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盘点:3D打印矫正鞋垫,新的民用级消费应用点

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3D打印在医疗领域的应用前景广阔,而且许多已经投入实际临床,例如骨骼、助听器、义肢、义齿等,他们有个共同点,那就是需要根据每个患者的情况定制,在周期和成本上对于传统工业来说是个挑战,却是3D打印机的核心优势,正在医疗领域发挥越来越多的作用。

目前南极熊注意到,全球多个团队开始致力于矫形鞋垫的3D打印定制。矫形鞋垫的普及非常必要,据统计,四分之一的人有生物力学相关的足部问题,例如扁平足、足底筋膜炎等,每30秒就有一糖尿病足被截肢,足部的一些问题还会造成背部、颈部和膝盖疼痛。传统的手工定制鞋垫非常繁琐且性能有限,如今,完美贴合患者所需的定制形状可以通过3D打印经济高效地创建。
有的3D打印鞋垫,售价高达1000多人民币一双,比一双鞋子还贵,但还是受到不少顾客的欢迎。
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接下来南极熊就盘点一下3D打印鞋垫的厂商,以及他们的技术应用情况:

eSUN易生3D打印矫形鞋垫
eSUN易生瞄准矫形鞋垫行业痛点,利用对3D打印材料与设备的多年经验,专门研发了适用于矫形鞋垫生产的3D打印材料和3D打印机,并创建了国内首个iSUN3D医疗鞋垫3D打印系统。iSUN3D医疗鞋垫3D打印系统,大大刷新了同类系统的效率、产能、质量、成本等问题。为此eSUN易生还申请了专利技术,利用3D扫描获得用户足部数据,通过特软性能TPU线材及iSUN3D  FLX打印机,打印一双完全适合用户脚型的鞋垫,以此固定并保持足部健康。以下为详情步骤:
该材料拥有高柔性及高回弹力特性,会大大降低了材料的永久变形率;同时还拥有透湿性和耐水解性,使样件能经历清水洗涤,防寒保暖等工作条件,柔性及硬度也高于同类大多数材料,具备高透明性,确保打印尺寸形状的稳定。制品表面也容易涂色,打印时不需要加热底板,出丝流畅,无臭无味,是环保材料!

Dr. Scholl的Wiivv  3D打印鞋垫
制作鞋垫不难,而要定制一副完全贴合自己脚底需求的鞋垫,就需要用到两大核心技术:数据采集 和 3D打印。为此,Wiivv开发了一款专用的手机APP,用户只需要按照要求拍摄自己足部的照片,并将照片上传,将会根据拍摄的照片提取400个关键数据点,并生成适合用户的鞋垫三维数据。
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用户随后选择他们喜欢的个性化设计,并提交订单订购3D打印鞋垫,14天内将拿到定制的鞋垫。对于关注足部健康的用户,这是一款非常适合的产品,完美贴合,跑起步来舒适无比。这样的鞋垫要不要来一双?

目前Dr. Scholl的鞋垫有四分之三尺寸和全尺寸两种型号,售价99美元,客户可以从Apple或Google Play商店下载Dr. Scholl的Custom 3D Inserts应用程序进行定制。
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Dr. Scholl美国市场总监Claudia F. Metcalf表示:“我们为Dr. Scholl的客户带来可靠,舒适的3D定制体验,这是高级个性化的突破,未来用户能够在家定制鞋垫产品。

新加坡国家增材制造创新集群与Wiivv合作开发高性能生物识别鞋垫
新加坡国家增材制造创新集群(又译国家增材制造创新组合)与Wiivv公司签署了一份合作备忘录,Wiivv是美国和加拿大3D打印鞋垫的全球市场领导者。

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签约仪式在全球增材制造峰会暨亚太区产业转型会议上举行,由荣誉嘉宾交通部兼卫生部高级政务部长蓝彬明医生和新加坡企发局副局长司长蔡秀菊女士共同见证下签署。Wiivv公司联合创始人兼首席执行官Shamil Hargovan代表该品牌出席了仪式。

广东兰湾智能科技糖尿病人3D打印鞋垫
湾智能科技在脊柱侧弯、糖尿病人鞋垫、残疾人和老年人康复器具等方面申请了多项专利,并与中山大学附属医院、南方医科大学附属医院、广东省康复医院、北京大学附属医院等30多所医疗机构开展深层次合作,推出了适合糖尿病人的3D打印鞋垫。
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广州华南理工大学超柔性材料3D打印方案,低成本定制高性能生物力学鞋垫

广州华南理工大学有一个创客团队,研发了超柔性材料3D打印技术,可根据使用者的个体生物力学特征,使用超低硬度(支持低至邵氏硬度70A)的柔性材料,FDM个性化3D打印定制鞋垫。传统鞋垫工厂的老板看了之后,也瞬间眼前一亮。这也许是最接地气的3D打印消费级应用之一。
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其优势包括:
降低了低硬度材料3D打印的成本,包括设备成本和耗材成本;
大幅度拓宽材料的选择范围,支持TPU、TPE、TPEE、TPA;
基于FDM技术打印的特点,自形成气囊。

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普推出3D打印个性化鞋子鞋垫解决方案FitStation
3D打印巨头惠普推出了3D打印鞋类解决方案FitStation,由此正式杀入了鞋类个性化定制市场。该方案能够通过3D扫描、足部动态分析,以及3D打印(惠普自己的多射流熔融MJF 3D打印机)等技术轻松制造出个性化的鞋子。实际使用时,它会首先对足部进行精确的3D扫描,然后测量走路时足部对地面施加的压力并对其进行生物力学分析,收集有关步态的具体信息,最后根据这些生成能够以各种方式使用的个性化轮廓文件。
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毫无疑问,惠普的这款新产品十分有助于促进正在崛起的鞋类个性化定制行业进一步发展。它的能量远不如此,极有可能直接将这一市场带入一个新纪元,理由如下:

①它是全球首款真正的端到端软硬件解决方案,比当前市场上任何同类产品都更加全面,既能制鞋,又能造鞋垫,还能提供产品建议。

②它是惠普的产品,无论性能还是质量都堪称一流。同时,惠普的名声又十分响亮。所以,相信其日后的推广一定会十分顺利并且迅速,而事实上,这已经开始进行了 — 惠普已经确定将在数家指定的“非处方”鞋垫零售商Superfeet那里试点它了。同时,德国制鞋商Steitz Secura也宣布将采用它。

四川大学用激光烧结技术3D打印硅橡胶糖尿病患者专用鞋垫

四川大学研发的新技术,成形时间在2小时内,成本大幅降低,有利于硅橡胶3D打印技术的产业化推广。目前,四川大学与意大利国家研究委员会通过硅橡胶3D打印,成功实现了对糖尿病患者专用鞋垫的定制,从双脚的尺寸扫描、3D打印到最后产品成形,只需3个小时。

目前的3D打印材料分为两种:一种是用的硬度较高的尼龙材料,适用于齿轮、电视机外壳等工程机械开发;另外一种是以聚氨酯、硅橡胶为代表的柔性材料,可用于制备具有复杂结构的柔性电子器件、人造器官、医疗器件等,还能用于定制可穿戴设备等。

Superfeet定制化3D打印鞋垫ME3D
值得一提的是,这款产品是采用惠普的3D扫描和打印技术制造的,相当高级,所以自然也就比其它同类产品贵一些,一双要150美元(约1013人民币)。相比之下,另一家有名的3D打印鞋垫公司Wiivv Wearables公司的产品“只要”600元。不过正所谓一分钱一分货,惠普的技术确实好,所以ME3D自然值这个价钱。

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Prodways鞋类3D打印解决方案
Prodways公司宣布其开发出针对鞋类行业的3D打印解决方案组合的成功商业模式。Prodways的3D打印机和材料产品希望为鞋类制造商提供更好的帮助。 Prodways表示其专有的TPU材料已被运动服品牌Nike实施。
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Prodways公司的TPU材料根据Prodways的说法,“断裂拉伸率超过300%”,这样可以创建“超柔性”中底,无需花费大量时间生产模具设备。 3D打印行业最近采访了加拿大设计师Amadou ba Ndiaye,他展示了他完全由TPU制作的3D打印的鞋子。 这显示出3D打印不仅仅是中底的潜力。

据Prodways公司介绍,他们已经成功利用激光烧结技术(LS)3D打印出了多种鞋元素,包括外底、中底和鞋垫,而这就明显胜过了当前的许多竞争对手,因为他们大部分只关注其中的某一种元素,比如中底。更棒的是,这些3D打印的鞋元素不但质量和性能都很好,完全能够与传统的鞋元素媲美,而且可以拥有复杂的纹理和定制的造型和特性。

Stratasys联手Peacocks批量3D打印更轻的定制化足部矫形器
Stratasys的直接制造部门(SDM)正在与当今最世界最领先之一的英国医疗设备供应商Peacocks集团合作利用3D打印技术大规模生产新的足部矫形器。据悉,这种矫形器在各方面都要比采用传统的矫形器更优秀,之后将会以Peacocks现有的Podfo品牌上市。
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虽然对于鞋子等足部穿戴品的形状、材质,以及由此带来的舒适感,我们普通人可能并不十分在意,但其实,它们均与我们的健康息息相关,对于足部不正常的人群(如足部畸形患者)来说尤其重要。因此,这方面的市场其实非常庞大,比如IndustryARC之前发布的一份研究报告就预测到2020年,矫形鞋垫的全球市场规模将会达到35亿美元。而这正是目前3D打印技术越来越受到重视的原因 — 与传统工艺相比,它可以制造出匹配度更高的鞋子,从而带来最佳的舒适感。

矫形器与制鞋公司Aetrex收购3D打印鞋垫公司SOLS
2017年3月,定制矫形器与制鞋公司Aetrex Worldwide收购了有名的3D打印鞋垫公司SOLS。据悉,收购之后,SOLS会迅速将其现有产品融入Aetrex的产品体系,同时开始与后者的软硬件工程师合作,继续开发Aetrex的3D扫描仪。
借助SOLS的技术,用户可以用手机给自己的脚部照相,并通过APP上传给SOLS;照相结果实时生成数据,而SOLS将数据转化成3D数字模型。接下来,用户的专属鞋垫就依照这个3D模型在3D打印机上制作出来。
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“收购SOLS与Aetrex通过最先进技术为消费者提供最有价值产品的理念保持一致,”Aetrex首席执行官Larry Schwartz表示,“获得SOLS的技术将令我们的产品更具定制化特性和适应性。”

加拿大公司Wiivv Wearables3D打印鞋垫
3D打印的鞋垫可以根据对脚部的3D扫描数据创建,所以能够完美匹配脚型。而这不但能给予穿戴者最佳的舒适感,还有助于治疗脚部疾病。因此目前,世界很多地方都出现了提供这种鞋垫制造服务的公司。 1.jpg
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Wiivv有所不同 — 他们采用的脚部扫描方式是智能手机App,而不是大型扫描亭。这种方式的优点在于更加灵活(无需顾客上门即可执行),以及操作简单 — 用户只需将手机摄像头对准脚,然后慢慢移动,App就能快速获取完整的脚部轮廓信息,同时在足跟部位绘制出超过200个点。这些数据随后会被传回Wiivv,最后通过3D打印机变身为一双完全匹配用户脚型并且具备生物力学增强特性的鞋垫。

由于这种方式很灵活,产品也不算贵(标准尺寸售价89美元),Wiivv公司的发展一直十分顺利 — 2016年的众筹大获成功,最终筹到了超过23万美元,迄今为止更是已经卖出了超过10000双3D打印鞋垫。另外,他们还计划在2017年春季推出新品。所以,有理由相信这家公司未来会变得更强。

Cryos正在开发3D足部扫描系统以定制化矫正鞋垫
Cryos技术公司定制化矫正鞋垫的开发商正在使用Fuel3D的技术开发一套3D足部扫描系统,这套扫描系统将使得定制化矫正鞋垫的设计变得更加快速、简单。
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Cryos技术公司的动态矫正鞋垫用强大而灵活的高分子聚合物制成,在脚运动时起作用,固定脚的同时而不影响脚的移动性能。如果你只是追求一块脚垫和减震,那在杂货店买一双标准尺寸的鞋垫就足够了。但对更多有严重或慢性疾病的脚、后背或姿势有问题的人,一双定制的矫正鞋垫就显得很重要了。事实证明,3D打印和3D扫描对定制鞋垫的发展起着巨大的推动作用,像iMcustom公司和Wiiv Wearables公司就在用自己的3D打印矫正方案为行业出谋划策。矫正鞋垫的市场正在快速增长,一项来自市场研究公司IndustryARC的最新调查预测,到2020年,全球定制鞋垫市场将达到35亿美元。

iMcustom推出全球首款店内3D打印鞋垫定制系统
iMcustom推出全球首个3D扫描与打印系统。其中的服务包括动态足部3D扫描,定制化鞋垫设计,以及最后的鞋垫3D打印。这套系统将逐步进驻遍布美国的山姆会员店,其它零售店,以及医疗服务机构,而顾客将能够得到全3D打印和部分3D打印两类定制化鞋垫。
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系统使用的扫描设备是iMcustom与麻省理工学院合作开发的专利聚合物凝胶3D扫描仪。它的上面有一层柔软的凝胶垫,能够以小于1mm的高精度准确捕捉使用者的脚型,然后将得到的数据转化为STL文件并通过专用的3D查看器显示出来。随后,iMcustom的专家会对结果进行压力点分析,确定最合适的鞋垫类型 — 运动、活跃、休闲,以及健康。值得一提的是,扫描过程非常短,只要5分钟就能完成。

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一旦顾客选定了鞋垫类型,STL文件就会被发送至店内的专用3D打印机开始制作。整个过程都可以通过网络摄像头观看。鞋垫将会在短短90分钟内,通过FDM技术,使用高质量的弹性聚合物制造出来。最后,为了提高舒适感,上面还会添加一层Alcantara麂皮绒织物。

“这套3D扫描与打印系统是独一无二的。它将彻底颠覆整个产业。”iMcustom的CEO兼创始人Glen Hinshaw表示,“使用这套系统,以往需要数月才能做好的定制化鞋垫现在只需不到2小时就能完成了。此外,它还能带来其它许多好处,包括降低成本、环保、几乎不浪费材料,以及通过模块化和网络化实现的效率最大化等。”

SUNfeet定制化3D打印鞋垫
SUNfeet的制造方式很简单:通过智能手机获取穿戴者精确的脚部图像,然后创建完全定制化的3D打印鞋垫。这其中所使用的3D技术是由Instituto de Biomecánica开发的。它可以准确地捕获足部的形状,令制造出来的鞋垫无论是轮廓还是支撑点都与实际的脚部完全吻合,从而起到缓解足部疲劳和减轻疼痛的作用,令穿戴者该受到无比的舒适。

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设计完成后,Sunfeet将会通过3D打印技术来制造鞋垫。增材制造能够生产出更详细、复杂、传统生产工艺无法实现的设计。SUNfeet相信他们的3D打印产品可以提供前所未有的性能和灵活性,能够满足每一个用户的期望。

SUNfeet目前有三种不同的款式:休闲、优雅和运动。其中每一种都有独特的功能侧重,可以提供更好的灵活性,。

休闲型主要用于生活日常。它在脚趾上设计有额外的缓冲,可以更好地减轻压力带来的不是,在脚跟的部分也添加了一块特殊的弹性材料,能够有效缓解疲劳。

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优雅型主要用于时装类鞋子。它比其它两款更薄,在前脚掌处添加了额外的缓冲,还在足弓部分设计了支撑,能够有效分散压力从而减轻穿戴的疼痛感。人造肉在线www.renzaofood.com

运动型则很明显是用于运动的。它在设计上加入了对足弓的支撑,可提升穿戴者的运动能力并吸收脚跟受到的冲击,从而缓解疲劳。它还具有半刚性的足跟杯垫,能够增加穿戴者稳定性和对鞋子的控制能力。

SOLS Systems  3D打印定制化鞋垫 — SOLS Flex
SOLS Flex本身是由先进的3D打印材料(包括NASA认可的塑料 — 尼龙11)制成的,具有足弓支撑,吸收冲击、缓解足跟压力,足部、脚踝和背部疼痛等功能,不但可以显著提升舒适度,而且能够对使用者的个人步态做出反应。同时因为是采用3D打印技术制作的,它还能够适应任何形状的鞋子。无论你是运动员还是普通的上班族,是希望预防足部疾病还是为了缓解疼痛,改善目前的健康状况,SOLS Flex都是最佳的选择。

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除了上面这些,SOLS Flex还有一个非常大的亮点,那就是它的制作非常方便:你只需下载一款iOS app,然后在站立和非站立状态下为自己的脚拍照即可。这些脚部的图像会拥有数量超过1000的数据点,只需不长的时间就能自动创建出可以完美匹配你脚部的鞋垫3D模型。模型完成后,你只需下单订购就可以了。这个过程中,你还可以选择包括皮革、氯丁橡胶和羊毛等多种表面和数种不同颜色。

RSPrint合资企业将提供定制动态3D打印鞋垫
比利时3D打印公司Materialise发布与足底压力测量系统专业公司RSscan International共同发展新的合资企业,名为“RSPrint Powered by Materialise”。RSPrint将会制造世界上第一款动态3D打印鞋垫,为支持个人用户的每一步进行定制。

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RSPrint将会使用RSscan的Footscan(足底扫描)硬件和软件,对动态压力进行测量,以进行鞋垫的设计,并为个人制作出3D打印鞋垫。这种鞋垫不仅考虑到病人的脚的形状,还考虑了在行走和跑步过程中的压力分布。







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