匹克自述|揭秘3D打印整双运动鞋的制作过程
发布时间:2023-03-17
转载:3D打印资源库

摘要:匹克处于鞋类创新的巅峰时期,正在通过3D打印改变运动鞋生产的游戏规则。

匹克处于鞋类创新的巅峰时期,正在通过3D打印改变运动鞋生产的游戏规则。

此前,分析公司Technavio公布了其最新的市场研究报告《2022-2026年全球3D打印鞋类市场》,报告列举了国际3D打印鞋关键公司,匹克是唯一一家被列入的中国公司。能在众多的运动品牌中脱颖而出,离不开匹克很早就进行了相关布局,据了解,匹克同时也是最早研发3D打印鞋的运动品牌。

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一起来看看这些年匹克的3D打印运动鞋之旅。

2012年,匹克开始从事相关研究;

2013年,匹克北京设计研发中心采购第一台3D打印设备:上海联泰SLA设备(型号Z350);

2017年,发布国内首款3D打印跑鞋“FUTURE I”,并在同年6月推出2.0版本,限量999双;

2019年,推出全球首款全3D打印鞋“Future Fusion”,鞋面、鞋底都是3D打印制作;

2020年,匹克利用HLS 3D打印技术,推出一体成型3D打印鞋“异兽”Future Evolve,限量299双;

2021年,推出匹克聚变Future Fusion 3.0,限量199双;

2022年,推出匹克3D-启源,匹克「普罗米修斯」限量299双。

如今,匹克已成为使用3D打印生产鞋子的先驱,也在其鞋类制造过程中全面采用3D打印技术。Technavio报告预计从2021年到2026年,3D打印鞋类市场份额将增至16.2亿美元,市场增长势头将以19.86%的年复合增长率加速增长。报告中指出推动全球3D打印鞋类市场增长的关键因素之一是新产品发布数量的增加。

很显然,匹克将在这轮3D打印鞋的红利中占据有利位置,反过来匹克又将加大力度推出更多的3D打印运动鞋新品,形成良性循环。相比于大部分公司只专注于中底和鞋垫,但匹克3D打印了整双鞋,包括鞋面,将产品提升到了一个新的高度。

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这些是如何完成的,涉及到哪些具体的3D打印技术。或许,我们可以在匹克创新总监黄征分享的一则视频中找到答案。现在就让我们一起来看看3D打印整双运动鞋的奥秘。

聚变FUTURE FUSION 3.0

“我们在2013年购买了第一台用于工业设计的SLA 3D打印机,”匹克科技创新部负责人黄征说,“我们的目标是将从运动设计到开发的整个设计过程数字化。然后,我们在整体技术研究中相对较早地尝试了FFF工艺,当时普遍可用的材料只有PLA和ABS。然后在2018年,使用TPU线材,我们首先尝试使用FFF打印机直接3D打印整个鞋面和其他相关部件。”

事实上,匹克围绕3D打印自下而上地重建了其制造流程。例如,Future Fusion 3.0的鞋面采用Raise3D FFF(熔丝制造)3D打印技术制造。这种鞋面直接由多层印刷层依次沉积而成。对于每一层,打印机使用彩色材料作为线,直径为0.4-0.8毫米,沿着交叉路径形成预定的网格图案。因此,打印机可以用不同的图案和颜色绘制每一层。FFF打印机层层叠加,形成具有透气性的复合面料,外观独特、创意十足,透气性好,组合方式无限。

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“引入3D打印后,我们的生产主要分为两部分,”匹克生产部经理赵福江解释道。“一条生产线用于成品鞋,另一条生产线用于散装部件。在引入3D打印来替代所有的皮革材料后,我们可以取消网孔冲压,并完全取消高频 (HF) 焊接工艺。这通常会占用我们总生产时间的50%以上,而且切割和电雕、冲压和缝纫的设备成本很高。总体而言,我们将生产时间缩短了三分之一,所涉及的人力也少得多。”

基于这种制造方法,匹克重新考虑了其运动鞋生产流程,从而产生了一种基于3D打印的程序,比原来的制造流程更短、更灵活。最显着的改进是鞋面制造阶段。通过Raise3D提供的集成FFF打印解决方案,匹克用三个新程序取代了原有的八个Flyknit程序。由于FFF打印过程的高度数字化,这些新程序在涉及可变数量和产品需求时效率更高。

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此外,与Flyknit编织鞋面工艺相比,启动一条新的印刷线不需要大量的劳动力来编程复杂的编织路径。相反,3D打印软件会自动生成打印路径和相应的机器命令代码。3D打印机更容易校准材料装载和卸载,无需更换工具,并且可以按照预先确定的打印路径交付具有任何图案或组合的鞋面。

这些特性在原型迭代方面也带来了相当大的优势。使用3D打印可以快速制作可直接组装和穿着的功能性鞋面和中底的原型。此过程使PEAK能够更快地执行更多的设计迭代。

10天后把鞋穿在脚上

199双Future Fusion 3.0 x Seapool的批量生产仅用了十天时间。一旦确定了CAD设计,3D打印制造阶段就会立即无缝开始。首先,运动鞋鞋面和中底在四天的时间里通过两种不同的3D打印技术同时进行打印。在通过两天时间生产所有3D打印组件,最后花了三天时间排队并完成组装过程。

例如,虽然中底是通过SLS打印的,但鞋面是使用Raise3D的专业鞋类打印解决方案打印的,该解决方案可在大约三个小时内交付一双运动鞋鞋面。由于鞋面的各种鞋码都包含在任务队列中,因此无需调整打印程序;多台打印机同步工作需要很少的人力。

从匹克的经验中得出的优势之一是,使用3D打印可大大降低单位生产成本,使其成为小批量生产的理想选择。在传统工艺中,鞋面的批量生产是通过编织和裁剪进行的。这种工艺的成本结构不适合小批量,因为购买一套针织和裁剪设备需要大约25,000美元的投资。

每一轮加工都需要大量的材料,以平衡机器和工具成本的折旧。因此,用这种设备生产199双鞋面,损失惨重或价格高得离谱。然而,Raise3D的打印技术价格实惠,能够生产任何所需数量的鞋面,没有隐藏成本或高折旧率。此外,随着未来鞋类3D打印技术的不断发展,成本效益可能会进一步提高。

畅想未来的3D打印鞋

市场见证了匹克在运用3D打印方面的努力和取得的成功。现在,匹克通过Fusion系列包括Future E,Future Alpha和uture Fusion 3.0进一步扩展了3D打印运动鞋系列,此外,匹克将3D打印技术带到了其明星产品启源,普罗米修斯系列中。

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在公司采用3D打印的历史中,匹克整合了不同的打印技术,一步步走到现在。通过使用TPU(热塑性聚氨酯)材料,鞋面可以打印成一个平面部件,然后再进行弯曲和组装,Future Fusion 3.0系列正是采用这一方式的最好证明。与之前的版本相比,它在设计上有了新的突破,例如可拆卸鞋面配件,同时还提高了制造成本效率。

2022年11月25日,匹克3D打印智造中心在泉州揭牌,首期投资1000万元,包括3D打印鞋面小型工厂和工业级3D打印鞋服实验室两大核心板块。其中鞋面工厂规划105台3D打印鞋面专用设备,同时还配套了SLS(选择性激光烧结)、DLP(光固化)等专业设备。

匹克在3D打印运动鞋的路上越走越远,通过3D打印工艺的转型实现柔性制造,将数字化、材料和机械进行全方位整合。



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