3D打印技術，一個你不陌生而又陌生的詞匯。不陌生的是你也不知道從哪裏學來的這個詞，突然就從嘴裏冒了出來，一下子變的朗朗上口。陌生的是當你想要向朋友解釋什麽是3D打印技術時，你卻發現這個時不時從自己嘴裏蹦出、為自己跟上時代步伐而引以為傲的詞，完全不知從何說起。
這的確不能怪你，因為我們都一樣，對這項老舊的新技術始終知之甚少。稱之為老舊，因為早在幾十年前它即為世人所發明，隻不過在最近才因為材料、工藝、成本等原因被從行業邊緣拉回了主流市場。
那到底什麽是3D打印技術？1984年該技術的創始人查爾斯•W•赫爾定義了專利術語“Stereolithography”即“立體光刻造型技術”，通俗的說法是“係統通過創建多個截麵的方式生成三維物體對象”。
1-鞋底的打印
3D打印的設計過程是：先通過計算機輔助設計（CAD）或計算機動畫建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區”成逐層的截麵，從而指導打印機逐層打印。打印機通過讀取文件中的橫截麵信息，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截麵逐層地打印出來，再將各層截麵以各種方式粘合起來從而製造出一個實體。這種技術的特點在於其幾乎可以造出任何形狀的物品。通俗的講，就是每個截麵數據相當於醫學上的一張CT像片；整個製造進程能夠比喻為一個“積分”的進程。然後整個進程在電腦的操控下，由3D打印機體係主動完結。
目前的3D打印已經擁有了許多不同的技術，其中比較成熟的有UV、SLA、SLS、LOM和FDM等方法。其中：
SLA是“StereolithographyAppearance”的縮寫，即立體光固化成型法。用特定波長與強度的激光聚集到光固化材料表麵，使之由點到線，由線到麵次序凝結，完結一個層麵的繪圖作業，然後升降台在筆直方向移動一個層片的高度，再固化另一個層麵。這樣層層疊加構成一個三維實體。SLA技術首要用於製造多種模具、模型等，還能夠在製造過程中通過摻加其他成分，SLA用原型模替代熔模精細鑄造中的蠟模。SLA技術成形速度較快，精度較高，但因為樹脂固化進程中發生短縮，不可避免地會發生應力或導致形變。因而適用於開發短縮小、固化快、強度高的光敏材料。
SLS技術，挑選性激光燒結技術（SLS——SelectiveLaserSintering）是選用激光有挑選地分層燒結固體粉末，並使燒結成型的固化層層層疊加生成所需形狀的零件。其整個技術進程包含CAD模型的樹立及數據處置、鋪粉、燒結以及後處置等。整個技術設備由粉末缸和成型缸組成，作業時粉末缸活塞（送粉活塞）上升，由鋪粉輥將粉末在成型缸活塞（作業活塞）上均勻鋪上一層，機核算機依據原型的切片模型操控激光束的二維掃描軌道，有挑選地燒結固體粉末材料以構成零件的一個層麵。粉末完結一層後，作業活塞降低一個層厚，鋪粉體係鋪上新粉。操控激光束再掃描燒結新層。如此循環往複，層層疊加，直到三維零件成型。結尾，將未燒結的粉末收回到粉末缸中，並取出成型件。
3D打印機技術中，金屬粉末SLS技術這些年最為熱議與追捧。運用高熔點金屬直接燒結成型零件，對用傳統切削加工辦法難以製造出的高強度零件，對急速成型技術更廣泛的運用具有重要的意義。
LOM技術，分層實體製造法（LOM——LaminatedObjectManufacturing），LOM又稱層疊法成形，它以片材（如紙片、塑料薄膜或複合資料）為原資料，其成形原理為激光切開體係依照核算機提取的橫截麵概括線數據，將反麵塗有熱熔膠的紙用激光切開出工件的表裏概括。切開完一層後，送料機構將新的一層紙疊加上去，運用熱粘壓設備將已切開層粘合在一起，然後再進行切開，這樣一層層地切開、粘合，結尾變成三維工件。LOM常用資料是紙、金屬箔、塑料膜、陶瓷膜等，此技術除了能夠製造模具、模型外，還能夠直接製造構件或功用件。
未組裝的3D打印鞋
該技術的優點是作業牢靠、模型支撐性好、成本低、效率高。缺陷是前、後處置費時吃力，且不能製造中空布局件。
FDM技術，熔積成型（FDM——FusedDepositionModeling）法，該辦法運用絲狀資料（白臘、金屬、塑料、低熔點合金絲）為材料，運用電加熱辦法將絲材加熱至略高於熔化溫度（約比熔點高1℃），在核算機的操控下，噴頭作x-y平麵運動，將熔融的資料塗覆在作業台上，冷卻後構成工件的一層截麵，一層成形後，噴頭上移一層高度，進行下一層塗覆，這樣逐層堆積構成三維工件。該技術汙染小，材料能夠回收，主要用於中、小型工件、塑料件、鑄造用蠟模、樣件或模型。
打印可替換的鞋跟
眾多集中技術中，它們的不同之處在於以可用的材料的方式，並以不同層構建創建部件。有些技術利用熔化或軟化可塑性材料的方法來製造打印的“墨水”，例如：選擇性激光燒結和熔融沉積式，還有一些技術是用液體材料作為打印的“墨水”的，例如：立體平板印刷、分層實體製造。每種技術都有各自的優缺點。一般來說，主要的考慮因素是打印的速度和成本、3D打印機的價格、物體原型的成本、還有材料以及色彩的選擇和成本。就目前來看，可以直接打印金屬的打印機價格最為昂貴，所以很多時候人們會先使用普通的3D打印機來製作模具，然後用這些模具製作金屬部件。
隨著多種3D打印技術的日趨完善，3D打印技術所帶來的技術優勢也逐漸顯現在我們麵前。若幹年前，3D打印鞋是種毫無意義的想法。尤其是當技術仍處於熔絲製造法為主的桌麵級3D打印機時。近來，隨著大量可使用於3D打印的新材料湧現，我們看到了3D打印技術的更多新應用。
可更換鞋跟
無論是本刊或是其他媒體都曾報道過關於企業或個人利用3D技術打印衣服、配飾的實例，比如錢包，手機殼，甚至完全的3D打印鞋。現在，來自台灣的一家名為朗朗設計的企業，則希望在3D技術上走得更遠。
陳敏傑（音譯），朗朗設計的聯合創始人之一，生活中癡迷於設計和構造，對數字化製造有著強烈的興趣。陳敏傑是一名擁有建築學學曆的設計師，喜歡挑戰數字化製造的極限。通常每一年他都要針對一種技術建立一個大項目，比如CNC、激光切割、高速切割機床以及3D打印。他認為能夠自己動手設計和操作是一件很美妙的事情。
陳敏傑從2012年開始擁有一台閃鑄3D打印機，並不斷進行創意實驗。去年他的3D打印換裝十六進製係列，這是他在Thingiverse網站上發現的另一個混合設計。隨後，他用他的3D設備為一隻受傷的鴨子成功製作出複健輔具，幫助鴨子恢複行走，從而獲得不少關注。這隻鴨子遭到野狗攻擊，左腳受到嚴重傷害，雖然經過動物醫院手術治療後，但左腳掌向內蜷縮無法自由行走。動物醫院獸醫希望有人能幫忙製作專用的複健輔具。
朗朗設計接下這項請求，先建立輔具的3D模型，再利用3D打印機製作輔具，成功幫鴨子量身打造複健專用輔具，為國內3D打印創下新的應用實例。
陳敏傑表示要幫鴨子量身打造輔具並不容易，使用 3D掃描儀為受傷的鴨腳建立模3D模型，但很快的就發現3D掃描儀以紅外線建模有其限製，掃描的物體表麵如有油脂或反光就會使模型出現破麵，無法建立完整 的3D模型，加上鴨子是活生生的動物，細微的震動也會影響到3D掃描。
朗朗設計利用紙黏土為傷腳建模，再透過逆向工程修改3D模型，經過不斷的修正、打印、試穿，最終成功。
輔具在設計上包括4個組件，包括下底板、上束帶、前肢左右固定器及轉軸，可以想見製作上過程繁複，且需要耐心不斷修改。為了克服3D掃描儀的限製，朗朗以紙黏土為鴨子的腳掌、踝關節等處製作陰模、陽模，再透過逆向工程修改調整3D模型。
整鞋效果
國外曾有利用3D打印技術製作義肢的案例，陳敏傑表示，製作義肢是依照想象設計製作，但鴨子受傷的左腳仍然存在，必需為傷腳量身設計製作輔具感覺要比義肢更困難，例如輔具必需考慮傷腳的踝關節、彎曲的自由度等等。
有了這個成功的案例，今年陳敏傑想做一些新的嚐試，一些關於定製鞋以及更進步的嚐試。為此，他想到了具有可換鞋跟特點的3D打印鞋。想到此，尤其是針對女鞋而言，這真是一個相當出彩的主意。
陳敏傑說有時候女士們需要為日常活動準備不止一雙鞋子，比如工作時候穿的、社交活動時穿的，以及散步時候穿的。有時候好看的鞋不一定適宜散步。為什麽不設計一種可更換鞋跟的裝置？攜帶起來也沒有任何問題，因為任何人都可以靈活而簡便地自行打印可更換鞋跟。
隨著可使用的彈性纖維絲材料的增加，鞋子已經能夠通過3D打印製造舒適的鞋子，同時彈性度使鞋子易於彎曲和壓縮從而適合放進小空間中，比如，女士的手提包。
陳敏傑開始這個項目前，為完善源自拔佳鞋業所設計鞋模，陳敏傑便花費了三個迭代。然後3D掃描被用於穿著者腳的測試，以確保腳部尺寸完美無暇的精準。鞋被分成獨立的四個部分打印，包括鞋尖部，鞋跟萼、鞋底和鞋跟。鞋可以是未組裝狀態的。穿鞋的人可以選擇去掉鞋跟部分，用另外的尺寸替代，說不定女士們更願意在晚上外出之時穿更高跟的鞋子，在白天到處走動時換回矮的鞋跟。朗朗設計的創意可以提供這樣的選擇。若陳敏傑繼續致力於這個設計以及其他新的、趣味的新式鞋，驚喜的成果可以預見。
可以說，3D打印技術為企業產品的設計開發人員帶來了一種全新的產品開發模式。運用3D打印技術能夠急速、直接、準確地將設計思維轉化為具有必定功用的產品模型（樣件），這不但縮短了開發周期，並且降低了開發費用，更激發了無數創意。隨著技術的日臻成熟，相信在製鞋業將會出現更多3D技術之下的驚喜之作。
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