第一批为多种应用尝试3D打印的公司之一。2016年,New Balance与3D Systems合作推出的带有3D打印TPU弹性中底的Zante Generate跑鞋, 是第一款商业化的3D打印跑步运动鞋 。然而该型号当时只能在其官网和波士顿的体验店购买,数量也不过只有44双,价格则达到400美元。

 

New Balance Zante Generate

在其他项目中,New Balance还与EOS合作,为其精英运动员使用设计驱动模式进行3D打印定制钉鞋制造。此外,该公司还一直与Formlabs 3D打印机合作开展一独立项目,旨在通过该公司经济实惠的 SLA打印机和新开发的材料大规模定制高性能鞋类 ;与Russell Finex的合作则将自动化表面处理技术用于3D打印中底制造。

安德玛

应用:限量版中底

技术:SLS

技术提供商:EOS

材料:TPU

数字数据:生成设计

Under Armour是一家将创新作为其战略关键要素的运动品牌公司,也是最早采用3D打印进行终端产品制造的公司之一。该公司的第一款3D打印运动鞋UA Architech于2016年推出, 采用Autodesk软件设计和EOS 激光烧结技术生产 。

 

安德玛最新的UA Futurist3D打印中底运动鞋

第二款产品UA Futurist于2017年推出,售价300美元,是Under Armour迄今为止最昂贵的鞋品系列,同时也是该公司迄今为止最大批量的3D打印运动鞋。对于这两代鞋品,Under Armour的产量翻了两番,从最初的Architech 96双,到Armour的410双。目前,该公司正在生产一批超过2000双的新品。

锐步

应用:大规模鞋面3D打印

技术:liquid drawing(液态沉积)

技术提供:内部开发

材料:巴斯夫聚氨酯

数字数据:生成设计

2018年,Reebok首次推出Liquid Floatride Run运动鞋,采用与Liquid Factory相同的技术制造,该过程类似3D绘图。这款鞋专为远距离跑步、有氧运动和舒适运动而设计。2016年,Reebok推出了液体制造工厂,采用 基于机械臂的气动挤压工艺替代模具直接制造鞋面 。

售价180美元的Floatride Run跑鞋将公司现有的Floatride Run运动鞋与Liquid Factory 3D打印技术融为一体,使整体重量减轻了20%。此外,锐步公司用流体式花边代替了传统的鞋带,这种特殊结构是直接3D打印而成,能够在不牺牲跑鞋稳定性和支撑性的前提下,为用户提供最大的舒适性。

3D打印鞋的未来

虽然每次提到3D打印鞋便会引起很多关注,但与整体鞋类市场相比,3D打印鞋生产的数量仍然微不足道。当以大规模生产为目标时,鞋类产品与巨大规模的经济动力发生冲突,这可能会使注塑中底的价格(即便是具有晶格结构的中底)降至约1美元。 直接3D打印如何与这种生产力竞争 ?在外包、自动化、定制和创建更复杂和有效的几何结构方面是否有足够的附加价值来证明实施3D打印生产线所需的投资是合理的?

事实上3D打印行业的发展正在使这一状况发生变化。3D打印材料的价格,尤其是Carbon的技术和材料的使用成本已经大幅度降低,其树脂每公斤降至50美元左右,这主要得益于 设备更高的生产能力和阿迪达斯的 大量需求 。激光烧结材料的价格仍然很高并且有局限性,但新的粉末床成型技术,如HP的MJF和voxeljet的HSS技术可能有助于提高制造效率,从而降低材料价格并减少投资。

此外,鞋类结构的直接3D打印并不会很快取代注塑成型。但在一个2600亿美元不断增长的全球市场中,这两种类型的产品可能都有足够的施展空间。

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