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解读3D打印技术在制鞋领域的应用价值

2020-03-08 478 上传者：管理员

摘要：就目前而言，鞋类产品的款式设计大多数集中在帮面款式变化，如帮面款式分割、帮面镂空设计、条带设计、面料印花等。而在鞋子跟底方面，由于受上游配件企业、跟底配件供应商模具成本、设计能力的制约，设计师在鞋跟底设计方面的变化空间相对较窄。但是随着国内工业行业3D打印技术的兴起和不断发展，给鞋类设计领域带来了新的探索领域和发展方向。如果将鞋跟底3D设计技术及3D打印技术相结合，不仅可以大大拓展鞋类设计师在鞋跟底部分的设计空间，使得异形跟等产品设计转换效率提高，还可以提高一些个性化定制鞋设计转换效率。基于此，本研究主要针对鞋跟进行3D设计，然后利用3D打印技术，将设计转换为鞋跟产品，以期为鞋子的制作提供新的发展方向。

关键词：
3D打印
3D虚拟设计
设计空间
鞋跟
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1、背景

目前，随着国内工业制造业智能化、信息化、数字化的发展，制鞋行业也面临着转型升级。中国传统制鞋行业在产品设计开发方面大多采用设计师手绘，样板师傅凭借经验制版，设计师到市场选配材料等方式进行样品开发。而在这一过程中，鞋企设计开发部门常面临几个问题，一是手绘设计稿难以全面仿真表现鞋款式；二是大量开发样品，中单率低，成本较高；三是样品款式开发常常受上游跟、底、面辅料等环节限制，自主设计款式开发局限，单个跟、底模具制作成本高。这些困难及问题往往阻碍了品牌的设计创新和发展。随着国内外3D技术的兴起和发展，鞋类3D设计技术越来越成熟地应用在设计领域，大大提升了设计效率。

同时，制鞋行业跟、底、配件等领域引入3D打印技术，使得设计师款式自主设计空间变大，大大增强了鞋类创新设计的可能性。将鞋跟底3D设计技术及3D打印技术相结合，使得异形跟等产品设计转换效率大大提高，也使得一些个性化定制鞋转换效率大大提高。团队在进行基于3D打印技术的鞋跟设计项目研究过程中，发现市场消费者对鞋类3D技术的应用并不是特别了解并报一定的观望和期待的态度。本研究主要结合消费者市场调研，针对鞋跟进行3D设计，然后利用3D打印技术，将设计转换为鞋跟产品。

2、研究内容与方法

项目将鞋跟3D虚拟设计技术与3D打印技术相结合，分市场调研，鞋跟3D设计、建模，3D打印步骤展开研究。研究应用的软件设备有DELCAMESHOEMAKER、KEYSHOT等3D设计软件，3D打印设备。具体研究内容如下：

2.1 市场调研

为了更好的了解市场需求，指导设计师完成3D鞋跟设计。项目组对3D打印鞋跟的消费者市场需求进行了调研，投放问卷240份，回收有效问卷227份。受访消费者女士占75%，男士占25%，其中83%的受访者为年龄在18-25岁之间的青年消费群体。

2.1.1 消费者鞋类产品消费习惯

通过此次调研发现，有84%的消费者会通过网购渠道消费鞋类产品，有63%的消费者会通过实体店渠道消费鞋类产品。在消费频率方面，有30%的消费者一年购鞋1-3双；45%的消费者一年购鞋3-5双；14%的消费者一年购鞋5-7双；11%的消费者一年购鞋7双以上。由此可见，活跃在网络消费领域的青年消费者换鞋频率较高，对款式需求较大。

表1 消费者年购鞋频率

2.1.2 消费者对鞋跟的喜好

通过调研数据，可以看出，消费者对鞋跟的设计要素比较看重舒适度、款式、材料。在跟型方面，48%的消费者选择了相对较稳定、舒适的粗跟，50%的消费者选择了异型跟等其他跟型，这也表明消费者对鞋跟的款式需求变化越来越大，传统的鞋跟类型难以全面满足消费者需求。在鞋跟高度方面，有69%的消费者常穿着0~3cm低跟，有47%的消费者常穿着3~5cm中跟，选择高跟与超高跟的消费者较少。

2.1.3 消费者对3D技术的认知

通过调研发现，有57%的消费者表示听说过3D打印技术并有一定了解，有23%的消费者表示看好3D打印技术的发展前景。在3D技术带来的鞋跟设计方面的优势，消费者比较看好款式新颖独特，创意空间大和更能适应智能制造发展趋势几个方面。同时，有75%的消费者表示愿意尝试应用3D技术开发的鞋类产品。

2.2 鞋跟3D设计、建模与打印

鞋跟设计必须以楦体造型为依据，围绕着楦体的造型特点进行配套设计^[1]。本研究应用DELCAMESHOEMAKER、KEYSHOT等软件进行鞋跟的设计和建模。首先DELCAMESHOEMAKER软件中参考鞋楦楦型进行鞋跟建模，再在KEYSHOT渲染软件中进行效果渲染，以观察鞋跟的整体3D虚拟设计效果，确定模型后进行3D打印。建模设计方法：

2.2.1 在DELCAMESHOEMAKER中，选取参考鞋楦；

2.2.2 测量鞋楦后翘高度，做辅助线，确定鞋跟高度；

2.2.3 测量楦长，确定鞋楦跟口位置；

2.2.4 基于鞋楦后跟曲面、跟口斜度设计完全贴合鞋楦的鞋跟上表面；

2.2.5 鞋跟造型设计，如下图，组合式鞋跟结构设计、鞋跟浮雕设计；

2.2.6 将模型导出，格式转换，在KEYSHOT渲染软件中进行效果渲染，观察模型；

2.2.7 修改、确定设计后，再次导出模型，进行3D打印。

图1 组合式鞋跟

图2 浮雕式鞋跟

图3 3D打印鞋跟成品

3、总结

随着3D打印技术和商业应用的发展，“大批量的个性化定制”将成为重要的生产模式。3D打印与现代服务业的紧密结合，将衍生出新的细分产业和新的商业模式，创造出新的经济增长点^[2]。3D打印技术在制鞋领域有较好的应用价值。一方面，3D打印塑形能力好，能够给予设计师更大的发挥空间，提升了设计的自由度；另一方面，3D打印具有传统模具制造无法达到的快速、精准、定制等特点，可以从鞋样设计、模具、生产流程上全面降低成本。将鞋跟3D虚拟设计技术与3D打印技术相结合，增大了鞋类设计的自由变化空间，大大提升了异性跟等跟型的转换效率，为个性化定制鞋市场提供了新的机遇，也为未来鞋类行业的创新发展提供了更多的可能性。在市场方面，消费者对鞋跟款式设计及舒适度需求较大，对鞋跟3D设计、3D打印方面也是报有较高的期待，大部分消费者表示愿意消费应用3D技术设计研发的鞋类产品，项目应用前景较大。

参考文献：

[1]李书平,游伟民皮鞋鞋跟的设计规律,中外鞋业.20014

[2]李小丽,马剑雄等3D打印技术及应用趋势,《自动化仪表》,第35卷第1期2014年1月

沈妮,秦宏坤,曾田彤,等.基于3D打印技术的鞋跟设计[J].西部皮革,2019,41(21):66-67.