為什么大家都想 3D 打印跑鞋,？

Insigne

如果不是阿迪達斯去年的 AlphaEdge 4D,，我都準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,，一點一點地拼接成面，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

事實上,，就和阿迪達斯背后的 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,，帶大家進一步了解這種創(chuàng)新技術(shù),。

怎樣從液體里「抽」出一個物件？

「3D 打印」，又稱「增材制造」,，雖然才幾個字,，但卻代表了多樣的實現(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「擠」出來,，進而形成線和面，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)

這項技術(shù)在 2015 年遇到了拐點,。

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。

為什么大家都在 3D 打印鞋底,？

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,。

因為足部不同部位的施力差異,，在參數(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,，她雖然對此表示認同，但也揭示了另一個離我們稍遠,，但更迫切的創(chuàng)新原因 —— 傳統(tǒng)制鞋業(yè)太繁重了,。

據(jù) 《機器之能》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 個獨立的手工處理程序,，制造周期長達 18 個月,。國內(nèi)相關(guān)報道則將這個過程細分為十多個大環(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)線進行大動作自動化改造,。由于不同運動品牌的需求和實現(xiàn)方法均不統(tǒng)一，如果根據(jù)單個做法進行自動化改造,，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,，運動服飾,，尤其是運動鞋，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% 的消費者表示希望運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)展快速的運動品牌 Skechers 就是以 「打板快，款式多」在運動鞋業(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」,。

▲ 耐克和阿迪達斯都曾控告 Skechers 抄襲，圖自 HDP

這個痛點讓運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)鞋底的機器里，看到多個不同鞋號中底同時在一臺機器里打印的情況。也就是說,，這些 3D 打印機不僅可以打印設(shè)計不同的中底,，而且一臺機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 年能達到 3-5 千萬雙。

新制造的挑戰(zhàn)

我們其實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，因為它是最難做的一種材料,。很多光固化材料都做不好彈性和強度的平衡,，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,，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)家運動品牌達成合作，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準：

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)泡材料這類實心的中底產(chǎn)品,，但它們的標準無法應(yīng)用于帶鏤空的產(chǎn)品上。

這樣的新事物出來,，鞋品牌方?jīng)]有標準,，代工廠更沒有標準，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,，商討標準是一個相對耗時的工作，雙方需進行往復(fù)討論和試驗,。

我們并不想做制造商

▲ 清鋒時代寧波工廠現(xiàn)場

雖然清鋒時代現(xiàn)在仍在擴張制造工廠,，為運動品牌生產(chǎn) 3D 打印產(chǎn)品，但他們未來并不準備成為生產(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)解決像是制定新標準這種成熟產(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，清鋒時代希望能成為一個 3D 打印平臺,。

我們的最終目標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,，并實時了解機器的工作情況,，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)，就可派單給工廠進行生產(chǎn),。

當然,，這個愿景離實現(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

未來第一站

學(xué)習(xí)了,。

Cavalier_Ricky

符合自己腳型的靴子，倒真的很舒服,。

遠祥

3D打印在制鞋行業(yè)還真是能發(fā)揮到大的作用,，

summerworm

這種鞋底磨破了也好修，洗干凈拔一點出來,，搞定

tongtong111

我在乎的只是價格

知行g(shù)gw2010

噱頭為主,，鞋子還是不要3D打印了吧

Wanf117

這還真是一個很有前景的行業(yè)創(chuàng)新

龍龍江-TMAC

這個感覺可以

阿文law

Nubility!