近日，美國Philadelphia大學的兩位工業設計專業學生在其碩士研究項目中選擇使用3D打印和3D掃描為消費者創造出量身定製的鞋子，以預防足部健康問題。他們的研究論文題目為《FOOTPRINT：3D打印自定義算法的鞋子（FOOTPRINT: 3D Printed Custom Algorithmic Footwear）》，他們的目標是結合3D打印、3D掃描、算法模型開發以及先進的紡織技術，製造出最前沿的鞋子。

 

Matt Flail和Tim Ganter介紹說，他們(men) 在選擇論文題目時注意到，人們(men) 在鞋子的製造、使用方麵有很多的問題，甚至包括那些最先進的鞋子。現實情況是，即使是市場上最好的鞋也往往是為(wei) 大眾(zhong) 用戶設計的，而不是針對某一個(ge) 特定的用戶。由於(yu) 世界上沒有兩(liang) 隻腳是完全一樣的，甚至包括我們(men) 自己的兩(liang) 隻腳都不相同，所以當前所用的標準尺寸加工係統已經遠遠落後了。鞋子和足部健康是現代生活的一個(ge) 重要組成部分，即使是市場上最好的鞋如果不是真正合腳的話也會(hui) 對穿用者的身體(ti) 造成不利影響，比如可能會(hui) 導致或加劇腳踝、膝蓋、臀部和背部關(guan) 節和肌肉方麵的問題。

 

“還有一個(ge) 問題是，當代鞋子的製造工藝在過去幾十年裏沒有任何改變。每款鞋子在製造過程中都需要使用昂貴的模具和工具裝備，整個(ge) 鞋子上使用的所有不同材料都需要相應的模具。此外，大量的材料在製造過程中被浪費，從(cong) 泡沫製成的成型件直到用於(yu) 鞋麵的模切材料。全世界每年大約生產(chan) 200億(yi) 雙鞋，這中間有大約3億(yi) 雙被丟(diu) 棄，而這還不包括來自工廠本身的浪費。另外，EVA——最常見的鞋底夾層泡沫——可以在填埋場存在1000年而不會(hui) 分解，而且不能回收利用。”這兩(liang) 位碩士研究生介紹說。

 

Matt Flail和Tim Ganter的論文主旨是重新構想和設計鞋子從(cong) 上到下的製造方式，不僅(jin) 要改變尺寸加工的方式，而且包括製造和材料的使用方法。他們(men) 研究了市場上的一些高質量運動鞋，包括耐克Flyknit和阿迪達斯Primeknit係列。他們(men) 還谘詢了一些足病醫生和鞋類專(zhuan) 家，以確定正確運動鞋的最有效方法。

“我們(men) 訪問了一些足科醫生，以了解對於(yu) 不同的腳型如何提供最好的支撐、他們(men) 眼中最合腳的鞋子是什麽(me) 、足部矯形存在什麽(me) 問題等。”他們(men) 解釋說，“我們(men) 獲得的最大收獲是，目前的足部矯形器與(yu) 鞋子的匹配存在巨大的問題。你可以有一個(ge) 合腳、並能夠在平地上提供正確支撐的矯形器，但是如果它不能與(yu) 運動鞋正確匹配的話帶給你的傷(shang) 害反而會(hui) 更大。”

基於(yu) 以上研究結果兩(liang) 位研究生決(jue) 定利用攝影測量軟件和結構光掃描對特定用戶的足部進行3D掃描，從(cong) 而創建出詳細的3D模型。

 

他們(men) 認為(wei) 在對在他們(men) 的設計過程中有三個(ge) 標準是首先要考慮的，第一個(ge) 是減少製造中的材料浪費，並消除昂貴的模具和工裝；其次是能夠根據用戶足部的精確形狀、尺寸和支撐需求進行量身定製；最後他們(men) 希望減少或者完全消除現代製造方式造成的過渡浪費。

在開發FOOTPRINT的過程中，Flail和Ganter測試了多種材料和3D打印技術，最終認定了選擇性激光燒結（SLS）技術能夠達到他們(men) 的研究項目所要求的最好結果，他們(men) 使用基於(yu) DuraForm Flex 3D打印材料的尼龍粉末來打印鞋墊和WHOLEGARMENT全成型編織工藝來製造特定尺寸的鞋麵。