“開悟”模塊化概念鞋

劉子豪 龍欣悅

背景：

隨著中國經濟轉型，3D打印的應用領域越加廣泛。除了在工業制造、醫療、建筑方面得到廣泛的應用外，3D打印技術在文化藝術領域，尤其是創意設計方面，也得到了普遍的運用。3D 打印技術具有使鞋類產品快速成型的特點，對鞋類產品造型設計的應用與發展有不可估量的影響。設計師運用 3D 打印技術對鞋品造型進行的再設計，改變了傳統手工制作的方法和工藝，將設計創意變為現實存在的鞋產品，給消費者呈現出各類造型新穎的鞋款。

老齡人口的不斷增多，我國正面臨著前所未有的老齡化過程。中老年人是很少使用踝關節穩定方式的，更多的是采取髖關節和跨步調節穩定方式。這也解釋了為什么很多中老年人會出現腰痛，由于穩定方式的改變，髖關節周圍肌肉的過度使用，會出現髖關節和腰部的疼痛。出于對老齡人的人文關懷，在最直接的鞋上可以做出改變。

足部畸形障礙的人群一直沒有什么簡單的方式去改善出行的壓力，最典型的扁平足利用自己定制腳型的鞋和鞋墊就可以輕松解決，但是在傳統制造模式下，價格十分高昂且等待周期長，不好更換。但如今利用3d打印的快速定制，可以使更多的足部畸形患者擁有更加便利且專業的出行裝備，且與正常人無異。

意義和目的：

1、為特殊（老齡化、疾病患者）群眾提供良好出行體驗

如今老齡人的出行產品一直沒有什么良好的突破，“開悟”概念鞋基于3d打印技術，我們可以通過掃描用戶的腳型和提取腳底壓力分布獲得用戶獨有的3d打印模型，由于快速原型設計，輕松地為對應的用戶提供想應的足弓矯正鞋底或鞋墊。并更快速更安全的制作出模塊化的組件與其組裝。可以制作出針對老齡個體適合自己腳型的出行鞋款。同時，也可以使用3D打印技術為特別患者定制適合腳型的鞋墊，用于治療扁平足、高弓足、大腳骨（拇外翻）、膝損傷、膝關節痛、足跟痛等疾病。可以使特殊人群獲得更加良好的人文關懷

2、提供消費者模塊化的專屬定制服務

“開悟”概念鞋針對制鞋行業和 3D 打印技術的特點，提出 3D 打印技術在鞋靴個性定制中應用的可行性方案。既在功能上為用戶提供最貼合自己足部的鞋內環境，又可以在造型顏色上為用戶提供更多的選擇，大底、鞋墊、鞋面系統單獨定制，再通過拉鏈、卡扣實現樂高式的拼裝，利用 3D 打印技術可以按照設計隨心所欲的生產，省去傳統工藝的復雜工序，節省材料快速研發，注重文化創意，真正實現個性化定制。同時將傳統工藝難以實現的造型，通過3d打印將更多中國特色元素新穎多樣化的呈現于產品，并通過完善的網絡技術，將產品信息提供給客戶，提高了客戶的購物積極性，方便迅速的定制到所需的款式，提高了應對市場變化的整體競爭。

3、弘揚中國傳統文化元素

鞋子作為現代人們比較重視的服飾品，傳遞著使用者的審美情趣、 價值觀及心聲，更代表了穿著者的內在的個性。當今服飾產品的比較缺少中國自己的元素，在鞋類產品的產品的體現大多為圖形紋樣的印刷，而無法體現出中國傳統元素更多的韻味，“開悟”概念鞋利用其3d打印的快速成型，最突出的就是為鞋造型提供有機生命形態，通過對中國傳統元素的演化再造，可以更加高級的將中國韻味傳遞給消費者。

二、解決的關鍵問題

解決的關鍵問題：

1、個性化定制：

（1）單個模具開發成本較高：以往鞋底模具制作方法，通過 CAD 設計母模的模型，再用電腦數控機床加工木制母模，并用木制母模制作硅膠模及陶瓷模，最后運 用鑄造工藝加工出金屬母模。由于要求高精度，整個模型制作需要 2000-2500 元左 右的費用，企業每年耗費在模具上的制作經費很高。而 3D 打印技術的介入可在成本 上下降為傳統方式的 1/3-1/5，且提高模具開發制造的成功率。

（2）定制周期長：以往模具是經由機床反復切割和打磨制作完成，由于要求高精度，一個模具的制造時間在 2 周左右。而通過 3D 打印技術運用，從建模到 3D 打印可以在一兩天內實現，簡單造型甚至可在幾個小時內完成，大大加快產品設計研發周期和進度。

（3）結構造型受約束：由于傳統工藝無法實現復雜造型，設計方案的造型不能完全滿足客戶的初衷。

針對以上問題，我們利用3D 打印技術的介入能在時間、成本、效率以及個性化的滿足程度大大提高。加上通過互聯網，使客戶可遠程參與設計和修改方案，提供一種便捷的手段以服務于客戶。可以有效地解決研發過程中造型的復雜性和多變性。傳統鞋靴產品設計不能完成的立體造型通過 3D 打印技術得以實現，降低了成本且效率明顯提高。

2、傳統文化結合：

如今很多市面上的鞋類產品，為了在產品中體現出中國傳統元素來吸引消費者，就直接在鞋面上繪制花鳥蟲魚或者將毫無文化語言的圖形紋樣印在鞋面上，給消費從視覺上帶來突兀之感，是背離設計學的初衷的，這樣的產品也不能稱之為運用了中國傳統元素的設計。拋棄將中國傳統的圖形、墨色和線條等圖樣紋飾簡單地照搬復制，可以采用“形而上”的思想，研究傳統文化背后的蘊含的文化思想進提煉傳統文化精髓再通過3d打印技術巧妙地融入到設計中，使民族傳統文化美學與鞋設計理念巧妙結合。

3、足部矯正模塊：

出于健康原因許多足部發育不良的人或老齡化人群需要定制矯形鞋墊，以緩解站立或運動時產生的不舒適感。傳統的矯形鞋墊供應鏈長，用戶、醫生和制造商之間的溝通環節多。由于采用機械與手工相結合的制造方式，使得鞋墊在交付給用戶之前可能需要進行多次調整和試戴。 用戶通過足部掃描儀在幾分鐘內完成免費的掃描。準確捕獲足部三維形狀和壓力點。腳部掃描數據將在5分鐘內完成。在獲得基本的足部和健康數據之后，如果用戶確定需要訂購一副3D打印鞋墊，公司將開始為用戶設計鞋墊。設計文件完成后，鞋墊通過設在商店內的3D打印機進行打印。用戶在訂購當天就可以拿到打印好的鞋墊。 從腳部的掃描到鞋墊的設計和打印，整個過程中的每個步驟客戶都會得到通知。

利用3D打印參數化使模型來適配足底不同區域的壓力分布，比如說壓力重的地方可能會做一些更好的支撐，或者說顧客想要更軟彈的腳感，可以用模型來幫助處理出一個更舒服的狀態。對于3D打印來說，每一款鞋子都是量身定做的，和市面上買到的大家都能穿到的鞋是不同的，這也是3D打印的優勢所在。比如在一個實體店里面，有讓客戶來進行掃描，掃描之后3D打印就生成了屬于自己的鞋子組件。顧客在兩個小時之后，剛好也可以把鞋子帶走回家組裝。