華峰HAPTIC 3D打印 技術(shù)領(lǐng)先的秘密

孟醒

HAPTIC是由華峰華錦公司工業(yè)涂層專家研發(fā)推廣的一種高性能、可選擇性使用的3D涂層技術(shù)。它采用世界級(jí)原材料制成的水性聚氨酯配方，通過多層絲網(wǎng)印刷技術(shù)進(jìn)行加工，除了柔軟美妙的觸感，兼顧了設(shè)計(jì)的靈活性。

華峰華錦公司成立于1999年。如今已發(fā)展成為以自主研發(fā)為核心，專注于提供紡織技術(shù)與應(yīng)用解決方案的高科技紡織企業(yè)，其華峰品牌產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于鞋材、服裝、家紡、電子、家居、汽車等多個(gè)領(lǐng)域，為多個(gè)國(guó)際一線運(yùn)動(dòng)品牌戰(zhàn)略合作伙伴，并提供原材料與原創(chuàng)設(shè)計(jì)。

華峰華錦公司在福建莆田建有研發(fā)基地及在上海擁有華峰研究院（上海分院）。集團(tuán)旗下的華峰紡織產(chǎn)業(yè)園、華錦產(chǎn)業(yè)園、華峰運(yùn)動(dòng)用品產(chǎn)業(yè)園、荔枝綠色纖維產(chǎn)業(yè)園四大產(chǎn)業(yè)園，有的已投產(chǎn)使用，有的正在緊鑼密鼓地建設(shè)開發(fā)中，擴(kuò)大產(chǎn)能的廠房等正處于晝夜不停的施工狀態(tài)。華峰研發(fā)基地，主要致力于研發(fā)尖端紡織技術(shù)與應(yīng)用;華峰紡織產(chǎn)業(yè)園，主要致力于鞋服面料的生產(chǎn);華錦產(chǎn)業(yè)園，主要致力于染整技術(shù)的應(yīng)用;華峰運(yùn)動(dòng)用品產(chǎn)業(yè)園，主要生產(chǎn)3D印刷鞋面與成品鞋服;荔枝綠色纖維產(chǎn)業(yè)園，主要致力于生產(chǎn)綠色環(huán)保纖維。

在這其中，華峰3D打印技術(shù)領(lǐng)先于世界運(yùn)動(dòng)材料領(lǐng)域，為華峰的快速成長(zhǎng)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

世界3D打印技術(shù)的難點(diǎn) 在于規(guī)模化應(yīng)用在特定生產(chǎn)與服務(wù)領(lǐng)域的推廣運(yùn)用，是3D打印技術(shù)的顯著特點(diǎn)。

目前，3D打印技術(shù)被應(yīng)用于航空航天科技，抑或是建筑領(lǐng)域、醫(yī)療行業(yè)，甚至是食品產(chǎn)業(yè)、日常生活用品。

在全球3D打印技術(shù)發(fā)展過程中，我國(guó)雖然起步較晚，但已是后來者居上。

中國(guó)專利保護(hù)協(xié)會(huì)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，截至2018年12月20日，全球已公開的與3D打印相關(guān)的專利總量達(dá)8萬件左右，中國(guó)排名第一為3.9萬余件、美國(guó)第二為2.1萬余件，其后的是韓國(guó)（0.5萬余件）、德國(guó)（0.2萬余件）等。

雖然在專利數(shù)量上處于領(lǐng)先地位，但是我國(guó)3D打印技術(shù)很大一部分研發(fā)設(shè)計(jì)集中在高校，尤其是一些設(shè)計(jì)還停留在理論階段，因此能夠投入生產(chǎn)的實(shí)際產(chǎn)品還比較少。盡管我國(guó)在專利申請(qǐng)量上領(lǐng)先美國(guó)，但就專注于3D打印的企業(yè)來說，與美國(guó)相比數(shù)量要少得多，明顯落后于美國(guó)。像華峰這樣擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的3D打印技術(shù)，并成功應(yīng)用于獨(dú)立建造的不斷升級(jí)的生產(chǎn)線，不僅在國(guó)內(nèi)鳳毛麟角，在國(guó)際上也處于具備強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)力的地位。

我國(guó)3D打印技術(shù)進(jìn)展緩慢，全球3D打印技術(shù)發(fā)展仍存在諸多技術(shù)瓶頸，技術(shù)更新落后于市場(chǎng)需求，尤其是打印材料難以滿足工業(yè)化發(fā)展的需要。正因如此，華峰的3D打印技術(shù)創(chuàng)新才更加難能可貴，而華峰的低調(diào)也讓人肅然起敬。

2019年3D打印技術(shù)的主要進(jìn)展多為西方國(guó)家所壟斷，如惠普在西班牙巴塞羅那開設(shè)的3D打印和數(shù)字制造卓越中心、Photocentric推出的液晶（LC）Magna系統(tǒng)、Autodesk發(fā)布3D建模軟件Fusion 360新附加組件。不過，令人欣喜的是，華峰華錦公司HAPTIC 3D打印技術(shù)升級(jí)及其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用終于有資格在這場(chǎng)競(jìng)賽中占據(jù)一席之地。

華峰華錦公司HAPTIC 3D打印技術(shù)

HAPTIC 3D打印技術(shù)及其特點(diǎn)

HAPTIC是由華峰華錦公司工業(yè)涂層專家研發(fā)推廣的一種高性能、可選擇性使用的3D涂層技術(shù)。采用世界級(jí)原材料制成的水性聚氨酯配方，通過多層絲網(wǎng)印刷技術(shù)進(jìn)行加工，除了柔軟美妙的觸感，兼顧了設(shè)計(jì)的靈活性。

HAPTIC本身就是獨(dú)立英文單詞，原意為“觸感”“有觸感的”，擴(kuò)展意義可以理解為“觸感技術(shù)”或“觸覺技術(shù)”。“觸感HAPTIC”由華峰引進(jìn)的外籍專家Thomas Schmidt博士提出，并已成功注冊(cè)商標(biāo)。這里可以拿它與蘋果手機(jī)做一個(gè)類比。蘋果在iPhone 6s發(fā)布時(shí)，曾將3D Touch作為重大賣點(diǎn)推出?？稍趦赡旰?，蘋果新系統(tǒng)并沒有加入3D Touch新功能。2018年蘋果iPhone XR取消了3D Touch，使用的是觸控操作Haptic Touch。而iPhone XS仍然采用了3D Touch。這是產(chǎn)品應(yīng)用通過按壓觸摸傳感器實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。而HAPTIC 3D打印技術(shù)是產(chǎn)業(yè)級(jí)應(yīng)用，打印出的產(chǎn)品觸感柔軟，猶如絲綢堆疊的效果，近似人體硅膠，類皮膚觸感。不像蘋果手機(jī)靠觸發(fā)后引發(fā)后續(xù)應(yīng)用，本身的觸感并不柔軟，也缺少變化。而HAPTIC產(chǎn)品的表面，則可定制成光滑、牛巴戈、磨砂和橡膠等不同的觸感。

同時(shí)，HAPTIC 3D打印技術(shù)具有設(shè)計(jì)上的靈活性，可以勝任全部的形狀和幾何設(shè)計(jì)，包括點(diǎn)、線和面，并且可以輕松實(shí)現(xiàn)不同的厚度。此外，HAPTIC 3D打印技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多種效果，足夠運(yùn)動(dòng)廠商選擇，如反射、金屬、陽極化、隨角異色、珠光、亮面、霧面、溫變和光變。

具體來說，首先要構(gòu)建3D紋理。HAPTIC 3D打印技術(shù)使用附加制造工藝，逐步建立3D紋理，最大高度為? ? ?1mm。表面紋理可以或多或少地自由設(shè)計(jì)，例如各種高度的平面、各種厚度的線條、點(diǎn)、平面上的孔向下延伸到織物底層，并且體現(xiàn)出更多的設(shè)計(jì)特征。

其次，增加最終視覺外觀和表面手感。3D紋理完成后，可以在3D紋理的頂部設(shè)置最終的視覺外觀層。外觀可根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的特殊需要進(jìn)行全面的控制和調(diào)整。所有的顏色效果可以在這個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)。視覺外觀層的光澤度范圍和表面觸覺如軟觸摸、皮革觸摸、滑觸、粗糙觸摸、精細(xì)紋理觸摸等可以進(jìn)行輕松修改。

也因此，HAPTIC產(chǎn)品具有良好的性能及舒適度。其涂層具有優(yōu)異的耐磨、耐撓和耐水解性能。通過策略性地印刷HAPTIC設(shè)計(jì)及層數(shù)，還可對(duì)性能進(jìn)行調(diào)控，從而提高產(chǎn)品的耐久性、穩(wěn)定性和透氣性。對(duì)HAPTIC進(jìn)行合理設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)帶狀拉伸。HAPTIC可代替縫紉進(jìn)行無縫紉結(jié)合提高舒適性，簡(jiǎn)單地說，HAPTIC印刷與材料本身渾然一體，可與皮膚直接接觸，不需要再加襯來防止縫紉線帶來的人體不適感。

HAPTIC技術(shù)通過修改織物表面的方式，改變?nèi)藗兊囊曈X外觀，并實(shí)現(xiàn)預(yù)想的觸覺效果。當(dāng)你觸摸改造過的織物表面時(shí)，會(huì)感覺到并生發(fā)出一種特殊手感。除了各種顏色和視覺效果外，觸覺體驗(yàn)在你觸摸改良產(chǎn)品時(shí)的一刻，即會(huì)激發(fā)你的強(qiáng)烈興趣。

HAPTIC 3D打印技術(shù)的? ? ? ? ? ? ? ? ?建設(shè)及運(yùn)行情況

HAPTIC可以根據(jù)設(shè)計(jì)，創(chuàng)設(shè)出理想的獨(dú)具一格、千變?nèi)f化的外觀，其產(chǎn)品的質(zhì)感更加輕盈、柔軟、立體、環(huán)保，這種兼具新穎與時(shí)代感的產(chǎn)品及服務(wù)，更能為客戶節(jié)省人力成本，是制鞋業(yè)、體育用品制造業(yè)等開發(fā)高品位產(chǎn)品極為理想的配套工藝。

華峰華錦公司已在中國(guó)和越南進(jìn)行HAPTIC生產(chǎn)，不僅能提供高效成熟的生產(chǎn)線，而且可以供應(yīng)包含HAPTIC涂層的完整鞋樣、服裝和配件。HAPTIC自2015年初投入市場(chǎng)以來，憑借自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，吸引了眾多客戶，目前的訂單已排到2020年。

為滿足客戶需求，HAPTIC 3D打印生產(chǎn)線在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行了三次革新，即從HAPTIC 1.0升級(jí)到HAPTIC 3.0。

HAPTIC 1.0通過HAPTIC工藝改革，提升產(chǎn)能，節(jié)約人工，原來傳統(tǒng)線產(chǎn)能60萬雙/月需要3000人，經(jīng)過技術(shù)改革后，只需要300人即可實(shí)現(xiàn)。

HAPTIC 2.0，在原來人工印刷的基礎(chǔ)上，自主開發(fā)智能自動(dòng)化設(shè)備來替代，由原來的300人，優(yōu)化到30人。

HAPTIC 3.0，全面提升機(jī)器運(yùn)行效率，只需3～5人即可實(shí)現(xiàn)，同時(shí)克服第二代自動(dòng)印刷存在的質(zhì)量不穩(wěn)定、效率不高的缺點(diǎn)，把原來的質(zhì)量合格率在80%，提升到98%以上;提高產(chǎn)品良率的關(guān)鍵點(diǎn)，在于將原來移動(dòng)的印刷機(jī)改為固定，而降原來固定的印刷模塊改為移動(dòng)生產(chǎn)單元。

另外，在打印涂料試驗(yàn)過程中，高固含環(huán)保水性聚氨酯涂料，冬天附著力初期配方不夠好，通過優(yōu)選配方最終得以解決。

對(duì)特殊效果HAPTIC涂層，耐撓性能有時(shí)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，通過改變涂層設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)得以解決。

在運(yùn)動(dòng)鞋領(lǐng)域，一些國(guó)際著名品牌企業(yè)一般都有專門的供應(yīng)商，但華峰華錦公司打破了這個(gè)慣例，成為國(guó)內(nèi)同時(shí)獲世界前三大著名運(yùn)動(dòng)品牌認(rèn)證的面料供應(yīng)商。

HAPTIC 3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于提高了生產(chǎn)率

運(yùn)動(dòng)鞋傳統(tǒng)制造方法為勞動(dòng)密集型多步工藝，尤其是運(yùn)動(dòng)鞋的鞋面材料通常由許多不同的材料組成。從不同供應(yīng)商購買所有這些不同的材料必須認(rèn)真協(xié)調(diào)，以滿足交貨期限和質(zhì)量預(yù)期。在多數(shù)情況下，最低數(shù)量的訂貨、物流和裝運(yùn)已經(jīng)使得情況復(fù)雜多變。對(duì)于一級(jí)鞋廠，這是一個(gè)麻煩且難以控制的過程。此外，各種材料必須相互銜接。傳統(tǒng)工藝主要是通過縫合操作，在某些情況下，還要采取熱熔層壓工藝。無論如何，這些工藝都需要大量的手工勞動(dòng)，推高了制造成本。大多數(shù)材料是成卷的，需要在連接前切割成適宜尺寸，由此不可避免地產(chǎn)生大量裁切下腳料和廢料難以回收。

HAPTIC新型選擇性填加3D立體涂層工藝技術(shù)解決了上述所有傳統(tǒng)鞋類制造的缺點(diǎn)，一改過去傳統(tǒng)鞋面復(fù)雜工藝，只需布料成型、水性環(huán)保印刷等幾道工序，就能讓鞋面一次成型，減少了紛繁復(fù)雜的工序和大量勞動(dòng)力，并提供更靈活的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了哪里需要就在哪里印刷，避免了裁切產(chǎn)生的廢料，在產(chǎn)品制造過程實(shí)現(xiàn)了材料的最佳利用率，提供更可持續(xù)發(fā)展和更少勞動(dòng)力成本的解決方案。

僅就運(yùn)動(dòng)鞋的生產(chǎn)來說，目前仍要經(jīng)過耐磨貼片層、大底、燕尾槽、楔形立柱、中底、條槽、凸塊、開縫、內(nèi)底、凸條、鞋面、鞋底等近十個(gè)工藝流程，而HAPTIC 3D打印的應(yīng)用，結(jié)合熱壓成型，使生產(chǎn)工藝壓縮到三個(gè)工藝流程，極大地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。

HAPTIC 3D打印技術(shù)未來拓展應(yīng)用

2015年7月7日，HAPTIC獲得了德意志聯(lián)邦共和國(guó)注冊(cè)證書;

2016年12月1日，德國(guó)GDCh聯(lián)合會(huì)將HAPTIC 3D涂料技術(shù)稱為運(yùn)動(dòng)用品供應(yīng)鏈的一次革新;

2017年，中國(guó)香港出版的《中國(guó)涂料工業(yè)》（九月刊）刊登《HAPTIC·涂料——新型及可選擇性3D表面立體涂層技術(shù)》，詳細(xì)介紹華峰HAPTIC技術(shù)原理及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展;

2018年11月14日，HAPTIC成功入圍歐洲最高創(chuàng)新獎(jiǎng)項(xiàng)——IET（英國(guó)工程技術(shù)學(xué)會(huì)）制造技術(shù)類創(chuàng)新獎(jiǎng);

2019年2月14日，“觸感HAPTIC”商標(biāo)注冊(cè)成功。

以上是HAPTIC的技術(shù)創(chuàng)新獲得肯定的情況。從市場(chǎng)前景來看，HAPTIC的市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。

根據(jù)咨詢公司W(wǎng)ohlers Associates的統(tǒng)計(jì)，2014年全球3D打印運(yùn)動(dòng)鞋（設(shè)備+服務(wù)）市場(chǎng)份額達(dá)5億～7億美元。未來十年全球運(yùn)動(dòng)鞋產(chǎn)業(yè)的3D打印市場(chǎng)將會(huì)以年均25%～40%的速度膨脹，預(yù)計(jì)至2024年，全球運(yùn)動(dòng)鞋產(chǎn)業(yè)的3D打印市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá)80億～150億美元。

另據(jù)Frost&Sullivan發(fā)布的遠(yuǎn)景調(diào)研信息，預(yù)計(jì)到2030年，全球運(yùn)動(dòng)鞋產(chǎn)業(yè)的3D打印市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到200億～300億美元。

HAPTIC涂層以高固含的水溶性化學(xué)品為原料，以確保工作場(chǎng)合及生態(tài)環(huán)境的安全環(huán)保，具有可持續(xù)性優(yōu)勢(shì)。其應(yīng)用范圍非常廣泛：HAPTIC可以應(yīng)用于鞋類、配件和各類服裝紡織品布料，應(yīng)用到的面料包括：三明治網(wǎng)布、單層網(wǎng)布、功能性網(wǎng)布、彈性網(wǎng)布、網(wǎng)眼布。

今天的可持續(xù)發(fā)展是體育用品業(yè)所有新發(fā)展必須具備的。除了務(wù)實(shí)制造和成本優(yōu)勢(shì)之外，基于填加制造技術(shù)和采用純水基涂料兩大性能，HAPTIC涂層從一開始就有明確的目標(biāo)，那就是提供最佳的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，為運(yùn)動(dòng)鞋制造產(chǎn)業(yè)提供了具有發(fā)展?jié)摿Φ男聶C(jī)遇。

HAPTIC 3D打印技術(shù)不僅處在華峰華錦公司轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，而且在不斷創(chuàng)新升級(jí)過程中，保持技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)，形成華峰的核心競(jìng)爭(zhēng)力永遠(yuǎn)處在進(jìn)行時(shí)。