Selektywne spiekanie laserowe oraz zastosowanie materiału DuraForm® Flex TPU umożliwiło stworzenie pierwszych w historii drukowanych podeszw środkowych do butów przeznaczonych dla zawodowych biegaczy.
Latem 2015 roku istniejąca na rynku już od 109 lat firma postanowiła podkreślić silne zaangażowanie jej ekspertów w tworzenie innowacyjnych produktów. To właśnie wtedy powstało nowe hasło promocyjne przedsiębiorstwa o treści: “Nasze produkty są stale w fazie ulepszeń.”
Dziewięć miesięcy później chwytliwy slogan stał się rzeczywistością dzięki Zante Generate – pierwszym w historii butom dla biegaczy z pełnowymiarową drukowaną podeszwą środkową. Aby odpowiednio uhonorować 44 lat Jima Davisa na fotelu prezesa firmy New Balance, wyprodukowano 44 pary rzeczonego modelu obuwia. Zostały one stworzone w siedzibie firmy w Lawrence (stan Massachusetts) we współpracy z 3D Systems.
Stworzenie Zante Generate możliwe było dzięki zastosowaniu technologii selektywnego spiekania laserowego (SLS) oraz materiału DuraForm® Flex TPU. Aby nieustannie ulepszać jakość oferowanych produktów, New Balance wykorzystuje technologię trójwymiarowego drukowania w kolorze (CJP) celem przygotowywania zarówno formy jak i palety barw odpowiednich dla coraz to nowych prototypów obuwia.
Prototyp niemalże taki sam jak produkt finalny
Jak sama nazwa wskazuje, podeszwa środkowa stanowi część buta znajdującą się pomiędzy warstwą zewnętrzną bezpośrednio stykającą się z podłożem a warstwą okalającą górną część stopy. Jej głównym zadaniem jest amortyzacja oraz stabilizacja stopy podczas biegu. New Balance używa trójwymiarowych drukarek ProJet® x60 ColorJet przez ponad piętnaście lat. Służą one do produkcji prototypów pozwalających ekspertom dokładnie określić użyteczność oraz wartość estetyczną elementów opracowywanych w procesie projektowym. “Prototypy pozwalają projektantom określić jak podeszwa środkowa wyglądać będzie po wyprodukowaniu” powiedział Daniel Dempsey, inżynier ds. prototypów i produkcji zatrudniony w firmie New Balance. “Wirtualny model przygotowany przy pomocy oprogramowania CAD może okazać się niedokładny, natomiast wydrukowany prototyp jest o wiele bliższy produktowi finalnemu.”
Rewolucja w założeniach produkcyjnych
Dempsey powiedział, że główną zaletą urządzeń typu CJP jest możliwość tworzenia kolorowych modeli nie tylko relatywnie szybko ale i tanio. Systemy ColorJet pozwalają ekspertom z New Balance wprowadzać setki zmian w opracowywanych modelach obuwia.
Jeszcze przed popularyzacją CJP na rynku, zarówno New Balance jak i inne marki obuwnicze tworzyć musiały modele drewniane lub odlewy aluminiowe swoich projektów. Co więcej, musiały one następnie zostać pomalowane ręcznie. Nie tylko był to proces czasochłonny (zajmujący od dwóch do trzech tygodni) ale i niezwykle kosztowny – każdy tak stworzony prototyp kosztował nawet 1000 dolarów. “Możliwość wydrukowania prototypu i oceny go pod kątem użyteczności oraz cech wizualnych tego samego dnia znacznie przyspiesza cały proces projektowy” przyznał Dempsey.
Zwiększona szybkość i dokładność drukowania trójwymiarowego zapoczątkowały prawdziwą rewolucję produkcyjną, jako że zastosowanie rzeczonej technologii dało projektantom możliwość eksperymentowania bez konieczności ponoszenia wysokich kosztów wytworzenia prototypów lub też – oczekiwania na nie przez długi okres czasu.
“Nasi eksperci starają się stworzyć obuwie unikalne, obuwie, którego nikt wcześniej nie odważył się stworzyć” stwierdził inżynier ds. CJP pracujący w firmie New Balance, Ed Rodriguez. “Urządzenia typu CJP dają nam prawdziwą wolność i pozwalają eksperymentować – prototyp nie musi być bowiem idealny za pierwszym razem.”
Rodriguez szacuje że tylko w tym roku New Balance stworzy dzięki drukarkom trójwymiarowym około 1000 prototypów butów. W przeciągu kolejnych 12 miesięcy liczba ta może wzrosnąć nawet do 1300.
Jak poinformował Rodriguez: “Jeżeli otrzymujemy zamówienie na druk z samego rana, możemy przygotować model już późnym popołudniem. Umożliwia to ekspertom dokładne przyjrzenie się mu, wprowadzenie zmian oraz wydrukowanie poprawionego prototypu jeszcze tego samego dnia. Sprawia to, że drukarek ProJet x60 używamy niemalże każdego dnia roboczego, a niekiedy – nawet w weekendy.”
Idealna równowaga
Drukarki trójwymiarowe sPro™ 60 SLS stanowią niezrównane wsparcie urządzeń typu ColorJet, jako że są one w stanie wytworzyć prototypy przedmiotów z materiału DuraForm Flex TPU, który to zapewnia identyczne właściwości jak pianka stosowana w podeszwie środkowej produktu finalnego. Dzięki temu specjaliści z firmy New Balance mogą przetestować wytrzymałość oraz wydajność nowych projektów jeszcze przed przystąpieniem do ich masowej produkcji.
“Jeszcze pięć czy sześć lat temu elastomery takie jak DuraForm Flex TPU nie były tak powszechnie dostępne jak ma to miejsce w chwili obecnej” przyznał Dempsey. “Dziś pracować możemy z surowcami, które do złudzenia przypominają piankę stosowaną w produkowanym masowo obuwiu.”
W przypadku butów Zante Generate, drukarki sPro posłużyły nie tylko do przygotowania prototypów ale także do stworzenia gotowych podeszw oferowanych klientom. Firma New Balance zastosowała złożone techniki geometrii organicznej celem stworzenia podeszw środkowych butów Zante Generate. Dzięki temu mają one kształt, którego nie dałoby się osiągnąć przy wykorzystaniu typowych odlewów. Urządzenia sPro 60 nakładały na bazę kolejne warstwy materiału Duraform Flex TPU w ściśle określonych proporcjach, co umożliwiło osiągnięcie optymalnej wytrzymałości przy jednoczesnej minimalizacji ilości zużywanego materiału.
Wedle ekspertów z New Balance, podeszwy środkowe wykorzystane w modelu Zante Generate “w pełni czerpią z możliwości jakie oferuje druk 3D oraz umożliwiają uzyskanie optymalnych wartości elastyczności, wagi, wytrzymałości oraz żywotności gotowego produktu.”
Rozwój dzięki gromadzonym danym
Rozwój druku 3D oraz upowszechnienie technologii SLS pozwala przedstawicielom firmy New Balance inicjować nowe projekty w oparciu o zgromadzone wcześniej dane. Zdaniem Dempsey’a, fakt ten sprawia, że przedsiębiorstwo jest w stanie stale zaskakiwać swoich klientów. Projektanci nie pracują na statycznej formie, a dostosowują projekty do zindywidualizowanych schematów ruchowych oraz danych zgromadzonych dzięki testom prowadzonym w laboratorium sportowym zlokalizowanym w Lawrence.
Dzięki wykorzystaniu takich technologii jak płyty dociskowe, czujniki zamontowane wewnątrz butów, czy kamery 3D, New Balance jest w stanie gromadzić szczegółowe informacje biometryczne, takie jak chociażby rozłożenie nacisku oraz sposób ułożenia stopy podczas biegu. Dane te dają możliwość przygotowania zindywidualizowanych butów zarówno dla olimpijczyków jak i zespołów piłkarskich z Wielkiej Brytanii, które to firma New Balance sponsoruje. “Jesteśmy w stanie tak modyfikować nasze prototypy, aby dokładnie odpowiadały przedstawionej nam specyfikacji. Mamy nawet możliwość opracowania prawego buta, którego specyfika będzie się znacznie różniła od lewego.” poinformował Dempsey.
But szyty na miarę
New Balance w dalszym ciągu snuje wielkie plany odnośnie butów modyfikowanych przy pomocy technik druku trójwymiarowego. To dzięki nim możliwe będzie przygotowywanie obuwia będącego “stale w fazie ulepszeń.” Dempsey wierzy, że era zindywidualizowanych produktów drukowanych przy pomocy urządzeń 3D nadejdzie za już za kilka do kilkunastu lat. Oznacza to, że już niedługo nasze obuwie biegowe będzie opracowywane na podstawie zgromadzonych danych biometrycznych oraz osobistych preferencji.