如果不是阿迪達(dá)斯去年的 AlphaEdge 4D,，我都準(zhǔn)備好遺忘曾被炒得火熱的 3D 打印了,。有趣的是,，這次阿迪所采用的技術(shù)和大部分人印象中的 3D 打印技術(shù)并不相同,。
我們印象中的 3D 打印就像烘焙師擠奶油一樣,，一點(diǎn)一點(diǎn)地拼接成面,，逐層遞加,。
▲圖自 Giphy
而阿迪展示的打印過程，卻像是從一盤溶液「抽」出了一只鞋底,。
這盤子下面是額外還有打印的空間嗎,？
LuxCreo 清鋒時代的員工告訴我，這是他們今年在造物節(jié)上現(xiàn)場展示鞋底打印過程時其中一個最多人問的問題之一,。
▲ 清鋒時代 CEO 在造物節(jié)上展示 3D 打印成品
事實(shí)上,，就和阿迪達(dá)斯背后的 3D 打印初創(chuàng)企業(yè) Carbon3D 一樣，清鋒時代專注的 3D 打印 LEAP™ 技術(shù)也是基于「光固化成型」,，而且也正在量產(chǎn) 3D 打印的運(yùn)動鞋中底,，預(yù)計明年你我就能在市場上見到成品。
在那之前，愛范兒拜訪了清鋒時代位于寧波的智能工廠,，帶大家進(jìn)一步了解這種創(chuàng)新技術(shù),。
「3D 打印」,，又稱「增材制造」,，雖然才幾個字，但卻代表了多樣的實(shí)現(xiàn)工藝和技術(shù),。單是從適用于金屬和非金屬材料的技術(shù)來分,，兩個類別下就各有 4-5 種不同主流工藝。
▲ 圖片來自 《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計劃（2015-1016 年）》
正如上文提及,，現(xiàn)在用于量產(chǎn)跑鞋中底的技術(shù)為非金屬材料中的快速光固化成型技術(shù),。這個技術(shù)基于光固化 DLP 技術(shù)，簡單來說,，就是將特定強(qiáng)度的光投射于液態(tài)光敏樹脂上,，使后者固化，逐層成形,。
我們原本概念中的 3D 打印技術(shù)多為熔融沉積成形（FDM）,，也就是逐點(diǎn)「擠」出來，進(jìn)而形成線和面,，層層疊加,。
而新型的快速光固化技術(shù)則可以一下子固化一層，精度更高,。每打印完一層后,，「貼」著打印成品的成型臺就會上升，然后光繼續(xù)固化下一層,，循環(huán)往復(fù),。隨著固化部分的增加，物件也逐漸「露出水面」,，看起來就像成型臺從液體里「抽」起了物件一樣,。
▲ 清鋒時代 LEAP™ 打印技術(shù)
這項(xiàng)技術(shù)在 2015 年遇到了拐點(diǎn)。
那年,，成立兩年的初創(chuàng)公司 Carbon3D 發(fā)布了專利技術(shù) CLIP（Continuous Liquid Interface Production,，連續(xù)液界面成型），搶占了《科學(xué)》雜志封面,。通常來說,，光能讓樹脂固化，而氧氣則會抑制這一轉(zhuǎn)變,，但 CLIP 通過平衡兩者關(guān)系,，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)打印成型,，將打印速度提升了 25-100 倍。
▲ Carbon3D 聯(lián)合創(chuàng)始人 Joseph DeSimone,，圖片來自 Forbe
截至 2019 年 6 月,，Carbon3D 已經(jīng)完成 E 輪融資，估值達(dá)到 24 億美元,。加上和阿迪的合作更是將它帶到公眾視野中,，讓 Carbon3D 成為 3D 打印界其中一個最廣為人知的明星企業(yè)。
回到國內(nèi),，成立于 2016 年的清鋒時代研發(fā)出名為 LEAP（Light Enabled Additive Production）的光固化快速打印技術(shù),，官方宣稱最高打印速度可達(dá)到 120cm/hr，是傳統(tǒng) 3D 打印的一百倍以上,。
▲ LEAP™ 技術(shù)原理
出于保密,，清鋒時代沒有公開具體技術(shù)細(xì)節(jié),，但表示由于 LEAP™ 技術(shù)不用氧氣,，因此不僅可適用于更多材料，而且在設(shè)備成本上也更低,。
說了那么多技術(shù)，那 3D 打印出來的鞋底到底有什么不同,？
最直觀來說,，3D 打印的鞋底材料是樹脂，形態(tài)大多「鏤空」,。而且如果細(xì)看,，你還能發(fā)現(xiàn)不同位置的「鏤空」也長得不一樣。
▲ 清鋒時代的 3D 打印鞋中底,，可見不同部分的紋路差異
這樣的設(shè)計并不難理解,。
因?yàn)樽悴坎煌课坏氖┝Σ町悾趨?shù)化設(shè)計下,，鞋底不同部位也因此采用不同形狀,，以更科學(xué)地提供支撐。而「鏤空」,，則是在提供足夠支撐的前提下被「挖走」以減少整體重量的結(jié)果,。
無論是「鏤空」還是局部差異性設(shè)計，這些都是傳統(tǒng)注塑技術(shù)難以做到的（這也是為什么 3D 打印公司都愛展示各種鏤空模型）,。對于 3D 打印技術(shù)來說,，這只是在參數(shù)設(shè)計調(diào)整就能完成工作。
▲ 清鋒時代的樣鞋
3D 打印的可微調(diào)性,，常被用作給消費(fèi)者描繪一個「每個人都得配上為你量身訂造的跑鞋」的未來,。
當(dāng)清鋒時代副總裁盧伊絲接受愛范兒專訪時，她雖然對此表示認(rèn)同，但也揭示了另一個離我們稍遠(yuǎn),，但更迫切的創(chuàng)新原因 —— 傳統(tǒng)制鞋業(yè)太繁重了,。
據(jù) 《機(jī)器之能》報道，要制作一只鞋,，得經(jīng)歷劃料（按需裁剪布料）,、針車（將鞋底以外的零件縫紉組裝起來，涉及十多道工序）,、制作鞋底（注塑成型后要打磨清洗等）和夾幫成型（利用鞋楦將所有部件結(jié)合起來）,。
▲ 圖片來自 36kr
摩根士丹利曾在報告指出，平均來說,，傳統(tǒng)制鞋業(yè)生產(chǎn)一只鞋需要經(jīng)歷 28 個獨(dú)立的手工處理程序,，制造周期長達(dá) 18 個月。國內(nèi)相關(guān)報道則將這個過程細(xì)分為十多個大環(huán)節(jié),，其中某些大環(huán)節(jié)還包括 30 多道工序,，整體下來，需要檢測的參數(shù)達(dá)到 160 多個,。
拋開改造技術(shù)困難不說,，很多代工廠打根底不敢對生產(chǎn)線進(jìn)行大動作自動化改造。由于不同運(yùn)動品牌的需求和實(shí)現(xiàn)方法均不統(tǒng)一,，如果根據(jù)單個做法進(jìn)行自動化改造,，一旦客戶改需求，改裝后的解決方案很可能就報廢了,。
▲ 清鋒時代搭載了 3D 打印中底的樣鞋
問題是,，運(yùn)動服飾，尤其是運(yùn)動鞋,，正處于一個款式快速批量更新的時代,。
統(tǒng)計調(diào)查指出，47% 的消費(fèi)者表示希望運(yùn)動服商店每月至少上一次新,；如果將受眾的年齡層縮到 35 歲以下,，這個對新品的需求更是提升到 65%。
近年來發(fā)展快速的運(yùn)動品牌 Skechers 就是以 「打板快,，款式多」在運(yùn)動鞋業(yè)里殺出一條血路,，惹得耐克在法庭控訴「他們的商業(yè)模式其中一個策略就是快速抄襲競爭對手的款式」。
▲ 耐克和阿迪達(dá)斯都曾控告 Skechers 抄襲,，圖自 HDP
這個痛點(diǎn)讓運(yùn)動品牌紛紛尋求新技術(shù)解決方案,，3D 打印尤其誘人。
要知道,，3D 打印的靈活性不僅在于可對設(shè)計進(jìn)行快速調(diào)整,，更是在同一生產(chǎn)線上制造不同的東西,。
那天我在清鋒時代的工廠里，除了看到單個鞋底打印全過程,，更是在旁邊正在批量生產(chǎn)鞋底的機(jī)器里,，看到多個不同鞋號中底同時在一臺機(jī)器里打印的情況。也就是說,，這些 3D 打印機(jī)不僅可以打印設(shè)計不同的中底,，而且一臺機(jī)器在同一批次里就能一次性完成這個工作。
▲ 出于工藝保密原因,，我們只能展示單只鞋底打印的過程
目前,，寧波工廠里的打印設(shè)備所對應(yīng)鞋中底的年產(chǎn)能大約為 10 萬雙。明年上半年,，他們將啟用占地面積更大的新工廠,，產(chǎn)能預(yù)計到 2024 年能達(dá)到 3-5 千萬雙。
我們其實(shí)不是最開始就想到說用 3D 打印來做鞋底的,。
盧伊絲在回顧公司研發(fā)材料過程時坦言,。她告訴我們，清鋒時代最開始做的一款材料是一種名為 EM 的高性能彈性材料,。
▲ 高性能彈性材料
公司剛成立時,，我們覺得彈性材料一定要做,，因?yàn)樗亲铍y做的一種材料,。很多光固化材料都做不好彈性和強(qiáng)度的平衡，它們普遍容易發(fā)脆,，一掰就裂,。
我們想著先把最難的做好，其它以后就會迎刃而解,。
2018 年,，清鋒時代推出可應(yīng)用于 LEAP 技術(shù)的量產(chǎn)高性能彈性材料 EM-11，在拉伸強(qiáng)度,、回彈率,、耐彎折等方面的性能均表現(xiàn)出色，這種材料隨后用于生產(chǎn)制作運(yùn)動鞋中底,。目前,，這種材料已經(jīng)升級至 EM-13，性能上更適用于鞋底設(shè)計,。
此外,，清鋒時代還自主研發(fā)了韌性材料 TM，擁有高強(qiáng)度且高韌性的特性,，適用于汽車等制造業(yè),；而 GP 材料的性能雖沒有 TM 強(qiáng),，但打印的精度、速度以及成本均更有優(yōu)勢,，適用于醫(yī)療行業(yè),。
現(xiàn)在，清鋒時代已經(jīng)和國內(nèi)外數(shù)家運(yùn)動品牌達(dá)成合作,，制造跑鞋中的不同部分,。有的商家想打整個中底，也有品牌只要前半掌或后半掌,，各家對設(shè)計以及材料的需求都有所不同,，清鋒時代得在原有材料的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整定制。目前,，清鋒時代生產(chǎn)的中底價格已經(jīng)和高端發(fā)泡材料相近,，預(yù)計明年，這個成本可以降到一般材料的區(qū)間,。
▲ New Balance 和初創(chuàng)企業(yè) Formlabs 合作的跑鞋就只在鞋底后半掌做了 3D 打印,，圖自 3D Printing Media Network
不過，在盧伊絲看來,，3D 打印中底的最大挑戰(zhàn)還不是材料上差異,，而是需要制定新的標(biāo)準(zhǔn)：
在此之前，3D 打印的鞋中底并沒有批量存在,。以前有注塑的,、發(fā)泡材料這類實(shí)心的中底產(chǎn)品，但它們的標(biāo)準(zhǔn)無法應(yīng)用于帶鏤空的產(chǎn)品上,。
這樣的新事物出來,，鞋品牌方?jīng)]有標(biāo)準(zhǔn)，代工廠更沒有標(biāo)準(zhǔn),，我們要怎樣判定生產(chǎn)出來的東西符合要求,。
她告訴愛范兒，商討標(biāo)準(zhǔn)是一個相對耗時的工作,，雙方需進(jìn)行往復(fù)討論和試驗(yàn),。
▲ 清鋒時代寧波工廠現(xiàn)場
雖然清鋒時代現(xiàn)在仍在擴(kuò)張制造工廠，為運(yùn)動品牌生產(chǎn) 3D 打印產(chǎn)品,，但他們未來并不準(zhǔn)備成為生產(chǎn)制造商,。
通過和品牌方合作探索 3D 打印制造的可能性，清鋒時代在一環(huán)環(huán)解決像是制定新標(biāo)準(zhǔn)這種成熟產(chǎn)業(yè)繞不過的問題,。除了跑鞋,，正如上文提及，清鋒時代也在拓展在醫(yī)療,、汽車等領(lǐng)域的 3D 打印應(yīng)用場景,。產(chǎn)業(yè)發(fā)展成熟后,，他們計劃將設(shè)備、材料,、軟件和服務(wù)打包賣給制造商,。
即便如此，盧伊絲仍強(qiáng)調(diào) 3D 打印并不能完全取代像注塑一樣的傳統(tǒng)制造業(yè),。她認(rèn)為,，不同的制造方式有不同優(yōu)勢，3D 打印作為一種新的數(shù)字化制造技術(shù),，能為產(chǎn)業(yè)帶來更多可能性,。
至于最終目標(biāo)，清鋒時代希望能成為一個 3D 打印平臺,。
我們的最終目標(biāo)是做一個去中心化的數(shù)字化制造平臺,。未來，我們希望在全球鋪開設(shè)備,，并實(shí)時了解機(jī)器的工作情況,，然后通過我們這個平臺來派單。
比如,，北京的客戶有生產(chǎn)需求,，我們就可以看北京哪里的設(shè)備處于閑置狀態(tài)，就可派單給工廠進(jìn)行生產(chǎn),。
當(dāng)然,，這個愿景離實(shí)現(xiàn)還有不少距離。但從這次拜訪中,，我們可見 3D 打印這個曾被譽(yù)為「制造業(yè)的未來」的技術(shù)在大眾視野外仍在繼續(xù)發(fā)展,，并逐漸開始進(jìn)入商業(yè)化階段,，相信未來仍能為我們的生活帶來更多可能性,。
題圖來自 《Fastcompany》
愛范兒 方嘉文
| 好文章 |
| 歡迎光臨 機(jī)械社區(qū) (http://97307.cn/) | Powered by Discuz! X3.4 |