3D打印技術(shù)對鞋類品牌設(shè)計與生產(chǎn)帶來的影響研究

摘要：3D打印技術(shù)是以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末金屬或塑料物質(zhì)進行逐層打印，使構(gòu)造物體能夠快速成型的技術(shù)，將其運用在鞋類品牌的設(shè)計與生產(chǎn)中，能夠大幅優(yōu)化相關(guān)工作質(zhì)量與效率。為此，本文將圍繞3D打印技術(shù)進行分析討論，并提出該技術(shù)對鞋類品牌設(shè)計與生產(chǎn)帶來的影響，從而幫助制造類企業(yè)提高設(shè)計與生產(chǎn)的合理性與科學(xué)性，實現(xiàn)經(jīng)濟高速增長的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：鞋類品牌生產(chǎn);鞋類品牌設(shè)計;3D打印技術(shù)

引言：隨著信息時代的到來，人們的對鞋類產(chǎn)品的需求度更高，更新?lián)Q代的速度也大幅度提升，如果相關(guān)品牌的設(shè)計與生產(chǎn)得不到有效提高，會難以適應(yīng)新時代的發(fā)展浪潮，最終被激烈的行業(yè)市場所淘汰，因此制造企業(yè)需要進一步加強相關(guān)技術(shù)的更新與升級，將3D打印技術(shù)替換傳統(tǒng)的手工描繪方法，確保設(shè)計內(nèi)容更符合消費者的使用需求。

一、3D打印技術(shù)分析

（一）技術(shù)類型

當(dāng)前3D打印技術(shù)主要分為：光敏樹脂材料3D打印技術(shù)，即是在一定波長的紫外線照射下，使添加光敏劑的聚合物產(chǎn)生聚合反應(yīng)，完成模型的固化。但該方法由于材料局限性較高，且應(yīng)用條件較為單一，無法大規(guī)模進行普及，且材料費用也較為昂貴，因此使用并不廣泛;FDM技術(shù)，是將材料進行受熱融化處理，再將膠狀物通過噴頭擠壓而出，之后進行凝固定型，該方法的使用材料種類眾多，如PLA、PC、尼龍等都可作為打印機的應(yīng)用原料，因此其應(yīng)用范圍較廣，是當(dāng)前使用較普遍的打印技術(shù)之一;激光燒結(jié)技術(shù)，與光敏樹脂材料打印技術(shù)原理相似，都是以激光器進行紫外線照射為打印條件，只是材料通常以金屬粉末、陶瓷粉末為主，雖然打印效率與之相比較低，但勝在材料價格低廉、工藝技術(shù)便捷，具有良好的成品強度。

（二）打印材料

打印材料可分為：金屬材料，包含鋼鐵、合金等物質(zhì)，能夠以金屬粉末作為3D打印的原材料，制作相關(guān)機械部件與設(shè)備零件，雖然制造成品的硬度較高，但產(chǎn)品的精細度較低，缺少良好的后期調(diào)節(jié)功能。但合金物質(zhì)則不同于鋼鐵粉末，其本身具有良好的抗腐蝕性，因此制造的相關(guān)產(chǎn)品不僅具有較強的韌性，還能保持優(yōu)良的精細度，并且將其運用在3D打印過程中能夠提高原材料的利用率，減少不必要的成本支出，從而提高加工效率;樹脂材料，是鞋模打印的主要生產(chǎn)材料，也是當(dāng)前使用效率最高的3D打印原料，其制造出的相關(guān)產(chǎn)品能夠完整保持樹脂的高強度、高平整度特性，并且由于材料來源廣泛，能夠使鞋子生產(chǎn)速度得到大幅度優(yōu)化，即使是款式較為復(fù)雜的鞋類，也能以多只同時打印的方法進行大量生產(chǎn)。

二、3D打印技術(shù)對鞋類品牌設(shè)計與生產(chǎn)帶來的影響

（一）優(yōu)化結(jié)構(gòu)造型

對于鞋類設(shè)計來說，最重要的莫過于符合當(dāng)前市場環(huán)境的實際需求，確保產(chǎn)品具有獨特的設(shè)計結(jié)構(gòu)與使用價值，能夠依照時代發(fā)展的變化進行設(shè)計內(nèi)容的及時變更。這就需要設(shè)計者具有良好的設(shè)計理念，能夠?qū)⑻厣?、個性化的想法付諸實踐，使鞋類的結(jié)構(gòu)造型可以得到完整呈現(xiàn)，因此選擇適合的設(shè)計載體尤為重要。3D打印技術(shù)不同于傳統(tǒng)的鞋子生產(chǎn)方法，能夠使結(jié)構(gòu)造型更加立體、更直觀化，不必使用定性材料或進行材料的拼接、搭縫進行產(chǎn)品塑型，導(dǎo)致產(chǎn)品存在較大的局限性，而是通過使用模具，來確保成品鞋可以最大程度的符合設(shè)計需求，即使是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鞋底，仍然能夠通過塑化、固形的方式準(zhǔn)確制作出來。

（二）縮短生產(chǎn)流程

以往的鞋子生產(chǎn)流程需要設(shè)計人員先制定計劃稿件，進行樣式的擬定，再根據(jù)版型下料、縫合、整型出樣，之后對相關(guān)樣式進行校檢、測驗，保證其準(zhǔn)確無誤后，才可進行批量生產(chǎn)，并且在生產(chǎn)過程中，還需要動用大量的人力資源，進行皮料的裁剪、修整，再選取合適皮料后由制版師進行排版、二次裁切，才可完成整個工序，這種方法不僅生產(chǎn)效率較低，工序流程過于繁瑣，還會造成大量的資源浪費與不必要的財產(chǎn)損失。而3D打印技術(shù)則可有效解決此類問題，在實際使用時，省去了繁瑣的制造過程，只需進行設(shè)計、建模和打印即可完成整個生產(chǎn)流程，由于使用的是模型化制造，在更改時也只要對標(biāo)準(zhǔn)模樣進行修改即可，大大減少了人力資源的使用和材料的支出。此外，在設(shè)計人員將設(shè)計圖紙信息轉(zhuǎn)換為三維模型的構(gòu)建參數(shù)后，需要將信息再次傳遞回打印機，使該設(shè)備能夠?qū)⒑线m的材料一層層打印出來，形成最終的實際產(chǎn)物，從而有效縮短生產(chǎn)周期，提高工作效率。

（三）設(shè)計個性化

一方面是人們對鞋的需求越來越高，一對一私人訂制服務(wù)已經(jīng)越來越普及，因此提高鞋類品牌設(shè)計的個性化和獨立性是時代發(fā)展的必然趨勢。3D打印機十分適合根據(jù)用戶的特殊需求進行少量產(chǎn)品的定制生產(chǎn)，不同于以往鞋楦采用的削減、打磨等處理方式，既浪費大量的應(yīng)用材料，又加大了制作時間。其采用的腳部掃面系統(tǒng)能夠直接對用戶的腳底部、甚至腳印進行數(shù)據(jù)采集，并通過3D建模的方法，為客戶制定舒適的鞋子。另一方面，3D打印技術(shù)能夠利用其設(shè)計時間短、制作成本低的特點進行大量新設(shè)計思想的實驗與驗證，使設(shè)計難度高、制造要求復(fù)雜的鞋子也能夠在短時間內(nèi)被生產(chǎn)出來，降低了以往人為加工時可能出現(xiàn)的相關(guān)誤差，進一步提高了制作的精準(zhǔn)度，并且3D建模技術(shù)可以幫助用戶與設(shè)計方進行在線互聯(lián)網(wǎng)溝通，雙方能夠根據(jù)虛擬信息圖像進行實時討論與分析，從而根據(jù)具體問題進行及時反饋，避免相關(guān)矛盾在轉(zhuǎn)述的過程中出現(xiàn)遺漏，也有效防止層層下達下信息失真產(chǎn)生的可能。

（四）功能性優(yōu)化

鞋類的種類眾多，有為了追求時尚前沿設(shè)計的、有為了舒適便捷設(shè)計的，根據(jù)實際需求的不同，產(chǎn)品的功能性也各不一致。為了進一步提高鞋類產(chǎn)品的使用性能，確保其能夠高度適應(yīng)實際環(huán)境，相關(guān)企業(yè)需要進一步推出3D打印鞋款，以此順應(yīng)時代發(fā)展的潮流。比如對于運動鞋來說，其本身的實用性能極為關(guān)鍵，在運用3D打印技術(shù)進行生產(chǎn)時，需要確保材料和模具的高質(zhì)量，并利用批量生產(chǎn)的優(yōu)勢，將制作時間進一步縮短，保證成本與生產(chǎn)污染得到大幅度降低，并且3D打印技術(shù)也將理想狀態(tài)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)得以實現(xiàn)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)本身具有良好的透氣性和減震作用，在激烈運動中能夠有效保護人員的腳部，避免外部受力對人身體健康產(chǎn)生的影響。而3D打印技術(shù)本身應(yīng)用原料為尼龍，具有良好的韌性和受力強度，能夠有效進行壓力的緩沖，并且其打印時使用的TPU粉末材料具有良好的防水、防污性，可以確保鞋幫面的光滑、整潔。當(dāng)前我國知名運動品牌匹克即是運用了3D打印技術(shù)進行運動鞋的生產(chǎn)，使鞋子在保證高運動性能的同時，進一步提高了其透氣性能，減少了在運動過程中產(chǎn)生的摩擦，進而使鞋子的使用壽命得到大幅度延長。

結(jié)論：綜上所述，通過對3D打印技術(shù)的技術(shù)類型、打印材料進行分析研究，提出其對鞋類品牌設(shè)計與生產(chǎn)帶來的結(jié)構(gòu)造型優(yōu)化、生產(chǎn)流程縮短、設(shè)計個性化、功能性優(yōu)化等積極影響，從而使鞋類品牌設(shè)計與生產(chǎn)質(zhì)量得到大幅度提升，提高相關(guān)工作效率，便于設(shè)計人員更好的運用3D打印技術(shù)，加強制造企業(yè)的經(jīng)濟效益，為人們帶來更好的服務(wù)。

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作者簡介：郭劍鋒（1980.6.23），男，漢族，湖南益陽人，本科，助教，研究方向：鞋類繪圖設(shè)計，鞋品CAD，犀牛建模，鞋靴設(shè)計。

湖南工藝美術(shù)職業(yè)學(xué)院 湖南 益陽 413000