極高速度、易于獲取的材料,麻省理工學院揭示的整鞋3D打印技術
3D打印運動鞋已成為走入大眾視線的消費品。2018年3月Adidas正式發售10萬雙 Futurecraft 4D跑鞋,每雙價格為2,600元,這雙搭載著3D打印鞋中底的跑鞋受到了消費者的追捧。在Futurecraft 4D跑鞋上市之前,阿迪達斯、耐克、安德瑪、New Balance等國際著名鞋制造品牌在2016左右均已開始推出帶有3D打印鞋中底的運動鞋。與此同時,國內著名鞋制造商匹克、李寧也在積極嘗試3D打印技術,并開發相關產品。從鞋中底、到鞋面,再到整鞋制造……3D打印技術與材料在鞋制造領域的應用探索仍在繼續,雖然技術各有不同,但目標都是圍繞著為鞋制造業提供速度更快、成本更低,能夠靈活滿足復雜設計需要和滿足鞋類產品小批量快速迭代需求的新一代數字化制造技術。
近日,麻省理工學院自組裝實驗室與一家鞋業公司共同展示了一種完全由3D打印技術制造的鞋,采用的技術為自組裝實驗室研發的快速液體打印(Rapid Liquid Printing)3D打印技術,憑借打印速度和易獲得的打印材料,該技術為鞋制造提供了新的可能性。
來源:《3D打印與鞋制造技術白皮書》
麻省理工學院自組裝實驗室表示,3D打印尚未成為主流制造工藝,主要是受限于速度、打印尺寸和材料,他們正在通過快速液體打印技術在這三個方面進行突破。自組裝實驗室認為,這是將工業材料與極快的打印速度結合在一起并進行精確控制的過程中的一項技術,可以用于大規模產品生產。
來源:MIT Self-Assembly Lab
在打印時,液體材料被擠出到凝膠懸浮液中,打印材料為已在制造中得到應用的材料。通過集成該技術的機器人和凝膠罐,幾乎可以制造任何形狀的物體,可打印尺寸上也不受打印機本身大小的限制。通常在幾分鐘內能夠用橡膠,泡沫塑料等材料制造出大尺寸的物品。
MIT 展示的3D打印整鞋。來源:MIT Self-Assembly Lab
同樣的,在制造整鞋時,液體橡膠材料被沉積在凝膠材料中,從鞋底開始逐層完成整只鞋的制造。據稱,作為支撐材料的凝膠可以重復使用。鞋子的打印材料主要由可回的EVA材料和該項目的鞋業合作伙伴Native Shoes 在鞋制造中常用的柔性材料制成。與注塑工藝相比,這種3D打印材料中可回收EVA材料的比例更高(高達50%)。目前,自組裝實驗室的研究人員仍在優化3D打印鞋及其打印材料。
來源:MIT Self-Assembly Lab
在更早的時候,麻省理工學院自組裝實驗室通過液體3D打印技術開發了在圓形針織鞋面上打印液體橡膠材料的技術。柔軟的面料在打印后被轉變為具有支撐性的鞋面材料。這個技術與巴斯夫和銳步(Reebok)合作開發的3D Drawing 液體鞋外底制造技術看起來非常相似。巴斯夫為銳步提供了具有所需流變性和反應性的聚氨酯液體材料,材料在打印頭和軟件控制下,直接被“繪制”為所需形狀,繪制過程中材料開始固化。根據3D科學谷的市場觀察,這一技術已在生產中做了小批量的嘗試,銳步Reebok Liquid Speed運動鞋中的紅色外底組件,就是通過該技術制造的。
來源:MIT Self-Assembly Lab
此外,麻省理工學院自組裝實驗室在一項材料可編程、4D打印技術的研究項目中,進行了彈性鞋面生產可能性的研究。在這個項目中,研究人員將材料打印到拉伸的彈力紡織面料上,打印完成后拉伸面料被釋放,鞋面中將形成預編程的形狀。據稱,彈力織物和打印圖案的組合既具有靈活性又具有穩定性。通過數字化的生產方式將可以降低制鞋生產所需的復雜性和勞動力,以數字化的方式將不同的材料結合在一起,制造自成型和適應性鞋面。盡管目前這些實驗室中的技術何時實現產業化應用還尚不明確,但麻省理工學院自組裝實驗室與鞋制造企業合作開展的技術探索,反映出鞋制造技術的方向-更加靈活、高效的數字化制造。
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