Кроссовки стали обыденным элементом внешнего образа. Coral Runner – уникальная модель от сингапурского дизайнера обуви Шуна Пинга Пека, демонстрирующая, как аддитивное производство может решить проблемы, возникающие в обувной промышленности.

Мировая индустрия 3D печати кроссовок

Ноги, наверное, одна из недооцененных частей тела. Они являются основными элементами опорно-двигательного аппарата и перемещают нас – и в самом прямом смысле этого слова – до конца жизни.
Поэтому человечество стало защищать ноги еще в доисторические времена. Так была изобретена обувь, которая была очень примитивной. Некоторые находки датируются 3500 годом до нашей эры.
Сегодня производители спортивных товаров инвестируют миллионы в развитие ассортимента.

В то же время обувная промышленность сталкивается с рядом проблем:

•    Индивидуализация: клиенты все больше ценят персонализированные изделия, идеально адаптированные к форме и размеру ноги, обеспечивающие высокий уровень комфорта.

•    Экологичность: слишком большое разнообразие материалов затрудняет переработку.

•    Автоматизация: индивидуальный подход приводит к небольшому выпуску изделий. Малые партии требуют специальных инструментов или пресс-форм, что приводит к высоким затратам для компаний и длительным срокам ожидания доставки для клиентов.

Преимущества аддитивных технологий

Здесь на помощь приходит 3D-печать. Современные методы сканирования позволяют получать высококачественные CAD модели, которые передают точное цифровое изображение исследуемой стопы. Компьютерное моделирование используется для анализа поведения при ходьбе, затем виртуальная подошва воспроизводится в соответствие с индивидуальными особенностями ноги заказчика. Эти данные служат шаблоном для 3D-печати образца. Аддитивные технологии обеспечивают геометрическую свободу дизайна.

Также подошва может быть оптимизирована с точки зрения расхода материала. Новые сложные конфигурации и структуры реализуются без использования дополнительных инструментов. За последние десятилетия 3D-печать обуви превратилась в высокопроизводительную и автоматизированную производственную технологию, что открывает путь для массового выпуска изделий по индивидуальному заказу.

Концепция напечатанных кроссовок Coral Runner

Все перечисленные преимущества  – не новость для дизайнеров, таких как Шун Пинг Пек, обувной специалист из Токио. Дизайнер черпает вдохновение из повседневного окружения. Будь то предметы, узоры или натуралистические элементы, с которыми он сталкивается в жизни. Так возникла концепция создания Coral Runner, кроссовок, напечатанных на 3Д-принтере.

Фото: Voxeljet

Шун Пинг наблюдал за кораллами в своей естественной среде обитания и обнаружил параллель еду направлением их роста и стратегией выращивания детали из слоев порошка на 3D-принтере,. Геометрия одновременно проста и сложна. Общая конструкция остается максимально лаконичной, а оригинальные трубчатые структуры используются для усиления на поверхности и одновременно играют роль профиля на подошве. Вся модель является цельной без швов, клея и застежек.Чтобы создать первоначальный прототип Шун Пинг Пек решил работать с принтерами Voxeljet, которые с их технологией высокоскоростного спекания (High Speed Sintering) предлагают подходящий процесс 3D-печати полимерами.

3D-принтер VX200 HSS из данной серии оказался оптимальным решением для получения первого образца Coral Runner. Система печати работает очень быстро с постоянным временем нанесения слоя и способна использовать широкий спектр полимеров.

Фото: Voxeljet

Большим преимуществом печати обуви на 3D-принтере является возможность изготовления по индивидуальному запросу. Теоретически Coral Runner можно изготавливать с использованием традиционных производственных технологий, таких как литье под давлением. Однако этот способ очень сложен из-за единой конструкции. HSS предложила идеальное решение.

Обувь была напечатана из термопластичного полиуретана (TPU) от производителя Covestro. Этот материал недавно специально прошел проверку для процесса высокоскоростного спекания. 

В данном случае выбор TPU был совершенно разумным, поскольку состав обладает рядом интересных свойств. Он может быть очень мягким и эластичным или твердым и прочным. С помощью технологии высокоскоростного спекания на эти характеристики легко влиять. Специально регулируя объем поглощающего вещества, впрыскиваемого в слой порошка, можно более глубоко пропитывать определённые участки конструкции. Чем больше впрыскивается поглотителя, тем прочнее становятся компоненты. Используя промышленные струйные печатающие головки, можно создавать разные  градиенты в пределах слоя и таким методом получать различные свойства продукта в одном слое. Так, подошва идеально адаптируется к индивидуальному рисунку протектора и требованиям к амортизации.

HSS обеспечила более быструю печать кроссовок на 3D-принтере по сравнению с традиционным селективным лазерным спеканием (SLS). Принимая во внимание принципы технологии, можно создавать улучшенные конструкции. Уже идет работа по налаживанию печати обуви на 3D-принтере VX1000 HSS Voxeljet для производства больших партий вплоть до полностью автоматизированного серийного выпуска.