基于3D打印工藝的鞋類產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)

孫帆 張欣

摘 ? 要：隨著消費(fèi)量的不斷提高，傳統(tǒng)制鞋的技術(shù)顯然難以適應(yīng)現(xiàn)代人的審美理念。但隨著3D打印的誕生，鞋業(yè)有了新的發(fā)展機(jī)遇。3D打印在制鞋業(yè)中的應(yīng)用技術(shù)可以促進(jìn)鞋類產(chǎn)品造型的迅速形成，使鞋類的造型發(fā)揮出豐富的作用，使其更加多樣化。本文試圖通過研究模塊化設(shè)計(jì)方法的功能和意義來解決大量鞋類浪費(fèi)的問題。本文對(duì)目前鞋業(yè)在可持續(xù)發(fā)展方面的趨勢(shì)進(jìn)行了深入研究?；谶@項(xiàng)研究的結(jié)果，本文試圖提出并開發(fā)一種具有環(huán)保意識(shí)和創(chuàng)新模塊的鞋類產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù) ?鞋品設(shè)計(jì) ?創(chuàng)新設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP391.7 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）07（c）-0115-02

根據(jù)權(quán)威數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，在地球上，物質(zhì)資源日益減少，但人的欲望是無限的，以至于顯著增加資源的利用率。然而，目前還沒有相關(guān)的平臺(tái)，可以有效地解決這個(gè)問題，使鞋子能夠長期使用。因此我們創(chuàng)建了一個(gè)特殊的鞋店——踏破鐵鞋無覓處事務(wù)所，使用3D印刷的鞋底和設(shè)計(jì)的新鞋——采用鞋底的替代方法來解決這個(gè)問題，使用3D打印技術(shù)修復(fù)和單獨(dú)的鞋底夾層，外底這兩個(gè)為主要方向。

1 ?鞋履生命周期環(huán)節(jié)的基本分析

1.1 鞋履生產(chǎn)方式概述

鞋類是人類文明史上產(chǎn)生的最早的產(chǎn)品之一。最早的鞋類業(yè)務(wù)，它們基本上是屬于手工藝品的生產(chǎn)方法。從20世紀(jì)80年代中期以來，現(xiàn)代鞋類業(yè)務(wù)已開始進(jìn)入大規(guī)模化的生產(chǎn)階段。伴隨著現(xiàn)代技術(shù)的日益進(jìn)步，制鞋業(yè)也開始發(fā)生了巨大的變化。新的技術(shù)，新的材料，新的工藝和新的制作設(shè)備的出現(xiàn)，這些極大地促進(jìn)了鞋業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)新。

1.2 鞋履生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)分析

在現(xiàn)代，大多數(shù)的鞋類產(chǎn)業(yè)主要依賴于鞋的生產(chǎn)機(jī)械和設(shè)備來進(jìn)行生產(chǎn)，從縫紉到硫化，成型，粘膠，注塑，從鞋部分的生產(chǎn)到部件組裝，制鞋的設(shè)備類型越來越完整。制鞋設(shè)備的運(yùn)行需要大量的煤炭資源。此外，在每一個(gè)生產(chǎn)過程，可能會(huì)有化學(xué)氣體或物質(zhì)對(duì)人體造成傷害。

2 ?鞋類創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 鞋類風(fēng)格設(shè)計(jì)

在鞋類設(shè)計(jì)中，時(shí)尚和休閑的鞋子風(fēng)格設(shè)計(jì)方面，3D打印的技術(shù)顯示出比較明顯的優(yōu)勢(shì)。在時(shí)尚休閑鞋的造型方面，3D打印創(chuàng)造出無限可能，很多傳統(tǒng)工藝方法不能實(shí)現(xiàn)的造型，計(jì)算機(jī)3D建模對(duì)這些復(fù)雜的造型能夠有所創(chuàng)造，流暢的線條，鏤空的結(jié)構(gòu)，相關(guān)的科幻元素，幾何圖案，前衛(wèi)造型、特殊材料、精密成型等都能設(shè)計(jì)得很好。

2.2 鞋楦模具

鞋楦是鞋的靈魂、鞋的起源，它不僅決定了你的鞋的形狀和款式，更決定了鞋是否適合腳，是否能保護(hù)腳。傳統(tǒng)的鞋楦通過注塑、沖壓、鍛造、鑄造等方式，包括沖壓方式的特點(diǎn)，由于其高強(qiáng)度弱都不合適進(jìn)行三維打印和工藝制造，但塑料模具和鑄造模具的設(shè)計(jì)開發(fā)與制造，這些都可以采用三維印刷技術(shù)。引入三維印刷，增加了鞋楦生產(chǎn)的更新，更高效、更科學(xué)、更環(huán)保的方法。

2.3 鞋面材料

在3D打印技術(shù)的逐漸進(jìn)步的前提下，開始對(duì)3D鞋幫材料的生產(chǎn)進(jìn)行研究的公司也越來越多。Sha Play Struth在美國開發(fā)的新型的運(yùn)動(dòng)鞋鞋面——30-Grid技術(shù)，該技術(shù)利用了尼龍、聚酯和酰胺等生物質(zhì)原材料，利用3D打印技術(shù)，打造出一款結(jié)實(shí)又時(shí)尚的網(wǎng)布鞋面。整只鞋不僅輕便而且結(jié)實(shí)。所以，3D打印技術(shù)的引進(jìn)，擴(kuò)大了鞋材的品種、結(jié)構(gòu)、風(fēng)格和上成型工藝，從視覺和功能上能給人們帶來了不一樣的體驗(yàn)。

2.4 鞋底

3D打印技術(shù)創(chuàng)造的鞋底不同于傳統(tǒng)的拼接、粘合和縫合而形成的鞋底，3D鞋底的打印是一次性就能夠成型的。在2015年，Newbalance對(duì)SLS工藝進(jìn)行利用，將DuraformFlex和TPU材料進(jìn)行混合，印制產(chǎn)生有減震作用的中底跑步鞋。Nike的第三代3D打印鞋就是采用這種SLS激光燒結(jié)的技術(shù)來制造。

3 ?可更換的設(shè)計(jì)方案

3.1 鞋底與鞋面可更換式

為了滿足公眾的腳的舒適，我們也借鞋子可以替換的方式。氣墊的鞋子，運(yùn)動(dòng)鞋，休閑鞋，皮鞋等等，這些我們穿的鞋子，都可以采用不同的鞋底來進(jìn)行組合。提出更好、更完美的解決方案以滿足消費(fèi)者的個(gè)人需求，并采取的道路“柔性制造3D鞋+個(gè)性化定制”。

對(duì)可以改變鞋子幫面的款式，進(jìn)而開發(fā)出不同的連接方式，鞋幫的連接工具有拉鏈、按扣、裝飾帶等，都可以利用這些工具來實(shí)現(xiàn)和連接零件、拆卸等功能，使變鞋子的款式得以改變。

3.2 鞋面可更換式

就算鞋子的質(zhì)量很好，穿很長一段時(shí)間也會(huì)產(chǎn)生臭味。建議可以改變更換鞋面，這樣你就可以對(duì)鞋類資源重復(fù)利用。對(duì)于這種幫面的裝飾部分可替換的鞋子，開發(fā)了一種鞋，用不同的裝飾物品，包括各種各樣的花邊，裝飾花，鏈子，流蘇等一系列裝飾物件，這種設(shè)計(jì)是可移動(dòng)的裝飾部分，去除功能一般是可以通過尼龍搭扣，四合扣等連接部分來實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)推出方法還有買鞋送鞋帶的花式系法相關(guān)的小卡片，還可以配合知名鞋廠，進(jìn)行合作，擴(kuò)大內(nèi)需，實(shí)現(xiàn)利潤的最大化。

3.3 自行更換式

為了這些設(shè)計(jì)的長期發(fā)展，建議開展相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)的銷售活動(dòng)，不同的產(chǎn)品 - 鞋墊，外底，鞋面和鞋帶，這些作為特殊的零件進(jìn)行銷售，還配備交貨的說明書和更換的小工具。

此外，結(jié)構(gòu)的改進(jìn)是在考慮實(shí)際的問題進(jìn)行穿耐用性的測(cè)驗(yàn)。經(jīng)過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，結(jié)構(gòu)如外緣入口11和連接的唯一圖1所示。本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)包括鞋主體1、鞋管2，裝飾塊3和鞋底4，其中鞋主體1是提供一個(gè)可拆卸連接到進(jìn)氣通孔11 ，11和裝飾塊3都是可拆卸進(jìn)行連接的，一個(gè)多元化小孔41圓周上，均勻排列，表面和螺栓5使整體鞋的底部主體1通過連接孔41形成一體。鞋主體1可以把整體的鞋底4通過螺栓5進(jìn)行連接，這是非常牢固的。這種鞋是可以實(shí)現(xiàn)鞋風(fēng)格的變化，通過改變鞋底4或鞋主體1，也可以添加鞋管2和裝飾塊3對(duì)鞋子的風(fēng)格進(jìn)行改變，來實(shí)現(xiàn)互換性的鞋子的風(fēng)格，從而減少資源的利用率。

4 ?結(jié)語

現(xiàn)在社會(huì)的發(fā)展告訴我們，大多數(shù)企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)都將符合綠色環(huán)保的理念。期待新產(chǎn)品有助于鞋子的重組，滿足功能鞋更換的需求背景下，對(duì)人們具有重要的意義。隨著技術(shù)的發(fā)展和跨界融合技術(shù)的發(fā)展，3D打印技術(shù)將使鞋類設(shè)計(jì)推向數(shù)字化，個(gè)性化，智能化和網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展?，F(xiàn)在市場(chǎng)上有鞋子可供選擇。一直是自上而下，在休閑，時(shí)尚，潮流已經(jīng)成為當(dāng)今的流行趨勢(shì)，鞋面拆除重組將是鞋中最突出的鞋類產(chǎn)品之一，在鞋款的基礎(chǔ)上，發(fā)展時(shí)尚外觀同樣還能具有“一種鞋多穿”特殊新鞋的功能，無論從倡導(dǎo)還是省錢的環(huán)保角度來看，這些設(shè)計(jì)都是有必要的。

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