Footprint：通過算法定制的3D打印鞋

近日,，美國Philadelphia大學(xué)的兩位工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生在其碩士研究項(xiàng)目中選擇使用3D打印和3D掃描為消費(fèi)者創(chuàng)造出量身定制的鞋子,，以預(yù)防足部健康問題,。他們的研究論文題目為《FOOTPRINT：3D打印自定義算法的鞋子（FOOTPRINT: 3D Printed Custom Algorithmic Footwear）》,，他們的目標(biāo)是結(jié)合3D打印,、3D掃描,、算法模型開發(fā)以及先進(jìn)的紡織技術(shù),，制造出最前沿的鞋子。

Matt Flail和Tim Ganter介紹說,，他們?cè)谶x擇論文題目時(shí)注意到,，人們?cè)谛�子的制造、使用方面有很多的問題,，甚至包括那些最先進(jìn)的鞋子�,，F(xiàn)實(shí)情況是,，即使是市場上最好的鞋也往往是為大眾用戶設(shè)計(jì)的，而不是針對(duì)某一個(gè)特定的用戶,。由于世界上沒有兩只腳是完全一樣的,，甚至包括我們自己的兩只腳都不相同，所以當(dāng)前所用的標(biāo)準(zhǔn)尺寸加工系統(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后了,。鞋子和足部健康是現(xiàn)代生活的一個(gè)重要組成部分,，即使是市場上最好的鞋如果不是真正合腳的話也會(huì)對(duì)穿用者的身體造成不利影響，比如可能會(huì)導(dǎo)致或加劇腳踝,、膝蓋,、臀部和背部關(guān)節(jié)和肌肉方面的問題。

“還有一個(gè)問題是,，當(dāng)代鞋子的制造工藝在過去幾十年里沒有任何改變,。每款鞋子在制造過程中都需要使用昂貴的模具和工具裝備，整個(gè)鞋子上使用的所有不同材料都需要相應(yīng)的模具,。此外,，大量的材料在制造過程中被浪費(fèi)，從泡沫制成的成型件直到用于鞋面的模切材料,。全世界每年大約生產(chǎn)200億雙鞋,，這中間有大約3億雙被丟棄，而這還不包括來自工廠本身的浪費(fèi),。另外,，EVA——最常見的鞋底夾層泡沫——可以在填埋場存在1000年而不會(huì)分解，而且不能回收利用,�,！边@兩位碩士研究生介紹說。

Matt Flail和Tim Ganter的論文主旨是重新構(gòu)想和設(shè)計(jì)鞋子從上到下的制造方式,，不僅要改變尺寸加工的方式,，而且包括制造和材料的使用方法。他們研究了市場上的一些高質(zhì)量運(yùn)動(dòng)鞋,，包括耐克Flyknit和阿迪達(dá)斯Primeknit系列,。他們還咨詢了一些足病醫(yī)生和鞋類專家，以確定正確運(yùn)動(dòng)鞋的最有效方法,。

“我們?cè)L問了一些足科醫(yī)生,，以了解對(duì)于不同的腳型如何提供最好的支撐,、他們眼中最合腳的鞋子是什么,、足部矯形存在什么問題等�,！彼麄兘忉屨f,，“我們獲得的最大收獲是,，目前的足部矯形器與鞋子的匹配存在巨大的問題。你可以有一個(gè)合腳,、并能夠在平地上提供正確支撐的矯形器,，但是如果它不能與運(yùn)動(dòng)鞋正確匹配的話帶給你的傷害反而會(huì)更大�,！�

基于以上研究結(jié)果兩位研究生決定利用攝影測量軟件和結(jié)構(gòu)光掃描對(duì)特定用戶的足部進(jìn)行3D掃描,，從而創(chuàng)建出詳細(xì)的3D模型。

他們認(rèn)為在對(duì)在他們的設(shè)計(jì)過程中有三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是首先要考慮的,，第一個(gè)是減少制造中的材料浪費(fèi),，并消除昂貴的模具和工裝；其次是能夠根據(jù)用戶足部的精確形狀,、尺寸和支撐需求進(jìn)行量身定制,；最后他們希望減少或者完全消除現(xiàn)代制造方式造成的過渡浪費(fèi)。

在開發(fā)FOOTPRINT的過程中,，F(xiàn)lail和Ganter測試了多種材料和3D打印技術(shù),，最終認(rèn)定了選擇性激光燒結(jié)（SLS）技術(shù)能夠達(dá)到他們的研究項(xiàng)目所要求的最好結(jié)果，他們使用基于DuraForm Flex 3D打印材料的尼龍粉末來打印鞋墊和WHOLEGARMENT全成型編織工藝來制造特定尺寸的鞋面,。

下面的簡短視頻是Flail和Ganter為他們的論文設(shè)計(jì)的鞋子的最后原型：

雖然他們最初的研究是針對(duì)運(yùn)動(dòng)鞋的,，但是Flail和Ganter認(rèn)為，這一使用3D打印定制鞋子的方式適用于各類鞋子的原型過程,。這兩個(gè)人最近剛剛獲得了來自Shapeways的教育補(bǔ)助金,，在更多研究資金的幫助下，他們將繼續(xù)開發(fā)新的概念和鞋子結(jié)構(gòu),。
轉(zhuǎn)自南極熊3D打印網(wǎng)