廣州：超柔性材料3D打印方案，低成本定制高性能生物力學鞋墊

2018年11月9日，南極熊了解到，廣州華南理工大學有一個創(chuàng)客團隊，研發(fā)了超柔性材料3D打印技術，可根據使用者的個體生物力學特征，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打印消費級應用之一。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技術打印的特點，自形成氣囊。
  

前不久媒體報道一個“天價鞋墊”的事件：國內某醫(yī)院康復診療中心將一雙生物力學定制鞋墊賣到了2650元的價格。我們不評價該醫(yī)院的定價策略，我們且回歸到此事件的核心產品，其涉及兩大關注點：

• 生物力學定制鞋墊是什么；
• 價格是否可以降低。
  

許多人很好奇，何為生物力學定制鞋墊，它區(qū)別于普通鞋墊的要點是什么，它的核心作用是什么?；卮疬@些問題之前，我們先來看看關于足部健康的一些研究，美國足部醫(yī)學會的研究報告顯示：一個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，而在步行時足部所承受的地面反作用力達到1.5倍體重，跑步時更達到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，若是劇烈運動，沖擊力就更大。

鞋如果沒有良好的減震和防護系統(tǒng)來應對這種沖擊力的話，不僅使雙腳感到疲憊不堪，還會對膝關節(jié)、腰、背甚至大腦造成沖擊傷害，因此鞋的減震和防護系統(tǒng)對足部健康管理很重要。而因為每個人的腳型并不相同，甚至每個人的左右腳也并非完成對稱，步態(tài)也不同，在步行或其他運動時足底各部分所受到壓力的分布自然也不同，因此對個體的足部健康進行管理應該從個體足部的生物力學特征出發(fā)設計鞋的減震和防護系統(tǒng)。

生物力學定制鞋墊正是根據每個人足部的生物力學特征包括足底壓力分布、跟軸線偏移、步態(tài)等而進行的個性化定制鞋墊，其作用是完全貼合個體情況進行減震和防護系統(tǒng)設計從而達到足部健康管理目的。

您可能還看過以下報道：NBA巨星勒布朗·詹姆斯每次給球迷送鞋，都會先把鞋墊抽出來。是否勒布朗·詹姆斯太小氣？不，其實是他的鞋墊是針對他本人的生物力學特征而定制的，別人也不適用。
實際上，大多數職業(yè)運動員均使用生物力學定制鞋墊，此鞋墊對足部保護作用顯而易見，而且有助于延長運動壽命。但，基于傳統(tǒng)的制作工藝，個性化定制生產需要經過開模制造或機加工等一系列復雜的生產工序，而由于個體的唯一性，相關工藝費用無法平攤，遵循傳統(tǒng)制造工藝生物力學定制鞋墊的成本顯然是較高的。

如“天價鞋墊”事件所對應的2650元的價格，對于普通消費者而言確實偏高。那么，是否有辦法在滿足消費者個性化的足部健康管理需求的同時降低價格呢？

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

• 不需要經過開模工序，從而可大幅度降低個性化生物力學定制鞋墊的制作成本；
• 基于FDM打印技術選材范圍廣的特點，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。
  

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

超低硬度柔性材料FDM打印技術可應用于生物力學定制鞋墊/鞋底：

能為生物力學定制鞋墊/鞋底客戶提供什么？

也許，未來定制鞋制造方式會是這樣：

• 靜態(tài)掃描，獲得腳型輪廓數據及靜態(tài)足底壓力分布；
• 步態(tài)掃描，獲得動態(tài)足底壓力分布；
• 定制酷炫的中底；
• 定制適合個體的鞋墊；
• 定制個性化鞋面；
• 整鞋。
  

目前，已完成原型機驗證，第一代樣機，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。

此項目的創(chuàng)始人余金文告訴南極熊，“生物力學定制鞋墊，有了超柔性材料FDM 3D打印技術，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，同時也需要鞋業(yè)非鞋業(yè)的應用合作伙伴、材料和設備OEM合作伙伴”。

也許，除了以Adidas的3D打印鞋引領鞋業(yè)制造潮流之外，3D打印定制鞋墊也會欣起一個趨勢。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鞋墊.ppt”方案的讀者，可填寫報名索要
https://www.wenjuan.com/s/ieYBRzS/

行業(yè)應用的嘗試。高端鞋墊市場可能有需求