為什么大家都想 3D 打印跑鞋,？

Insigne

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(shí)代的員工告訴我,，這是他們今年在造物節(jié)上現(xiàn)場(chǎng)展示鞋底打印過程時(shí)其中一個(gè)最多人問的問題之一。

▲ 清鋒時(shí)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(shí)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(dòng)鞋中底,，預(yù)計(jì)明年你我就能在市場(chǎng)上見到成品,。

在那之前，愛范兒拜訪了清鋒時(shí)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),。

怎樣從液體里「抽」出一個(gè)物件？

「3D 打印」，又稱「增材制造」,，雖然才幾個(gè)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(gè)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(jì)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(gè)技術(shù)基于光固化 DLP 技術(shù),，簡(jiǎn)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?cè)�本概念中�?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(tái)就會(huì)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(tái)從液體里「抽」起了物件一樣,。

▲ 清鋒時(shí)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(huì)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(gè)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(shí)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(shí)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,。

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(xì)看，你還能發(fā)現(xiàn)不同位置的「鏤空」也長(zhǎng)得不一樣,。

▲ 清鋒時(shí)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(jì)并不難理解。

因?yàn)樽悴坎煌�部位的施力差��,，在參�?shù)化設(shè)計(jì)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(jì),，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(duì)于 3D 打印技術(shù)來說,，這只是在參數(shù)設(shè)計(jì)調(diào)整就能完成工作,。

▲ 清鋒時(shí)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(gè)「每個(gè)人都得配上為你量身訂造的跑鞋」的未來,。

當(dāng)清鋒時(shí)代副總裁盧伊絲接受愛范兒專訪時(shí),，她雖然對(duì)此表示認(rèn)同，但也揭示了另一個(gè)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(bào)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(bào)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(gè)獨(dú)立的手工處理程序,，制造周期長(zhǎng)達(dá) 18 個(gè)月,。國內(nèi)相關(guān)報(bào)道則將這個(gè)過程細(xì)分為十多個(gè)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(cè)的參數(shù)達(dá)到 160 多個(gè)。

拋開改造技術(shù)困難不說,，很多代工廠打根底不敢對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行大動(dòng)作自動(dòng)化改造,。由于不同運(yùn)動(dòng)品牌的需求和實(shí)現(xiàn)方法均不統(tǒng)一，如果根據(jù)單個(gè)做法進(jìn)行自動(dòng)化改造,，一旦客戶改需求,，改裝后的解決方案很可能就報(bào)廢了。

▲ 清鋒時(shí)代搭載了 3D 打印中底的樣鞋

問題是,，運(yùn)動(dòng)服飾,，尤其是運(yùn)動(dòng)鞋，正處于一個(gè)款式快速批量更新的時(shí)代,。

統(tǒng)計(jì)調(diào)查指出,，47% 的消費(fèi)者表示希望運(yùn)動(dòng)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(gè)對(duì)新品的需求更是提升到 65%,。

近年來發(fā)展快速的運(yùn)動(dòng)品牌 Skechers 就是以 「打板快，款式多」在運(yùn)動(dòng)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(gè)策略就是快速抄襲競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的款式」,。

▲ 耐克和阿迪達(dá)斯都曾控告 Skechers 抄襲，圖自 HDP

這個(gè)痛點(diǎn)讓運(yùn)動(dòng)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(duì)設(shè)計(jì)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(shí)代的工廠里，除了看到單個(gè)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(gè)不同鞋號(hào)中底同時(shí)在一臺(tái)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(jì)不同的中底,，而且一臺(tái)機(jī)器在同一批次里就能一次性完成這個(gè)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(duì)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(jì)到 2024 年能達(dá)到 3-5 千萬雙,。

新制造的挑戰(zhàn)

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(shí)坦言,。她告訴我們,，清鋒時(shí)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(shí),，我們覺得彈性材料一定要做,，因?yàn)樗�是最難做的一種材料。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(huì)迎刃而解,。

2018 年，清鋒時(shí)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(dòng)鞋中底,。目前，這種材料已經(jīng)升級(jí)至 EM-13,，性能上更適用于鞋底設(shè)計(jì),。

此外，清鋒時(shí)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(shì),，適用于醫(yī)療行業(yè),。

現(xiàn)在,，清鋒時(shí)代已經(jīng)和國內(nèi)外數(shù)家運(yùn)動(dòng)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(gè)中底,，也有品牌只要前半掌或后半掌，各家對(duì)設(shè)計(jì)以及材料的需求都有所不同,，清鋒時(shí)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(shí)代生產(chǎn)的中底價(jià)格已經(jīng)和高端發(fā)泡材料相近,，預(yù)計(jì)明年,，這個(gè)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(gè)相對(duì)耗時(shí)的工作，雙方需進(jìn)行往復(fù)討論和試驗(yàn),。

我們并不想做制造商

▲ 清鋒時(shí)代寧波工廠現(xiàn)場(chǎng)

雖然清鋒時(shí)代現(xiàn)在仍在擴(kuò)張制造工廠,，為運(yùn)動(dòng)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(shí)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(shí)代也在拓展在醫(yī)療、汽車等領(lǐng)域的 3D 打印應(yīng)用場(chǎng)景,。產(chǎn)業(yè)發(fā)展成熟后,，他們計(jì)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(shì),，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(shí)代希望能成為一個(gè) 3D 打印平臺(tái)。

我們的最終目標(biāo)是做一個(gè)去中心化的數(shù)字化制造平臺(tái),。未來,，我們希望在全球鋪開設(shè)備，并實(shí)時(shí)了解機(jī)器的工作情況,，然后通過我們這個(gè)平臺(tái)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(gè)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(gè)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

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(yuǎn)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(diǎn)出來，搞定

tongtong111

我在乎的只是價(jià)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(gè)很有前景的行業(yè)創(chuàng)新

龍龍江-TMAC

這個(gè)感覺可以

阿文law

Nubility!