鞋中底
關注創建者：匿名 創建時間：2021-08-03
鞋中底的實例教程
由于3D打印鞋中底特殊的輕量化晶格結構設計，它將賦予鞋中底優良的緩震性、回彈性、輕便性與透氣性，同時由于3D打印可制備傳統制造流程無法制備的復雜結構，可賦予3D打印中底在結構上很大的自由度，進而設計出兼具美觀時尚與優良性能的中底。
不同人腳的結構、運動和步態模式的差異都要求鞋子因人而異，因此要實現運動鞋鞋中底的個性化定制，首先需要獲得不同個體的腳型數據和靜動態足底壓力分布數據。
圖7 個性化腳型數據及足底壓力數據示意圖
在設計每只鞋時，要考慮到的關鍵因素有減震、彈性、合身、牽引、透氣、重量、鞋子壽命等。因此需要根據采集得到的個性化腳型數據、足底壓力數據、并結合人體工程學及客戶的穿鞋偏好建立鞋中底的三維模型及鞋中底各部位所需填充的晶格單元類型及所需性能。基于此我們建立了一套完整的算法來進行鞋中底模型的建立，并開發了相應的程序來進行晶格單元類型的挑選和所需晶格單元性能的計算。
知道了晶格單元類型和所需晶格單元的性能，并基于前述設計流程所建立的鞋中底模型和晶格單元剛度數據庫就可以采用自適應拼接組合法進行鞋中底晶格單元的填充，以設計滿足個性化需求的鞋中底。安世亞太建立了相應的鞋中底晶格填充算法，該算法可在晶格單元數據庫中挑選合適參數的晶格單元自動在鞋中底三維模型中進行填充，使得填充好的鞋中底各部位的性能符合根據腳型數據、靜動態壓力分布數據、人體工程學數據和客戶偏好要求。
圖8 優化填充建立的鞋中底模型示例
個性化定制設計完成的鞋中底可采用激光選區燒結（SLS）、光固化（SLA、DLP）、熔融擠出成形（FDM）等增材工藝進行制備，增材工藝制備鞋中底常用材料為TPU（Thermoplastic Urethane；熱塑性聚氨酯彈性體）。
展開 由于3D打印鞋中底特殊的輕量化晶格結構設計，它將賦予鞋中底優良的緩震性、回彈性、輕便性與透氣性，同時由于3D打印可制備傳統制造流程無法制備的復雜結構，可賦予3D打印中底在結構上很大的自由度，進而設計出兼具美觀時尚與優良性能的中底。
不同人腳的結構、運動和步態模式的差異都要求鞋子因人而異，因此要實現運動鞋鞋中底的個性化定制，首先需要獲得不同個體的腳型數據和靜動態足底壓力分布數據。
圖4-1 個性化腳型數據及足底壓力數據示意圖
在設計每只鞋時，要考慮到的關鍵因素有減震、彈性、合身、牽引、透氣、重量、鞋子壽命等。因此需要根據采集得到的個性化腳型數據、足底壓力數據、并結合人體工程學及客戶的穿鞋偏好建立鞋中底的三維模型及鞋中底各部位所需填充的晶格單元類型及所需性能?；诖宋覀兘⒘艘惶淄暾乃惴▉磉M行鞋中底模型的建立，并開發了相應的程序來進行晶格單元類型的挑選和所需晶格單元性能的計算。
知道了晶格單元類型和所需晶格單元的性能，并基于前述設計流程所建立的鞋中底模型和晶格單元剛度數據庫就可以采用自適應拼接組合法進行鞋中底晶格單元的填充，以設計滿足個性化需求的鞋中底。安世亞太建立了相應的鞋中底晶格填充算法，該算法可在晶格單元數據庫中挑選合適參數的晶格單元自動在鞋中底三維模型中進行填充，使得填充好的鞋中底各部位的性能符合根據腳型數據、靜動態壓力分布數據、人體工程學數據和客戶偏好要求。
圖4-2 優化填充建立的鞋中底模型示例
個性化定制設計完成的鞋中底可采用激光選區燒結（SLS）、光固化（SLA、DLP）、熔融擠出成形（FDM）等增材工藝進行制備，增材工藝制備鞋中底常用材料為TPU（Thermoplastic Urethane；熱塑性聚氨酯彈性體）。
展開 對于熱愛運動的人們來說，一雙合腳又懂腳的運動鞋實為難得。
多虧了3D打印技術及打印材料在運動鞋領域的不斷創新與發展，讓量腳定制鞋子變成了現實。
近日，3D定制打印鞋領域又添新成員。國產運動品牌李寧近日對外宣布通過了3D打印鞋中底技術，推出完全個人定制化的3D打印運動鞋。具體實現途徑是：對消費者的足部三維掃描后根據參數建模，同時結合有限元仿真分析技術，由程序自動生成疏密分布的足底減震區域三維網格結構，這樣就會得到一個完全匹配體重，足型以及足底壓力分布的3D打印鞋底結構。最后只需將軟件自動生成的鞋底結構進行3D打印， 選擇前期已經調試好的3D打印粉末材料和激光燒結工藝參數，一雙完全個性化定制的3D打印運動鞋鞋底就誕生啦！
下面讓我們來回顧下其他一些3D定制打印的運動品牌。
此前，匹克也推出了3D打印跑鞋，其3D材料中底外觀設計為晶格結構，通過SLS激光燒結技術以及更為彈性輕質的TPU粉末，利用激光器在計算機的操控下對粉末進行逐層掃描照射，實現TPU粉末的燒結粘合，層層堆積實現成型，既能保證跑步時中底所需的強度，同時由于材質的輕質又能提供出色的柔軟度及緩沖回彈性能。
國外運動品牌方面，阿迪達斯在Futurecraft 3D 的鞋中底和 Futurecraft Leather 的鞋面以及Futurecraft 4D跑鞋的鞋中底也都運用了3D打印技術，并且還首次在Futurecraft 4D跑鞋中應用了使用數字光投射、透氧光學片以及可編程液體樹脂打造的耐久材料Digital Light Synthesis。這種材料的優勢在于可以通過單個部件的合成定位運動員的運動需求，比如緩震、穩定和舒適等等。并且，這種材料相對于普通的 3D 打印技術更容易大規模生產。
展開 在這個領域中，已經開發出來的應用是批量制造運動鞋中底。Carbon 與阿迪達斯建立了戰略合作，阿迪達斯在2017年推出的Futurecraft 4D跑鞋，就是采用Carbon的技術制造的。
這其中，Carbon3D打印的彈性結構可以取代通常用于生產運動鞋中底的EVA泡沫。根據Carbon公司，Carbon和阿迪達斯將鞋類的功能性能推向了一個新的高度。鞋中底在腳后跟和前腳有著不同的點陣結構，以滿足跑步時腳部的區域的不同緩沖需要。
Carbon 通過3D打印技術所制造的緩沖結構，還被應用于運動保護頭盔制造領域。就在近日，Carbon 宣布已與著名運動頭盔制造商Riddell建立戰略合作，雙方合作打造了橄欖球頭盔Diamond的數字化定制平臺。
該平臺采用Carbon 的技術，基于Riddell的Precision-Fit頭部掃描數據，可實現頭盔內襯的定制化設計。頭盔內襯結構使用Carbon Lattice Engine 軟件生成，該軟件利用物理模擬和優化技術來調整結構，以進一步管理線性和旋轉沖擊能量。每個頭盔由超過14萬個單獨的微型支柱組成，以減輕沖擊力，同時提供出色的舒適性和貼合性。
頭盔內襯結構設計完成后，采用Carbon 的數字光合成3D打印技術和高阻尼彈性樹脂材料進行制造。
牙科專用材料與數字義齒加工解決方案
2019年1月Carbon 宣布了和牙科制造商Dentsply Sirona 之間建立的合作關系，他們將合作開發義齒加工3D打印材料，并為口腔診所或技工所提供無縫集成的數字化義齒加工解決方案。用于Carbon 數字化義齒加工解決方案的Dentsply Sirona義齒材料將于2019年在美國上市。
來源：3D科學谷
展開 3D科學谷Review
3D打印技術在運動鞋部件最終產品生產中的應用一直以來以鞋中底、鞋墊制造為主，但也有少量增材制造技術可應用于外底以及鞋面的無模具直接制造。
根據3D科學谷的市場研究，除了本文中介紹到的Voxel8 ActiveMix?技術, 還有運動鞋制造商銳步（Reebok）已經投入應用的3D Drawing技術。2016年10月20日，銳步公司揭示了旗下一家特殊的制鞋工廠Liquid Factory（液體工廠），液體工廠中使用的制鞋工藝是正是3D Drawing。
之所以稱之為“液體工廠” 與其使用的打印材料有關，這款3D打印材料是一種聚氨酯液體材料，該材料是巴斯夫（BASF）專門為銳步開發的，通過3D Drawing工藝和這種特殊材料，銳步得以在無需使用模具的情況下直接“繪制”出鞋外底、鞋面，該工藝替代了人工粘附鞋底的步驟。除此之外，液體工廠還有一套獨特的匹配系統，該系統可以圍繞著腳進行建模，提供定制化的三維建模，這一整套解決方案直指運動鞋的定制化市場。
展開 
鞋中底的最新內容
塑膠發泡有不少好處，最主要的應用是在克服塑膠產品的尺寸穩定性，另外一個優點是可減震，這個應用在運動鞋或球鞋的中底和大底最適合，又可輕量化，但輕量化相對的強度也會降低，所以這也是產品設計者要去注意的地方。用一般發泡射出，減重比有極限，一般約20~30wt%，鞋材的減重比一般要達到40~50 wt%以上。
△Ultrasint?TPU 01材料打印的鞋中底
同時，巴斯夫Forward AM的Ultracur3D? Coat F涂層，為Ultrasint? TPU打印件的后處理提供了完美的解決方案。該涂層不僅對彈性基底具有優異的附著力，而且耐磨損、極具彈性，有效提高了打印件的觸感以及耐用性和柔韌性。
導讀：利用3D打印技術可以輕而易舉的制造出晶格結構，為很多新產品的開發帶來了新的手段，比如之前介紹的3D打印運動鞋中底、頭盔內襯、自行車座椅等等。本文我們將來介紹一下3D打印晶格結構在背包中的應用。
3D打印腰部支撐
Osprey是一個背包品牌，以高品質、可長期使用而受到旅行者的喜愛，并且還具有很多方便的附加功能。
SLS 3D打印的汽車管路、風道、各類葉輪、接頭、戶外使用的電子產品外殼、長期與皮膚接觸的醫療康復輔具、TPU鞋中底等零部件在經過處理后，能夠更好地滿足實際使用的要求，從而為汽車、消費品、電子電器、醫療、文創教育等行業的用戶創造更多的價值。
參數化設計3D打印鞋中底的過程
3D打印的鞋底是一個很好的選擇，外擴的鏤空結構和加寬的鞋底能穩固住寶寶的身體平衡。通過科學的力學分析，鞋子前掌做出一個自然的翹度，幫助小孩順暢地向前行走、跑跳。
減震能力是3D打印學步鞋的科技鑰匙，保護寶寶骨骼的同時反饋出更好的蹦跳助力，同時對地面產生靜音效果，即使寶寶奔跑在家里的木地板上，也不會再出現“瘋狂的小馬駒”了。
知道了晶格單元類型和所需晶格單元的性能，并基于前述設計流程所建立的鞋中底模型和晶格單元剛度數據庫就可以采用自適應拼接組合法進行鞋中底晶格單元的填充，以設計滿足個性化需求的鞋中底。
除了設備、材料，清鋒科技還帶來了應用于齒科、鞋類、醫療等各個領域的成熟產品：比傳統生產工藝快90%、顛覆正畸行業的“直接”打印樹脂DNG材料，采用EM 21材料高速打印、經百萬次疲勞測試依舊能保持高回彈性能的“龍鱗+鳳巢”鞋中底，LuxScan APP一鍵掃描快速獲取足型數據生成鞋底模型的定制鞋墊解決方案，運用TM 79材料打印的多彩定制鏡框，還有在定制醫療中應用廣泛的分指板、頸椎枕及醫療護具產品等
目前在高端運動鞋中底、齒科及牙齒矯正、定制化眼鏡、定制化鞋墊等領域均已實現成熟的商業落地和穩定的營收。在其位于寧波的智能工廠，產能、交付周期和良品率已經獲得多領域客戶的認可。
△LuxCreo 3D打印設備
3D打印的核心分為三部分：硬件、軟件、材料。
知道了晶格單元類型和所需晶格單元的性能，并基于前述設計流程所建立的鞋中底模型和晶格單元剛度數據庫就可以采用自適應拼接組合法進行鞋中底晶格單元的填充，以設計滿足個性化需求的鞋中底。
在這個領域中，已經開發出來的應用是批量制造運動鞋中底。Carbon 與阿迪達斯建立了戰略合作，阿迪達斯在2017年推出的Futurecraft 4D跑鞋，就是采用Carbon的技術制造的。
這其中，Carbon3D打印的彈性結構可以取代通常用于生產運動鞋中底的EVA泡沫。根據Carbon公司，Carbon和阿迪達斯將鞋類的功能性能推向了一個新的高度。
