2017年12月剛出爐的美國《時代雜誌》,評選了2017年最令人驚豔的25個創新。 iPhone X、特斯拉Model 3都是當然人選,但有一雙運動鞋竟也入選了。
原來,一家名為「Carbon」的矽谷新創與愛迪達合作,成功以3D列印技術,製造出重量輕、韌性又強,長得如蜘蛛網般的運動鞋底,顛覆了原有的運動鞋設計。更令人訝異的是,別人用3D列印做數量很少的「樣鞋」,這家新創號稱能以近百倍的速度,把打樣的技術拿來量產做鞋子。
用最新「光固化」技術製成的愛迪達3D列印球鞋。(取自Carbon官網)
3D列印技術一直無法走向量產,原因是速度太慢。過去,一雙鞋底要花數天甚至一週,才能完成。但現在Carbon公司的新技術,半小時就能完成。於是愛迪達在今年4月,預告今年年底前將推出3D列印生產的球鞋,明年預估推出10萬雙。也讓這家新創公司被《MIT科技評論》選為世界最聰明的50家公司之一。
3D列印量產關鍵:從固態加熱成液態,變成液態加熱定型
3D列印為什麼能從小量打樣,走向量產化?關鍵是「光固化」技術。原本較普遍的3D列印技術是「熱熔融」,一種把吸管般的塑膠材料加熱後,靠噴頭噴出一層一層半固態性質的塑膠材質,一層一層往上疊出鞋底。但有個問題,熔融成型的鞋底速度慢,一段段疊起的塑膠,也容易從接縫處斷裂,耐用性不高。
Carbon則是改以「光固化」技術,用雷射光照射液態樹脂,把液體變成固體。做法是把像牛奶一般的樹脂,從上方用機器拉出,拉起後的半固態樹脂,照射到從底部射出的雷射光後,就逐漸變成固態的鞋底。於是一雙鞋底,半小時內慢慢的「長」了出來。
「光固化」技術讓原本需要一週印製的鞋子,縮短到半小時就完成。(取自愛迪達官網)
「我們最大的特色就是用光來製造我們的產品,而且強度與耐熱性還不輸傳統鞋底,Carbon 共同創辦人德西蒙尼(Joseph DeSimone)對資誠的分析師說。
鞋子大小將可因人而異
3D列印更成熟,一但鞋子能量產,客製化程度也將提高。台科大機械工程學系教授、台灣3D印協會理事長鄭正元說,傳統製作鞋底的方式,是把塑膠灌入模具當中,打開模具後就是一雙雙的鞋底。
用模具作鞋底有個缺點,第一,開模是鞋廠居高不下的成本。第二是鞋子的尺寸不能完全合腳。「現在的鞋子只能買7號或8號的尺寸,這是因為每一鞋底的型號都要開一個模具,不可能無限開,3D列印因為不需要模具,只要設定腳型可以完全依照腳的大小製作,像是7.2或7.3號的特殊尺寸,」鄭正元說。
台灣製鞋業優勢還能延續?
3D列印不只會改變運動鞋,也可能給台灣鞋廠帶來衝擊。鄭正元表示,過去因為台灣開模的技術好速度又快,在製鞋產業佔據重要地位,但未來如果製作鞋底不再需要模具,「對台灣的製鞋業是很大的衝擊。」
在台中,專門生產運動品牌鞋底的欣展工業董事長楊國顯分析,3D列印與傳統開模技術將有不同的市場區隔。3D列印適合量少複雜性高的鞋子,傳統技術適合生產量大的鞋款。
麻煩的是,3D列印技術從機台設計到原料使用,都被重重的專利技術保障,台灣目前仍少有人投入。例如由Carbon所發展出的機台,未來只能使用特定供應商提供的原料。而Nike與愛迪達也已經開始和擁有3D列印技術的機台設計公司(如Epson、Carbon等)與化工廠合作,研發下個世代的原料與生產技術。
3D列印製鞋的整條供應鏈大戰已逐漸升溫。(取自Carbon官網)
台灣製鞋雙雄加入戰局
台廠不是沒有警覺。一位任職於政府法人單位,熟悉3D列印技術的分析師提到,台灣的製鞋雙雄寶成、豐泰也都已經投入開發。
此外,中部的塑膠中心也成立平台,邀請製鞋相關的上、中、下游業者,一起投入新市場。包括生產上游化工原料的台塑與李長榮,中游的系統設備商鼎新,以及下游的宏遠興業與彪虎等,都不同程度參與了計畫。
3D列印技術逐漸成熟後,也會改變鞋子銷售的方式。正在研發3D快速試製平台的塑膠中心研發部劉文傑與王仕凱說,傳統鞋子的開發時間要接近一年,未來消費者可以依照自己的喜好,選擇列印不同軟硬度的鞋底、配件樣式、鞋面等部位,客製化生產能在一週內交到消費者手上。
以後,鞋子將更邁向客製化,大眾鞋號將不再是唯一選擇。(取自愛迪達官網)
迎接無人製鞋廠的未來
王仕凱說,未來導入電商平台,再整合3D列印,自動列印出鞋的不同零件,最後以機械手臂組裝,就可完成從訂購與製造,完全都自動化的無人工廠平台。
3D列印從少量試製,走到即將量產10萬雙,新科技的崛起正在顛覆腳底下的運動鞋,以及背後龐大的供應鏈。(責任編輯:王珉瑄)