3D打印鞋是一个持续的热门话题，因为它与我们的生活息息相关。

早年，3D打印主要用于鞋类原型制造和概念验证。 即在产品设计的前期，设计师提出设计理念，利用3D打印将其转化为实物模型，进行进一步的设计和改进。

随着科技的进步和人们需求的提高，直接制造被认为是3D打印在制鞋领域的发展趋势。 顾名思义，直接制造是指直接使用3D打印技术生产最终产品。 随着3D打印技术和材料技术的发展，以及人们个性化需求的提高，利用3D打印技术直接制造鞋类产品将越来越普遍。

个性化：为什么要用3D打印来做鞋？

自2013年耐克首次采用3D打印技术制造足球鞋以来，各大鞋类厂商纷纷采用3D打印技术，包括阿迪达斯、新百伦、Under Amour，以及匹克、李宁等国产品牌。对于制鞋行业而言，3D打印技术之所以如此重要，源于个性化、定制化的需求。

我们每个人的体重、脚型、跑姿、落地方式等都不一样，甚至同一个人的左右脚也会不一样。通过三维扫描、足部动态分析等技术，可以生产出完美贴合每个人脚型的鞋子。

下面我们以国产品牌李宁为例，看看如何实现3D打印运动鞋的个性化定制。

首先对消费者的足部进行三维扫描，获取足形的基础数据，包括足长、足宽等相关参数。

然后，利用足底压力测试设备采集跑步过程中足底压力的动态分布，得到足底各处的压力分布面积、压力水平等数据。

最后，在获得以上所有数据后，以足部形状、体重、足底压力大小及分布为参数之一，利用建模技术和仿真分析技术，程序自动生成足底三维网格结构，最终得到3D 打印鞋底结构，完美匹配重量、脚形和足底压力分布。
据了解，惠普与3D打印鞋垫公司Superfeet合作推出了FitStation平台，通过3D扫描和步态分析提供个性化定制。新鞋的实际开发过程是这样的：先对使用者的足部进行分析，然后使用Superfeet的注塑机生产出鞋的大体部分，再通过可变PU注塑、足部压力测量、跑者关节运动分析，和个人喜好打造定制运动鞋。

比利时软件公司 Materialise 与惠普达成合作协议，设计和制造完全定制的 3D 打印鞋垫。 HP FitStation平台集成了Materialise的软件，实现了3D设计自动化、打印准备和生产管理功能。

说到3D打印鞋垫，比利时的Materialise是该领域的先行者。通过2014年推出的Phits，Materialise携手足部动态分析专家RS Scan，成为全球第一家生产基于足底压力动态测量的3D打印鞋垫的公司。

利用3D打印技术，满足了人们的定制化需求。除了个性化定制的巨大优势外，3D打印还有很多好处，包括缩短生产周期、降低库存风险、复杂结构制造、轻量化制造等，这些优势吸引了越来越多的企业进入3D打印体系。鞋子正在开发中。

制造技术和材料

如果把一双跑鞋分成三部分：鞋面（Upper）、中底（Midsole）、外底（Outsole）。如果把鞋子想象成一辆汽车，鞋面就相当于车身，中底就相当于避震系统，外底就是轮胎。可见，中底是跑鞋的灵魂，也是区分各大厂商的核心标志，立足之本。

鞋子的中底对人体的舒适度极为重要。中底的作用是提供稳定性、缓冲和回弹，吸收运动过程中产生的冲击力，在运动过程中提供保护和相对温和的脚感。

目前，大多数3D打印鞋都采用3D打印技术制造鞋中底。

▌激光烧结技术

一种较常见的鞋底制造技术是激光烧结技术 (SLS)，它使用高强度激光烧结 TPU 粉末并逐层成型。激光烧结3D打印是应用广泛的3D打印技术之一。如今，飞机、汽车、生产工具和可穿戴设备中都可以找到采用 SLS 技术打印的零件。

使用SLS技术制造运动鞋，代表厂商包括Nike、New Balance、Under Armour和中国品牌匹克、李宁。

匹克3D打印鞋FUTURE3.0，鞋底和鞋面均采用3D打印技术，使产品呈现出高强度、轻量化的特点。

Under Armour “Futuristic” 鞋底采用 SLS 技术制成

▌光固化技术

阿迪达斯与 3D 打印公司 Carbon 达成合作，共同生产全新 3D 打印运动鞋 Futurecraft 4D。马

制造技术是数字光合成（Digital Light Synthesis，DLS），它使用树脂材料，表面光洁度优于激光烧结技术SLS。

“光固化成型”（SLA）是3D打印技术的一种，但一直受到感光材料耐久性和可塑性的限制。所以立体光刻适用于制作原型，但不适用于生产最终零件。此外，立体光刻的速度相对较慢，完成大型零件的制造需要数小时甚至数天。

Carbon拥有连续液体界面生产（Continuous Liquid Interface Production，CLIP）3D打印核心技术，实现连续不间断打印，比传统光固化3D打印快25-100倍。 3D打印技术是Carbon独有的。 3D打印速度的提升是Carbon的杀手锏，也让3D打印运动鞋的量产成为可能。

印刷工艺

据《市场观察》（Market Watch）报道，最迟到2023年，耐克和阿迪达斯20%的产品将实现个性化。

FDM 技术（熔融沉积建模）是最流行的 3D 打印技术。该技术不涉及激光、高压、高温等危险环节，成本低于其他3D打印技术。

美国初创公司 Prevolve 使用 FDM 3D 打印机制造整鞋，使用柔性 TPU 线材。每只鞋的打印时间为20-30小时

耐克将FDM 3D打印技术应用于鞋面，进行了创新尝试。使用的材料是柔性TPU线。与以往的编织鞋面相比，该鞋面密度更高，不仅不会产生不必要的摩擦，还提高了鞋面的抗拉强度和抗扭强度。

FDM技术现在已经开始走向消费端。据了解，ECCO在上海开设的ECCO STUDIO Store已经开始向消费者端尝试3D打印个性化定制鞋款。印刷材料为硅胶，具有良好的回弹性和柔韧性。单次打印时间约2小时，打印后无需后期处理。

▌制造业回归德国？

面对亚洲劳动力成本上升、供应链速度缓慢的问题，阿迪达斯部署“快工厂”将生产转移回德国，并尝试将3D打印等自动化生产方式应用于体育用品生产全流程，重塑这个价值800亿美元的产业。

曾经，当阿迪达斯的“快工厂”工厂出现在公众面前时，“阿迪达斯搬回了德国！”这个声音让一些海外工厂感到担忧。在“快工厂”，从设计到交付1周内即可完成。该公司声称，一旦设计完成，这个生产周期甚至可以压缩到一天。阿迪达斯表示，他们不会像亚洲工厂那样大量雇佣劳动力，每个工厂只需要160人。

中国制造（Made in China）是世界上最受认可的标签之一。中国是世界上最大的制造大国，拥有世界上最完备的工业体系，是世界“制造大国”。如果3D打印的定制化能够大规模实现，中国是否还能保住“制造大国”的名誉和实际地位，是一个需要关注的问题。

众所周知，当今世界的主流制造工艺是被誉为“工业之母”的模具技术。然而，就在大家认为模具在行业中无可替代的时候，一种新的制造工艺问世了，那就是3D打印。

在3D打印出现之前，个性化定制鞋很难实现，因为成本太高。如今，基于3D打印、机器人、人工智能等多种技术的综合运用，制鞋领域的大规模生产完全有可能被个性化定制设计所取代。从阿迪达斯快工厂目前的发展势头来看，劳动密集型的传统制鞋模式或将面临更大的压力。