你很快就能穿上3D列印的鞋子了

阿迪達斯Futurecraft 4D跑鞋的鞋底採用Carbon Inc.「數字光合成」的3D列印技術。圖片來源：Adidas

記者 Christopher Mims

知道嗎，你今年有可能穿上3D列印的鞋子。

製造業將在2017年年底前迎來里程碑式的轉變——批量生產列印的零部件。到目前為止，這個概念聽上去都有些矛盾，因為3D列印一直主要用於生產樣品和定製零部件。

但是，隨著3D列印技術領域實現了突破性創新，我們終將看到一些原來難以實現的設計逐漸變為真正的消費品。從長期來看，這也意味著以前無法生產的產品終於能生產了，某些產品的生產地在地理上也離消費者更近了。

我手頭有兩種產品採用了這種新技術，二者材質截然不同，一個是塑料，一個是鋼。產品之一是阿迪達斯跑鞋，採用3D列印的格狀鞋底，狀似裸露的植物根須，彷彿生命機體一般。

另一項是3D列印的鋼鉸鏈，其表面布有極其精細的紋理，彷彿自然沉積的砂岩，完全不像鍛造出來的，此外與其他金屬零部件並無二致。這個鋼鉸鏈的三塊活動部件巧妙地拼接在一起，傳統製造工藝很難實現。

圖片來源：Adidas

3D列印迄今已有20多年歷史，而目前為止，這項技術的應用範圍還僅僅局限於製造新奇玩意、樣品、工廠機器上的小部件，或是造價高昂的專用零部件，比如假肢的零件、噴氣式飛機引擎的燃料噴嘴等。

多年來，阿迪達斯一直在尋找能夠滿足製造運動鞋需求的3D列印技術，他們最終與創業公司Carbon Inc.達成合作，後者迄今共獲得了2.22億美元融資。Carbon摒棄了逐層緩慢噴塗塑料粉的方式，採用「數字光合成」(digital light synthesis)印表機，利用紫外線和氧氣將液態塑料固化。這種製造方式速度快，成本低，產品質量也很好，至少在生產數萬件某一特定物品時，與模壓塑料相比很有競爭力。

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為什麼是現在？

傳統製造業需要制模、澆鑄和機械加工，因此前期的時間和金錢成本都較高。大批量生產時當然無須擔心，而一旦產量較少，成本就有些過於高昂了。而3D列印最終解決的是如何用更便宜耐用的材料，大幅加快生產過程。

惠普公司(HP Inc.)和Desktop Metal公司正在利用真正的噴墨印表機技術。惠普的多噴射融合(Multi Jet Fusion)印表機售價為13萬美元起，會噴出真正的吸熱墨水到塑料粉末基底上，可以一次性列印出多層0.1毫米厚的材料。

正在列印中的阿迪達斯Futurecraft 4D跑鞋鞋底。

圖片來源：Adidas

Desktop Metal的製造級系統售價36萬美元起，使用噴墨印表機噴射粘合劑將金屬微粒吸附在一起，然後在類似烤箱的地方融合。這種技術與時下頗受DIY族歡迎的3D列印技術截然不同，後者使用的更像是一種熱膠槍。

惠普與Desktop Metal公司都在打破3D列印的傳統，摒棄「剃鬚刀與刀片」商業模式——許多3D列印公司正是採用這種模式，通過銷售專門的列印材料來賺錢。目前，惠普正與巴斯夫(BASF SE)以及其他50多家公司展開合作，這些公司將為惠普的3D印表機提供粉狀塑料。Desktop Metal使用的則是粉狀金屬，這是一種很常見的材料，一般用於金屬粉末注射成型等技術。

裕克施樂(Oechsler AG)的技術高級副總裁Matthias Weisskopf表示，明年，人們將在日常生活中見到各種各樣的3D列印產品，汽車零部件就是其中之一。該公司正在為阿迪達斯建造工廠，為德國汽車製造商生產零部件。卡特彼勒公司(Caterpillar Inc.)的全球售後零配件戰略總監Don Jones表示，另一個重大變革就是3D列印產品將替代建築設備上的金屬配件。

利用Desktop Metal Inc.的3D列印技術生產的鉸鏈。

對這兩家公司來說，使用3D列印也意味著進一步拉近製造業和終端消費者的距離。卡特彼勒的問題在於，更新維修設備意味著要維護成本高昂、散布各地的零部件倉庫網路。公司希望用按需列印的零部件取而代之。目前，阿迪達斯正在德國和美國亞特蘭大建造「速度工廠」(Speedfactories)，按需生產商品。

阿迪達斯並未公布3D列印運動鞋的售價，但表示將按照「premium」高端系列對其定價。公司預計今年年底前將發貨大約5,000雙，2018年底前發貨量將超過10萬雙。

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不過，3D列印想要成為製造業的主流，依然面臨許多障礙。捷普(Jabil Circuit Inc.)的全球自動化副總裁John Dulchinos表示，與以前的3D列印技術相比，新技術確實大幅降低了單個零部件的成本；但是，當產量超過兩萬時，這種成本優勢就蕩然無存了。捷普是美國的一家消費電子產品製造商，產品包括迪斯尼主題公園腕帶、有聯網功能的運動短褲等等。目前，該公司正嘗試使用惠普與Desktop Metal的印表機來製造生產部件。

在傳統製造業中，製造模具和加工的成本可以分攤到每個零部件中，產量越多，成本越低。而使用3D列印技術，無論產量是一個還是一萬個，成本基本都一樣。

還有另外一個大問題。這些零部件尚未接受極端耐用測試認證，而這種認證是汽車等行業必須考慮的。Dulchinos表示，這些材料還有很多測試沒有做。「這是一個『有待證明』的行業。」他說。

福特汽車公司疊層製造研究的技術負責人Ericen Lee表示，正是由於這個原因，福特雖然從3D列印技術問世以來就一直在探索應用該技術，卻從未出售過使用3D列印零部件的汽車。

不過，寫文章期間，我自己做了一些不太科學的測試，本來以我的經驗看來，3D列印產品肯定經受不住考驗。我穿上阿迪達斯的跑步鞋，在城市街頭跑了很長時間，我以為這雙鞋子跑著跑著就會四分五裂，然而並沒有。我還用鎚子敲了敲鋼鉸鏈。我雖然不像John Henry（美國民間傳說中的非洲裔英雄人物）一樣孔武有力，但力氣也不小，結果鋼鉸鏈依然完好無損。

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