3D打印走进现实！ASICS的拖鞋之王是如何诞生的？

2022年世界田径锦标赛,ASICS亚瑟士联合LuxCreo清锋科技发布了一款主打“赛后修复”的3D打印拖鞋——ACTIBREEZE™ 3D SANDAL,赢来全球的一致好评,号称“世界拖鞋之王”。这款爆款拖鞋背后的生产方,就是国内3D打印智造企业清锋科技,今天就带大家一起了解这双爆款拖鞋背后的清锋鞋类全流程解决方案。

一、“拖鞋之王”是如何诞生的?

作为ASICS的资深合作伙伴,在ASICS提出“赛后修复“概念后,清锋科技应邀加入产品开发项目,为其提供包括设计、材料、打印、智能工厂在内的全链条数字化3D打印解决方案。

本着精益求精、勇于创新的精神服务于顶尖品牌,帮助亚瑟士推出了这个明星爆款-ACTIBREEZE™3D SANDAL,也将国产技术带向了全球。

ASICS专业慢跑鞋类商品部门总经理AJ Andrassy说:“运动鞋的创新不应局限于运动员在比赛或训练时穿的配件,ASICS ACTIBREEZE 3D拖鞋的推出代表了我们的信念,通过全新赛后恢复产品,我们希望继续探索新的方法,进一步优化运动员的赛后恢复和身心放松。”

二、清锋3D打印拖鞋开发方案

1.确认核心需求:软硬度和透气性

足部作为人体最先主动进行冲击力缓解的部位,是赛后修复的重点部位之一。

在深入了解赛后修复领域以及ASICS的产品需求后,我们发现“软硬度”和“透气性”是运动员赛后恢复需求的两大核心。

运动后,包裹足部的鞋内垫硬度的变化会改变力对足部骨结构的作用。内垫柔软可能会减小韧带牵张力而增大关节内力 , 内垫坚硬效果正好相反,不恰当的内垫设计有可能导致足骨疲劳性损伤,因此选择合适“柔软度”的内垫至关重要。

此外,运动后大量汗液如果无法及时排出会容易滋生细菌影响足部健康,因此内垫的透气性也是核心指标之一。

清锋科技高级项目经理车弘毅:“当接到ASICS的需求后,团队在思考到底什么样的产品性能对于运动恢复是有帮助的?这个过程其实迭代了很多次,大家对于某些细节设计上的研究,小到很小的节点的设计,包括一个倒角的设计,都做过很精细的研究。”

穿过ACTIBREEZE™3D SANDAL的小伙伴应该能感受到它表现出来的 “软”,不是一软到底,而是一种经过设计、仿真后的“柔软状态”。

这种柔软状态让运动员感受不到来自鞋底反馈的强冲击力,而是一种缓慢回复的“包裹感”,分散那些因为剧烈运动带来的疼痛感,迅速恢复脚部的状态。

2.精准把控拖鞋的“软硬度”和透气性

01.参数化设计:增材制造晶格设计软件LuxStudio

清锋拥有行业厂商鲜有的增材设计软件——LuxStudio,可实现模型自动晶格化生成与参数化设计优化,软件内有清锋软件团队在数以万计的晶格中挑选的16种优质晶格。

当拖鞋鞋体晶格化后,就可达到不同的力学性能。像ASICS这双拖鞋鞋底在按照指定软硬度设计后,能够有效消散运动带来的冲击和冲击载荷。

此外,通过调整不同数据,改变不同区域的密度,甚至晶胞的类型,可以让鞋子在受力中就能够吸收不同方向的能量,用数字化的方式驱动拖鞋达到“柔软状态”。

但能够达到这样性能的晶格结构又该怎么去选择?

清锋科技创始人姚志锋:“ASCIS 的3D打印拖鞋在晶格设计方面,与之前清锋做的3D打印运动鞋有较大的差别,其功能属性也不一样。我们通过LuxStudio晶格软件进行了大量的参数化设计优化和仿真,做了几百种晶格结构,在丰富的经验积累之上,根据用户对脚感和功能属性的要求,选择满足客户要求的晶格设计方案。”

为保证3D打印拖鞋“柔软”的精准性和科学性,清锋还对其进行了数次力学仿真测试。当模拟人体在跑步或跳跃等比较剧烈情况下带来的力,并施加在拖鞋上时,拖鞋会有更长的变形来吸收能量,减震效果更好,能够在达到合理的柔软性和支撑效果时,减少疼痛感以及运动带来的损伤。

此外,ASICS还邀请了多名专业运动员对ACTIBREEZE 3D SANDAL进行测试,在达到一致好评后,这双鞋才得以来到大众面前。

02.高分子材料:自主研发EM弹性材料(光敏树脂)

ASICS ACTIBREEZE 3D打印拖鞋采用的是清锋自主研发的拥有全球级专利的EM高弹性材料,在回弹性、抗撕裂性、耐弯折性等方面有着异常突出的力学性能,在鞋、坐垫、枕头等高弹性应用场景都有着不错的表现。

在上述的仿真测试过程中,清锋的高弹性材料相较于TPU这样传统的制鞋材料来说,能够拥有更长的冲击位移。(测试参考:ASTM F1614-99 运动鞋材料系统减震性能的标准试验方法)

可以说,ASICS ACTIBREEZE 3D打印拖鞋展现出来的这种“柔软状态”并不是可以被普通材料和制鞋技术随意复制的,里面承载的是ASICS对鞋类新领域的开发及严苛要求,还有清锋在鞋业方面多年的积累,以及顶尖团队自主研发高分子材料及设备所给予的技术自信,才能通过材料和参数化设计结合在鞋类开发领域展现出无可比拟的优势。

3.快速开发,将概念导入市场

01.快速打印测试:DLP面曝光光固化打印机Lux 3Li+

传统鞋类开发一款新品要经历材料研发、开模测试往返多次的漫长制作周期,同时开模的成本和材料研发的难度也远远超乎想象。

加上一些个性化的设计因为局限于模具本身和结构的复杂性,很多鞋子从概念走向市场需要长达一年到几年的开发周期,有些甚至最终被放弃。

清锋通过数字化产线将概念1:1复刻,且无需开模利用在线仿真可完成对鞋性能的初步测试。

清锋自研LEAP™极速3D打印技术,采用纳米化的先进界面离型技术,实现打印件的连续高效成型,将面曝光光固化3D打印速率较传统3D打印技术提升至100倍以上,可帮助企业进行快速开发,设计出来即可打印进行验证。

搭载LEAP™技术的大幅面3D打印机Lux3Li+打印尺寸达到400×259×380mm,打印一双拖鞋仅需要3个小时,极大地缩短产品开发、测试时间。

02.智能工厂:批量化生产

同时,清锋的全套解决方案提供来了包括设计、材料、打印、智能工厂在内的全链条数字化3D打印解决方案,保障产品能够更快开发和制造。

“目前清锋宁波工厂100多台3D打印机在24小时满负荷生产,其中一半的产能是给到ASICS。”

清锋智能工厂的柔性制造生产颠覆了传统产线的生产模式,不仅可以进行产品设计、生产的全流程开发制造,也可以应对客户不同规模的生产,例如大规模产品的研发及批量生产、小规模产品的研发制造、以及客户自主研发产品的批量化生产需求都可以在清锋得到满足。

三、清锋弹性体3D打印,持续引领行业变革

与传统开模式生产相比,清锋的3D数字化产线不仅是简单的加工制造,更是具有跨时代意义的数字驱动、云端设计、中台处理、互联敏捷的“数字3D智造”。

“以前的运动鞋,只能通过更改鞋底材料配比来调整软硬度,3D打印技术则增加了一个新的维度,可以通过更改晶格结构设计来调整软硬度。对于从业人员专业水平有很大的提升,同时,从传统技术过度过渡到3D打印这种改变是不可逆的。”

不难看出,ACTIBREEZE™ 3D SANDAL的推出也代表着3D打印技术对于鞋企在新领域、新技术探索和创新中的重要意义。

当前,全球每年要生产上百亿双鞋子,3D打印无需开模直接制造的方式与传统生产相比,能有效减少生产和库存浪费,降低碳排放,对全球碳中和有着积极的促进作用。

虽然,目前受到成本、效率等因素的影响,3D打印技术还没有完全普及。但3D打印鞋相较于传统鞋,就像电动汽车相较于燃油汽车,一旦成熟之后,就是不可逆的趋势。

未来,清锋将持续专注自主创新,通过自主研发为3D打印技术、材料、设备等领域带来更多专利级的技术,为中国的3D打印制造行业锦上添花。同时,清锋也会为更多领域的品牌做技术支持,将更多的3D打印产品带向全世界。

四、清锋3D打印鞋类开发解决方案

1.设计:清锋的全自动晶格设计软件——LuxStudio是国内少有的增材设计软件,不仅实现了多种结构晶格的自动生成,同时还是一款低门槛、不挑配置的“傻瓜式”通用型操作软件,可帮助企业的小白设计师完成鞋子的参数化设计。

软件内有16种经过筛选的优质晶格,使用者通过挑选不同外观的晶格并调整其粗细、尺寸来达到“精准的软硬度”,完成对鞋子性能的设计。

清锋可根据产品功能属性需求,通过LuxStudio晶格软件进行参数化设计优化和仿真,为客户提供适合的晶格设计方案。

2.高弹性、高功能性材料:清锋团队研发出适配于不同行业的高性能材料体系,已拥有200多项专利。其中最具代表性的EM高弹性材料是目前弹性体3D打印的首选材料,在回弹性、抗撕裂性、耐弯折性等方面有着异常突出的力学性能,适用于研发鞋中底、拖鞋、鞋垫、坐垫、枕头、头盔、工业缓冲件等弹性缓冲应用,结合晶格结构还可对产品进行功能性以及软硬度等方面的调整。

3.3D打印设备:清锋科技(LuxCreo)自研LEAP™极速3D打印技术,采用纳米化的先进界面离型技术,实现打印件的连续高效成型,将面曝光光固化3D打印速率较传统3D打印技术提升至100倍以上,不仅可实现批量化定制生产,也可帮助企业进行快速开发,设计出来即可打印进行验证。

目前,清锋3D打印设备包含iLux系列桌面机iLux及iLux Pro;Lux系列工业机Lux 3+及Lux 3Li+,均可帮助企业实现不同规模、不同需求下的产品打印和测试。

4.数字化智能工厂:清锋的智能工厂内软件、硬件以及材料、设计为协同工作,搭配专属解决方案,能够紧跟市场需求,做到秒响应、按订单生产,减轻库存压力,减少成本,加速产品创新以及迭代周期,实现高度灵活的柔性制造。

工厂分布在全球,可有序按时按质进行产品开发和交付,企业可以在本地进行创新、测试产品,并直接投入生产。清锋的智能工厂是一个数字驱动、云端链接、离散制造、低碳减排的生态系统。

5.“人工+自动化检测设备”:对于产品品质,清锋采用“人工+自动化检测设备”双重工序,并对品质检测制定了非常严苛的标准。以ASICS 3D打印拖鞋为例,在出厂前除了常规检验,清锋还会对拖鞋做力学检验测试。

工厂内部配备专业的冲击设备,严格遵守国家标准进行测试,确保每一双鞋的力学性能,让消费者感受到来自ACTIBREEZE 3D SANDAL 带来的“软弹冲击”以及赛后修复效果。

关于清锋科技(LuxCreo)

清锋科技是一家专注于3D打印设备、软件、材料研发,致力于改变产品开发和生产方式的数字化3D智造商。团队成员汇聚了清华大学、哈佛大学、佐治亚理工学院、宾夕法尼亚大学、剑桥大学等学府的高端技术人才和高管人才。团队研发出适配于不同行业的高性能材料体系,依托自主研发的Lux系列打印机和配套软件, 为鞋类、齿科、医疗、消费、汽车等行业创新升级提供解决方案,打造兼具定制化和批量化的新型数字化制造模式及生态闭环,让制造更简单!