刘子豪 龙欣悦

背景：

随着中国经济转型，3D打印的应用领域越加广泛。除了在工业制造、医疗、建筑方面得到广泛的应用外，3D打印技术在文化艺术领域，尤其是创意设计方面，也得到了普遍的运用。3D 打印技术具有使鞋类产品快速成型的特点，对鞋类产品造型设计的应用与发展有不可估量的影响。设计师运用 3D 打印技术对鞋品造型进行的再设计，改变了传统手工制作的方法和工艺，将设计创意变为现实存在的鞋产品，给消费者呈现出各类造型新颖的鞋款。

老龄人口的不断增多，我国正面临着前所未有的老龄化过程。中老年人是很少使用踝关节稳定方式的，更多的是采取髋关节和跨步调节稳定方式。这也解释了为什么很多中老年人会出现腰痛，由于稳定方式的改变，髋关节周围肌肉的过度使用，会出现髋关节和腰部的疼痛。出于对老龄人的人文关怀，在最直接的鞋上可以做出改变。

足部畸形障碍的人群一直没有什么简单的方式去改善出行的压力，最典型的扁平足利用自己定制脚型的鞋和鞋垫就可以轻松解决，但是在传统制造模式下，价格十分高昂且等待周期长，不好更换。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拥有更加便利且专业的出行装备，且与正常人无异。

意义和目的：

1、为特殊（老龄化、疾病患者）群众提供良好出行体验

如今老龄人的出行产品一直没有什么良好的突破，“开悟”概念鞋基于3d打印技术，我们可以通过扫描用户的脚型和提取脚底压力分布获得用户独有的3d打印模型，由于快速原型设计，轻松地为对应的用户提供想应的足弓矫正鞋底或鞋垫。并更快速更安全的制作出模块化的组件与其组装。可以制作出针对老龄个体适合自己脚型的出行鞋款。同时，也可以使用3D打印技术为特别患者定制适合脚型的鞋垫，用于治疗扁平足、高弓足、大脚骨（拇外翻）、膝损伤、膝关节痛、足跟痛等疾病。可以使特殊人群获得更加良好的人文关怀

2、提供消费者模块化的专属定制服务

“开悟”概念鞋针对制鞋行业和 3D 打印技术的特点，提出 3D 打印技术在鞋靴个性定制中应用的可行性方案。既在功能上为用户提供最贴合自己足部的鞋内环境，又可以在造型颜色上为用户提供更多的选择，大底、鞋垫、鞋面系统单独定制，再通过拉链、卡扣实现乐高式的拼装，利用 3D 打印技术可以按照设计随心所欲的生产，省去传统工艺的复杂工序，节省材料快速研发，注重文化创意，真正实现个性化定制。同时将传统工艺难以实现的造型，通过3d打印将更多中国特色元素新颖多样化的呈现于产品，并通过完善的网络技术，将产品信息提供给客户，提高了客户的购物积极性，方便迅速的定制到所需的款式，提高了应对市场变化的整体竞争。

3、弘扬中国传统文化元素

鞋子作为现代人们比较重视的服饰品，传递着使用者的审美情趣、 价值观及心声，更代表了穿着者的内在的个性。当今服饰产品的比较缺少中国自己的元素，在鞋类产品的产品的体现大多为图形纹样的印刷，而无法体现出中国传统元素更多的韵味，“开悟”概念鞋利用其3d打印的快速成型，最突出的就是为鞋造型提供有机生命形态，通过对中国传统元素的演化再造，可以更加高级的将中国韵味传递给消费者。

二、解决的关键问题

解决的关键问题：

1、个性化定制：

（1）单个模具开发成本较高：以往鞋底模具制作方法，通过 CAD 设计母模的模型，再用电脑数控机床加工木制母模，并用木制母模制作硅胶模及陶瓷模，最后运 用铸造工艺加工出金属母模。由于要求高精度，整个模型制作需要 2000-2500 元左 右的费用，企业每年耗费在模具上的制作经费很高。而 3D 打印技术的介入可在成本 上下降为传统方式的 1/3-1/5，且提高模具开发制造的成功率。

（2）定制周期长：以往模具是经由机床反复切割和打磨制作完成，由于要求高精度，一个模具的制造时间在 2 周左右。而通过 3D 打印技术运用，从建模到 3D 打印可以在一两天内实现，简单造型甚至可在几个小时内完成，大大加快产品设计研发周期和进度。

（3）结构造型受约束：由于传统工艺无法实现复杂造型，设计方案的造型不能完全满足客户的初衷。

针对以上问题，我们利用3D 打印技术的介入能在时间、成本、效率以及个性化的满足程度大大提高。加上通过互联网，使客户可远程参与设计和修改方案，提供一种便捷的手段以服务于客户。可以有效地解决研发过程中造型的复杂性和多变性。传统鞋靴产品设计不能完成的立体造型通过 3D 打印技术得以实现，降低了成本且效率明显提高。

2、传统文化结合：

如今很多市面上的鞋类产品，为了在产品中体现出中国传统元素来吸引消费者，就直接在鞋面上绘制花鸟虫鱼或者将毫无文化语言的图形纹样印在鞋面上，给消费从视觉上带来突兀之感，是背离设计学的初衷的，这样的产品也不能称之为运用了中国传统元素的设计。抛弃将中国传统的图形、墨色和线条等图样纹饰简单地照搬复制，可以采用“形而上”的思想，研究传统文化背后的蕴含的文化思想进提炼传统文化精髓再通过3d打印技术巧妙地融入到设计中，使民族传统文化美学与鞋设计理念巧妙结合。

3、足部矫正模块：

出于健康原因许多足部发育不良的人或老龄化人群需要定制矫形鞋垫，以缓解站立或运动时产生的不舒适感。传统的矫形鞋垫供应链长，用户、医生和制造商之间的沟通环节多。由于采用机械与手工相结合的制造方式，使得鞋垫在交付给用户之前可能需要進行多次调整和试戴。 用户通过足部扫描仪在几分钟内完成免费的扫描。准确捕获足部三维形状和压力点。脚部扫描数据将在5分钟内完成。在获得基本的足部和健康数据之后，如果用户确定需要订购一副3D打印鞋垫，公司将开始为用户设计鞋垫。设计文件完成后，鞋垫通过设在商店内的3D打印机进行打印。用户在订购当天就可以拿到打印好的鞋垫。 从脚部的扫描到鞋垫的设计和打印，整个过程中的每个步骤客户都会得到通知。

利用3D打印参数化使模型来适配足底不同区域的压力分布，比如说压力重的地方可能会做一些更好的支撑，或者说顾客想要更软弹的脚感，可以用模型来帮助处理出一个更舒服的状态。对于3D打印来说，每一款鞋子都是量身定做的，和市面上买到的大家都能穿到的鞋是不同的，这也是3D打印的优势所在。比如在一个实体店里面，有让客户来进行扫描，扫描之后3D打印就生成了属于自己的鞋子组件。顾客在两个小时之后，刚好也可以把鞋子带走回家组装。