2022年世界田徑錦標賽,ASICS亞瑟士聯合LuxCreo清鋒科技發布了一款主打“賽后修復”的3D打印拖鞋——ACTIBREEZE? 3D SANDAL,贏來全球的一致好評,號稱“世界拖鞋之王”。這款爆款拖鞋背后的生產方,就是國內3D打印智造企業清鋒科技,今天就帶大家一起了解這雙爆款拖鞋背后的清鋒鞋類全流程解決方案。

一、“拖鞋之王”是如何誕生的?

作為ASICS的資深合作伙伴,在ASICS提出“賽后修復“概念后,清鋒科技應邀加入產品開發項目,為其提供包括設計、材料、打印、智能工廠在內的全鏈條數字化3D打印解決方案。

本著精益求精、勇于創新的精神服務于頂尖品牌,幫助亞瑟士推出了這個明星爆款-ACTIBREEZE?3D SANDAL,也將國產技術帶向了全球。

ASICS專業慢跑鞋類商品部門總經理AJ Andrassy說:“運動鞋的創新不應局限于運動員在比賽或訓練時穿的配件,ASICS ACTIBREEZE 3D拖鞋的推出代表了我們的信念,通過全新賽后恢復產品,我們希望繼續探索新的方法,進一步優化運動員的賽后恢復和身心放松。”

二、清鋒3D打印拖鞋開發方案

1.確認核心需求:軟硬度和透氣性

足部作為人體最先主動進行沖擊力緩解的部位,是賽后修復的重點部位之一。

在深入了解賽后修復領域以及ASICS的產品需求后,我們發現“軟硬度”和“透氣性”是運動員賽后恢復需求的兩大核心。

運動后,包裹足部的鞋內墊硬度的變化會改變力對足部骨結構的作用。內墊柔軟可能會減小韌帶牽張力而增大關節內力 , 內墊堅硬效果正好相反,不恰當的內墊設計有可能導致足骨疲勞性損傷,因此選擇合適“柔軟度”的內墊至關重要。

此外,運動后大量汗液如果無法及時排出會容易滋生細菌影響足部健康,因此內墊的透氣性也是核心指標之一。

清鋒科技高級項目經理車弘毅:“當接到ASICS的需求后,團隊在思考到底什么樣的產品性能對于運動恢復是有幫助的?這個過程其實迭代了很多次,大家對于某些細節設計上的研究,小到很小的節點的設計,包括一個倒角的設計,都做過很精細的研究。”

穿過ACTIBREEZE?3D SANDAL的小伙伴應該能感受到它表現出來的 “軟”,不是一軟到底,而是一種經過設計、仿真后的“柔軟狀態”。

這種柔軟狀態讓運動員感受不到來自鞋底反饋的強沖擊力,而是一種緩慢回復的“包裹感”,分散那些因為劇烈運動帶來的疼痛感,迅速恢復腳部的狀態。

2.精準把控拖鞋的“軟硬度”和透氣性

01.參數化設計:增材制造晶格設計軟件LuxStudio

清鋒擁有行業廠商鮮有的增材設計軟件——LuxStudio,可實現模型自動晶格化生成與參數化設計優化,軟件內有清鋒軟件團隊在數以萬計的晶格中挑選的16種優質晶格。

當拖鞋鞋體晶格化后,就可達到不同的力學性能。像ASICS這雙拖鞋鞋底在按照指定軟硬度設計后,能夠有效消散運動帶來的沖擊和沖擊載荷。

此外,通過調整不同數據,改變不同區域的密度,甚至晶胞的類型,可以讓鞋子在受力中就能夠吸收不同方向的能量,用數字化的方式驅動拖鞋達到“柔軟狀態”。

但能夠達到這樣性能的晶格結構又該怎么去選擇?

清鋒科技創始人姚志鋒:“ASCIS 的3D打印拖鞋在晶格設計方面,與之前清鋒做的3D打印運動鞋有較大的差別,其功能屬性也不一樣。我們通過LuxStudio晶格軟件進行了大量的參數化設計優化和仿真,做了幾百種晶格結構,在豐富的經驗積累之上,根據用戶對腳感和功能屬性的要求,選擇滿足客戶要求的晶格設計方案。”

為保證3D打印拖鞋“柔軟”的精準性和科學性,清鋒還對其進行了數次力學仿真測試。當模擬人體在跑步或跳躍等比較劇烈情況下帶來的力,并施加在拖鞋上時,拖鞋會有更長的變形來吸收能量,減震效果更好,能夠在達到合理的柔軟性和支撐效果時,減少疼痛感以及運動帶來的損傷。

此外,ASICS還邀請了多名專業運動員對ACTIBREEZE 3D SANDAL進行測試,在達到一致好評后,這雙鞋才得以來到大眾面前。

02.高分子材料:自主研發EM彈性材料(光敏樹脂)

ASICS ACTIBREEZE 3D打印拖鞋采用的是清鋒自主研發的擁有全球級專利的EM高彈性材料,在回彈性、抗撕裂性、耐彎折性等方面有著異常突出的力學性能,在鞋、坐墊、枕頭等高彈性應用場景都有著不錯的表現。

在上述的仿真測試過程中,清鋒的高彈性材料相較于TPU這樣傳統的制鞋材料來說,能夠擁有更長的沖擊位移。(測試參考:ASTM F1614-99 運動鞋材料系統減震性能的標準試驗方法)

可以說,ASICS ACTIBREEZE 3D打印拖鞋展現出來的這種“柔軟狀態”并不是可以被普通材料和制鞋技術隨意復制的,里面承載的是ASICS對鞋類新領域的開發及嚴苛要求,還有清鋒在鞋業方面多年的積累,以及頂尖團隊自主研發高分子材料及設備所給予的技術自信,才能通過材料和參數化設計結合在鞋類開發領域展現出無可比擬的優勢。

3.快速開發,將概念導入市場

01.快速打印測試:DLP面曝光光固化打印機Lux 3Li+

傳統鞋類開發一款新品要經歷材料研發、開模測試往返多次的漫長制作周期,同時開模的成本和材料研發的難度也遠遠超乎想象。

加上一些個性化的設計因為局限于模具本身和結構的復雜性,很多鞋子從概念走向市場需要長達一年到幾年的開發周期,有些甚至最終被放棄。

清鋒通過數字化產線將概念1:1復刻,且無需開模利用在線仿真可完成對鞋性能的初步測試。

清鋒自研LEAP?極速3D打印技術,采用納米化的先進界面離型技術,實現打印件的連續高效成型,將面曝光光固化3D打印速率較傳統3D打印技術提升至100倍以上,可幫助企業進行快速開發,設計出來即可打印進行驗證。

搭載LEAP?技術的大幅面3D打印機Lux3Li+打印尺寸達到400×259×380mm,打印一雙拖鞋僅需要3個小時,極大地縮短產品開發、測試時間。

02.智能工廠:批量化生產

同時,清鋒的全套解決方案提供來了包括設計、材料、打印、智能工廠在內的全鏈條數字化3D打印解決方案,保障產品能夠更快開發和制造。

“目前清鋒寧波工廠100多臺3D打印機在24小時滿負荷生產,其中一半的產能是給到ASICS。”

清鋒智能工廠的柔性制造生產顛覆了傳統產線的生產模式,不僅可以進行產品設計、生產的全流程開發制造,也可以應對客戶不同規模的生產,例如大規模產品的研發及批量生產、小規模產品的研發制造、以及客戶自主研發產品的批量化生產需求都可以在清鋒得到滿足。

三、清鋒彈性體3D打印,持續引領行業變革

與傳統開模式生產相比,清鋒的3D數字化產線不僅是簡單的加工制造,更是具有跨時代意義的數字驅動、云端設計、中臺處理、互聯敏捷的“數字3D智造”。

“以前的運動鞋,只能通過更改鞋底材料配比來調整軟硬度,3D打印技術則增加了一個新的維度,可以通過更改晶格結構設計來調整軟硬度。對于從業人員專業水平有很大的提升,同時,從傳統技術過度過渡到3D打印這種改變是不可逆的。”

不難看出,ACTIBREEZE? 3D SANDAL的推出也代表著3D打印技術對于鞋企在新領域、新技術探索和創新中的重要意義。

當前,全球每年要生產上百億雙鞋子,3D打印無需開模直接制造的方式與傳統生產相比,能有效減少生產和庫存浪費,降低碳排放,對全球碳中和有著積極的促進作用。

雖然,目前受到成本、效率等因素的影響,3D打印技術還沒有完全普及。但3D打印鞋相較于傳統鞋,就像電動汽車相較于燃油汽車,一旦成熟之后,就是不可逆的趨勢。

未來,清鋒將持續專注自主創新,通過自主研發為3D打印技術、材料、設備等領域帶來更多專利級的技術,為中國的3D打印制造行業錦上添花。同時,清鋒也會為更多領域的品牌做技術支持,將更多的3D打印產品帶向全世界。

四、清鋒3D打印鞋類開發解決方案

1.設計:清鋒的全自動晶格設計軟件——LuxStudio是國內少有的增材設計軟件,不僅實現了多種結構晶格的自動生成,同時還是一款低門檻、不挑配置的“傻瓜式”通用型操作軟件,可幫助企業的小白設計師完成鞋子的參數化設計。

軟件內有16種經過篩選的優質晶格,使用者通過挑選不同外觀的晶格并調整其粗細、尺寸來達到“精準的軟硬度”,完成對鞋子性能的設計。

清鋒可根據產品功能屬性需求,通過LuxStudio晶格軟件進行參數化設計優化和仿真,為客戶提供適合的晶格設計方案。

2.高彈性、高功能性材料:清鋒團隊研發出適配于不同行業的高性能材料體系,已擁有200多項專利。其中最具代表性的EM高彈性材料是目前彈性體3D打印的首選材料,在回彈性、抗撕裂性、耐彎折性等方面有著異常突出的力學性能,適用于研發鞋中底、拖鞋、鞋墊、坐墊、枕頭、頭盔、工業緩沖件等彈性緩沖應用,結合晶格結構還可對產品進行功能性以及軟硬度等方面的調整。

3.3D打印設備:清鋒科技(LuxCreo)自研LEAP?極速3D打印技術,采用納米化的先進界面離型技術,實現打印件的連續高效成型,將面曝光光固化3D打印速率較傳統3D打印技術提升至100倍以上,不僅可實現批量化定制生產,也可幫助企業進行快速開發,設計出來即可打印進行驗證。

目前,清鋒3D打印設備包含iLux系列桌面機iLux及iLux Pro;Lux系列工業機Lux 3+及Lux 3Li+,均可幫助企業實現不同規模、不同需求下的產品打印和測試。

4.數字化智能工廠:清鋒的智能工廠內軟件、硬件以及材料、設計為協同工作,搭配專屬解決方案,能夠緊跟市場需求,做到秒響應、按訂單生產,減輕庫存壓力,減少成本,加速產品創新以及迭代周期,實現高度靈活的柔性制造。

工廠分布在全球,可有序按時按質進行產品開發和交付,企業可以在本地進行創新、測試產品,并直接投入生產。清鋒的智能工廠是一個數字驅動、云端鏈接、離散制造、低碳減排的生態系統。

5.“人工+自動化檢測設備”:對于產品品質,清鋒采用“人工+自動化檢測設備”雙重工序,并對品質檢測制定了非常嚴苛的標準。以ASICS 3D打印拖鞋為例,在出廠前除了常規檢驗,清鋒還會對拖鞋做力學檢驗測試。

工廠內部配備專業的沖擊設備,嚴格遵守國家標準進行測試,確保每一雙鞋的力學性能,讓消費者感受到來自ACTIBREEZE 3D SANDAL 帶來的“軟彈沖擊”以及賽后修復效果。

關于清鋒科技(LuxCreo)

清鋒科技是一家專注于3D打印設備、軟件、材料研發,致力于改變產品開發和生產方式的數字化3D智造商。團隊成員匯聚了清華大學、哈佛大學、佐治亞理工學院、賓夕法尼亞大學、劍橋大學等學府的高端技術人才和高管人才。團隊研發出適配于不同行業的高性能材料體系,依托自主研發的Lux系列打印機和配套軟件, 為鞋類、齒科、醫療、消費、汽車等行業創新升級提供解決方案,打造兼具定制化和批量化的新型數字化制造模式及生態閉環,讓制造更簡單!