廣州：超柔性材料3D打印方案，低成本定制高性能生物力學(xué)鞋墊

2018年11月9日，南極熊了解到，廣州華南理工大學(xué)有一個(gè)創(chuàng)客團(tuán)隊(duì)，研發(fā)了超柔性材料3D打印技術(shù)，可根據(jù)使用者的個(gè)體生物力學(xué)特征，使用超低硬度（支持低至邵氏硬度70A）的柔性材料，F(xiàn)DM個(gè)性化3D打印定制鞋墊。傳統(tǒng)鞋墊工廠的老板看了之后，也瞬間眼前一亮。這也許是最接地氣的3D打印消費(fèi)級應(yīng)用之一。其優(yōu)勢包括：

• 降低了低硬度材料3D打印的成本，包括設(shè)備成本和耗材成本；
• 大幅度拓寬材料的選擇范圍，支持TPU、TPE、TPEE、TPA；
• 基于FDM技術(shù)打印的特點(diǎn)，自形成氣囊。
  

前不久媒體報(bào)道一個(gè)“天價(jià)鞋墊”的事件：國內(nèi)某醫(yī)院康復(fù)診療中心將一雙生物力學(xué)定制鞋墊賣到了2650元的價(jià)格。我們不評價(jià)該醫(yī)院的定價(jià)策略，我們且回歸到此事件的核心產(chǎn)品，其涉及兩大關(guān)注點(diǎn)：

• 生物力學(xué)定制鞋墊是什么；
• 價(jià)格是否可以降低。
  

許多人很好奇，何為生物力學(xué)定制鞋墊，它區(qū)別于普通鞋墊的要點(diǎn)是什么，它的核心作用是什么�；卮疬@些問題之前，我們先來看看關(guān)于足部健康的一些研究，美國足部醫(yī)學(xué)會(huì)的研究報(bào)告顯示：一個(gè)正常人每天平均大約行走8000步，人一生所走的距離約為地球周長的2.5倍以上，而在步行時(shí)足部所承受的地面反作用力達(dá)到1.5倍體重，跑步時(shí)更達(dá)到3~4倍體重。而人每步行1公里，一只腳要承受600~700次的重力沖擊，若是劇烈運(yùn)動(dòng)，沖擊力就更大。

鞋如果沒有良好的減震和防護(hù)系統(tǒng)來應(yīng)對這種沖擊力的話，不僅使雙腳感到疲憊不堪，還會(huì)對膝關(guān)節(jié)、腰、背甚至大腦造成沖擊傷害，因此鞋的減震和防護(hù)系統(tǒng)對足部健康管理很重要。而因?yàn)槊總�(gè)人的腳型并不相同，甚至每個(gè)人的左右腳也并非完成對稱，步態(tài)也不同，在步行或其他運(yùn)動(dòng)時(shí)足底各部分所受到壓力的分布自然也不同，因此對個(gè)體的足部健康進(jìn)行管理應(yīng)該從個(gè)體足部的生物力學(xué)特征出發(fā)設(shè)計(jì)鞋的減震和防護(hù)系統(tǒng)。

生物力學(xué)定制鞋墊正是根據(jù)每個(gè)人足部的生物力學(xué)特征包括足底壓力分布、跟軸線偏移、步態(tài)等而進(jìn)行的個(gè)性化定制鞋墊，其作用是完全貼合個(gè)體情況進(jìn)行減震和防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)從而達(dá)到足部健康管理目的。

您可能還看過以下報(bào)道：NBA巨星勒布朗·詹姆斯每次給球迷送鞋，都會(huì)先把鞋墊抽出來。是否勒布朗·詹姆斯太小氣？不，其實(shí)是他的鞋墊是針對他本人的生物力學(xué)特征而定制的，別人也不適用。
實(shí)際上，大多數(shù)職業(yè)運(yùn)動(dòng)員均使用生物力學(xué)定制鞋墊，此鞋墊對足部保護(hù)作用顯而易見，而且有助于延長運(yùn)動(dòng)壽命。但，基于傳統(tǒng)的制作工藝，個(gè)性化定制生產(chǎn)需要經(jīng)過開模制造或機(jī)加工等一系列復(fù)雜的生產(chǎn)工序，而由于個(gè)體的唯一性，相關(guān)工藝費(fèi)用無法平攤，遵循傳統(tǒng)制造工藝生物力學(xué)定制鞋墊的成本顯然是較高的。

如“天價(jià)鞋墊”事件所對應(yīng)的2650元的價(jià)格，對于普通消費(fèi)者而言確實(shí)偏高。那么，是否有辦法在滿足消費(fèi)者個(gè)性化的足部健康管理需求的同時(shí)降低價(jià)格呢？

有！南極熊了解到，畢業(yè)于華南理工大學(xué)的創(chuàng)客團(tuán)隊(duì)，以余金文為創(chuàng)始人的技術(shù)隊(duì)伍，開發(fā)了超低硬度柔性材料FDM 3D打印技術(shù)，利用該技術(shù)來制作個(gè)性化生物力學(xué)定制鞋墊：

• 不需要經(jīng)過開模工序，從而可大幅度降低個(gè)性化生物力學(xué)定制鞋墊的制作成本；
• 基于FDM打印技術(shù)選材范圍廣的特點(diǎn)，可選擇高性能的彈性體材料，提高定制鞋墊的回彈性和耐用性。
  

該技術(shù)為目前已知的最適用于柔性材料的FDM打印技術(shù)，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。下面，讓我們來看看超低硬度彈性材料FDM打印技術(shù)的特點(diǎn)：

超低硬度柔性材料FDM打印技術(shù)可應(yīng)用于生物力學(xué)定制鞋墊/鞋底：

能為生物力學(xué)定制鞋墊/鞋底客戶提供什么？

也許，未來定制鞋制造方式會(huì)是這樣：

• 靜態(tài)掃描，獲得腳型輪廓數(shù)據(jù)及靜態(tài)足底壓力分布；
• 步態(tài)掃描，獲得動(dòng)態(tài)足底壓力分布；
• 定制酷炫的中底；
• 定制適合個(gè)體的鞋墊；
• 定制個(gè)性化鞋面；
• 整鞋。
  

目前，已完成原型機(jī)驗(yàn)證，第一代樣機(jī)，邵氏硬度70A、75A、80A柔性材料（TPU熱塑性彈性體材料）的FDM 打印樣件，并完成初步的專利布局。

此項(xiàng)目的創(chuàng)始人余金文告訴南極熊，“生物力學(xué)定制鞋墊，有了超柔性材料FDM 3D打印技術(shù)，將變得不再昂貴，讓更多人群受惠。目前我們正在尋找天使投資，同時(shí)也需要鞋業(yè)非鞋業(yè)的應(yīng)用合作伙伴、材料和設(shè)備OEM合作伙伴”。

也許，除了以Adidas的3D打印鞋引領(lǐng)鞋業(yè)制造潮流之外，3D打印定制鞋墊也會(huì)欣起一個(gè)趨勢。需要了解“超柔性材料3D打印方案，低成本定制高性能生物力學(xué)鞋墊.ppt”方案的讀者，可填寫報(bào)名索要
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行業(yè)應(yīng)用的嘗試。高端鞋墊市場可能有需求