如何用python打印田字格_如何用 3D 打印一双顶级跑鞋回形针
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跑步時,從腳碰到地面開始會受到地面的反作用力。從著陸的減速到隨著腳步推蹬過程的加速,這一過程中腳和地面的壓力會達到兩個峰值:Fz1 和 Fz2 。這兩個峰值分別對應落地過程和蹬地過程。
跑速 3m/s 時 Fz1 為 1.6 倍體重,Fz2 為 2.5 倍體重,當跑速提高到 5m/s 時,這兩個數值會增大到 2.3 倍和 2.8 倍。當一個 75 公斤體重的成年人以 5m/s 奔跑時,每一步都會讓鞋底承受 210 公斤的壓力。
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對于跑鞋來說,鞋底由大底、中底、和通常由鞋墊充當的內底組成,其中負責吸收這些強烈沖擊的中堅力量是中底。
傳統的中底材料多是 EVA ——乙烯樹脂醋酸纖維這類發泡塑料,在冷壓模具中放好坯料之后加溫加熱,模具中的材料就會膨脹起來充滿模具內部,利用膨脹產生的微小空氣囊,在沖擊時變形吸收力量。
但每一次沖擊都會使部分氣囊破裂,喪失減震能力。一般來說,跑鞋壽命在 500 - 1000 公里之間,但正常穿著 400 - 800 公里后,減震效果就已經不足最初的 60% 。
2016 年 adidas 申請了這樣一份專利:在這份專利中 adidas 將使用一系列的單元結構組成的鏤空中底代替傳統EVA中底。
為了完成復雜的結構設計,優化中底的緩沖、穩定性和回饋力量。adidas 對運動員進行了運動和生理數據采集。
收集這些數據運用了壓力板、足部掃描儀、Run Genie 步態追蹤傳感器和 ARAMIS 。其中最重要的是被 NASA 用于分析火箭發動機噴口運行狀態的 ARAMIS 系統。
ARAMIS 由兩臺高速攝影機組成,拍攝的畫面首先通過精確的數學模型校正,消除傳感器、攝影機角度和鏡頭畸變的影響,再通過算法將拍攝的畫面轉為高精度三維坐標。
通過分析三維坐標,就能確定鞋底的表面位移、應變、加速度和速度。
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工程師根據這些數據提供的鞋底各處的受力情況,依據力的大小再構建不同粗細的鏤空支撐單元就完成了中底的拓撲優化。
然而不論是注塑還是模內膨脹都很難制造出這樣一個鏤空結構的部件,唯一的方法,是采用 3D 打印。
常用的彈性材料 3D 打印技術是 SLS 激光燒結技術:每次均勻地鋪上一層打印材料粉末然后用激光將構成零件的部分燒結。這項技術有兩個缺點,切片分層打印內部結構并不連續而且很難得到光滑的表面。
最終,硅谷的 3D 打印公司 Carbon 使用的 SLA 光固化技術。SLA 技術下的數字合成打印產品內部結構與注塑類似,是一個連續的無分層結構,并具有物理、化學性質不會因方向產生變化的特性。
在打印時,打印平板會浸入原料槽中與原料槽底板窗口保持約半個頭發絲的距離,這個區域被 Carbon 稱為“死區”,機器底部的光學引擎會發射對應層切片的圖案將打印平面與原料槽底板間的光固化樹脂初步固化,隨著打印過程打印平面不斷抬高并在這個區域進行固化并保持連續液體界面。
完成打印后,初步固化的產品并不是最終成品,它們會被送入烤爐進行加熱,加熱過程中內部發生化學反應會再次固化。經過二次固化的產品可以越過原型階段直接滿足最終產品級的性能需求。
Carbon 的數字光學合成技術最高比其他 3D 打印技術快 100 倍,只要 35 分鐘就能制造出一片 4D 中底,也正因如此,采用 4D 中底的?ALPHAEDGE 4D SPACE RACE?才能成功量產。
在下面這支視頻中,你就可以看到,“當運動遇見硅谷”如何讓 4D 科技得以誕生。
不僅如此,擁有 4D 中底的?ALPHAEDGE 4D SPACE RACE?跑鞋更是擁有 Continental 馬牌橡膠大底。并加入了含有反光材料的 FORGEFIBER 超輕編織鞋面,以藍紫色的星空圖案點綴經典黑色鞋面。
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為了配合科技感與未來感十足的 4D 開放式矩陣網格中底,中足與足跟處還加入了運用漸變幻彩的 TPU 貼片,十足亮眼。
新款 ALPHAEDGE 4D SPACE RACE 系列鞋款已于阿迪達斯天貓旗艦店、官方商城同步限量發售。2019 年 12 月 15 日起線下店鋪限量發售。
掃描下方小程序碼,進入商城,只要 2499 元,就能將以上全部尖端科技穿在腳上,一腳踏入璀璨星空。
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