基于3D打印技术下时尚鞋造型设计应用探讨

许额芳

摘要：随着消费速度的加快，传统的制鞋工艺显然已很难符合现代人的审美观念。但是随着3D打印技术的诞生，给制鞋业带来了新的发展机遇。在制鞋中应用3D打印技术可以促进鞋类产品迅速成型，对鞋类造型起到丰富的作用，使其更加多样化。在鞋类造型中通过3D打印技术可以突破传统制鞋工艺的限制，将抽象的设计理念变成真实的鞋子，进而向消费者展示各种时尚的鞋子。

关键词：3D打印技术；时尚鞋；造型设计

中图分类号：TB472 文献标识码：A

文章编码：1672-7053（2018）03-0115-02

随着人们生活质量的提高，对鞋子等的追求也越来越高。时尚鞋是指风格上具有当下流行元素的鞋子，款式多种多样，具有单鞋、凉鞋、皮靴、雪地靴、商务鞋、运动鞋等鞋款类型，这就对时尚鞋的设计提出了更高的要求。自3D打印技术出现以来，人们对其的认可度越来越高，在制鞋领域中也逐渐兴起了这一技术的浪潮。3D打印技术能够促使鞋子快速成型，对制鞋产业有着不可估量的作用。在设计鞋类造型的过程中，利用该技术设计师可以进行二度设计，突破传统手工制鞋工艺的局限，把设计理念更好的转变为真实的鞋子，为消费者提供更多的选择。

1 3D打印制模制鞋模型的优势

1.1 制作流程的优势

传统的生产工艺流程：从产品设计、开版、裁剪、车缝、成型整个过程花费了大量的时间，而且工艺流程更加复杂。在设计上，3D打印创意鞋款打破传统的造型工艺设计。3D建模技术和3D打印技术的使用，能够更加快速地实现初始模具的生产与效果验证，应用初始树脂模具，能够降低制鞋生产时间，进而提高鞋类企业在市场中的竞争力，同时加快鞋类产品生产、研发的发展。与传统业务相比，能够更好地反映出制鞋领域中3D打印技术体现出的优势。

1.2 鞋款造型的优势

鞋款自由度建模也有巨大的优势，如要做出三维动物爪纹理鞋结构，传统的制鞋企业在这个领域几乎不可能生产，并且传统手工制鞋需要的成本非常高，所需的时间也非常长，但是利用三维软件与技术设计鞋款造型，使其更容易制作与更改。有些产品的模具形状非常复杂，可以用3D建模技术进行更好、更好設计。在当前较为流行的鞋类产品中，需要快速整合各种的时尚元素，促进鞋类造型的多样化、个性化。在未来的制鞋市场中，鞋类造型的设计往往更加专业，并且能够更好的引领鞋类的生产与销售，从而成为时尚界的前沿。

1.3 加工工艺的优势

与传统的制鞋业开版相比，加工精度得到了很大的提高，尤其是对于抽象和常规的艺术造型加工，三维建模数据可以保证产品在各种造型减小误差，将设计与实际产品之间的差别降到最低。在制作过程中，传统手工制鞋方法很难对一些常规造型进行组合，例如多边形切面结构不能通过模型进行制作。此外，采用开版的方式进行制鞋，绝大多数组合的图形存在层次不齐等问题，因此整合几何图形的效果非常不好。

2 3D打印制模技术下时尚鞋造型的制作流程

把3D打印技术与传统工艺结合在一起，以新技术弥补传统制鞋方法中的不足。3D打印技术能够将模型实物快速制作出来，为鞋类产品设计的修改提供详细信息。在母模的制作过程中，母模由3D打印机制作，时尚鞋款的模具由传统的模具翻转工艺制造，最终通过传统的制鞋产业链进行生产。

在设计鞋类造型前，设计师需要参考很多类型鞋子的造型，寻找灵感，例如在设计鞋子的造型、风格等时需要加入很多的基本元素；比如可以针对特定的鞋款设计参考电影中的飞船造型与科技机械造型。此外，在鞋类造型设计时，还需要考虑到实际情况，比如鞋品结构与板式等等。在设计过程中，利用简单的线条描绘出鞋子造型的草图，利用记号笔、铅笔等将鞋子最初的形象呈现在纸张上；然后进行形态上的比较，进而修改基础稿，并进行定稿，再之后使用Coreldra、Photoshop软件对最初的手稿做出整理。在完成之后，版型师、设计师两者进行沟通，然后人机工程实物技术上对其进行分析以及绘制。在绘制草图的过程中，不仅需要格外注意造型，还要重视鞋子功能的设计，才能保护消费者的脚。在设计鞋面的过程中，需要综合考虑鞋底、鞋舌等的造型，此时可以采用模块化方式进行设计。

在3D建模过程中，通过Rhino等3D软件建立3D数字模型，基于设计草图构建鞋模型库。在构建三维数字模型中，需要和专业版型技术人员沟通交流，以确定基本模型的大小。利用软件对造型进行嵌面、双轨、剪切等操作，进而修改造型。在模型构筑中，应当综合考虑后面鞋模的翻制以及脱模等过程，在鞋腔中加入翻模进行固定，翻模需要是上小下大。完成建模后，通过Keshot软件渲染模型，并根据合Photoshop做出的相应的效果图。通过Rhino把效果图导出来，其格式为STL；然后利用Coreldraw对鞋模进行切片，并结合数字模型难易情况确定3D树脂鞋模填充和厚度之间的病例。随着数字模型复杂程度的增加，打印鞋模填充和厚度值值也会随之增加，结合模型特性看看是否增加支持。通过3D打印机打印树脂模型，之后通过软件将阀门、支撑清除掉，并结合建模过程中要进行修剪的零件，试着打印出效果好、质量好的3D树脂鞋模。在确认树脂模型正确后，对不同的鞋码和人群进行分级印刷。最后通过主模制作鞋型，将所有的鞋料组合加工，完成3D打印制鞋产品的制作。

3 3D打印制模技术下时尚鞋造型的特点

3.1 鞋模造型的自由度

随着3D打印技术在制鞋领域中的应用，不仅鞋类产品设计提供了先进的技术支持，也拓宽了设计师的视野。其实，3D打印技术不能提高鞋模的美感，只是大大提高了鞋模造型制作时的自由度。现阶段，通过3D打印技术制作鞋模造型，能够覆盖鞋帮、大底、中底鞋垫等。其中，鞋帮的设计主要有三个方向：

首先是有机造型的。如动物脚掌被应用到鞋身上，脚掌形状和鞋面弯曲，形成独特的造型效果，这种形状在传统制鞋过程中很难达到。当制作一个有机造型时，通常使用3D扫描仪来扫描实际造型，用Geomagic软件修改扫描数据，最后刻出3D造型。现实的3D打印时尚鞋产品概念源自于元素的再创造，在早期的生产中，应该针对某一特定群体的人喜欢定位调查，例如骷髅、朋克风格等等，能够将有机造型、文化元素等直接应用到时尚鞋产品上进行风格设计。

第二，无机造型艺术。与有机模型相比，无机模型更有秩序。在鞋类产品模型中，其无机形状能够利用一些几何视觉效果图、常见基本元素给人们创造一种视觉上的明快感觉。在设计鞋类造型的过程中，利用其3D结构进行分析，几何形状的重组，将艺术设计的抽象通过3D打印技术将其反映在鞋类产品中，比如利用裁剪的几何线条体现出钻石效果。鞋类产品的无机风格用过各种的抽象元素、结合图形等进行设计。3D打印技术最大的优势就是外部结构、中空结构的设计，在3D打印鞋履产品中得到了很好的应用。无机三维建模与传统制鞋无机建模不同，3D打印无机模型需要从三维几何的角度考虑应用空心和单一元素的重复组合广泛应用于3D打印鞋材产品。如阿迪达斯推出了3D打印鞋，使用减震器的鞋底是空心的。同时体现了科学与艺术的美感，同时也体现了人机功能与造型特点的整合。

第三，传统的鞋款造型理念不同于3D打印，能够创造出更加立体的空间结构设计，和传统制作方式呈现出的平面视觉比较，3D打印技术应用在时尚鞋设计中，能够创造现代视觉冲击。目前市场上，大多数3D打印时尚鞋产品展示了科技结构，3D设计理念除了体现出高科技外，还能够表达出设计师后现代主义美学的审美观。

3.2 时尚鞋模造型的一体化

传统方式制作的鞋模，是利用污泥、纤维介质拼成一个完整的模型；而3d打印技术下时尚鞋鞋模具不需要传统介质联系，建立三维计算機软件后可以打印一个完整的初始模型。模具建模也可以结合实际需要打印局部或者全部结构。该方式不仅能够减小劳动强度，还能够对模型整体造型进行准确的控制，增加模型复杂度。

3.3 3D打印时尚鞋模的便捷性

3D打印鞋造型设计能够通过网络将模具数字化建模文件与他人沟通，交流的双方也可以使用计算机软件修改模型。更换时尚鞋鞋模过程中，能够打破造型限制。使用传统工艺，修改模型加入造型更容易。然而，大部分的时间减法需要重塑模型。相对于传统手工制鞋方法，通过电脑软件建立、修改模型，不仅能够大大节约成本，还能够节省制鞋时间。通过计算机软件对时尚鞋鞋模造型进行修改，能够大大提高工作效率，同时还能够紧跟大数据时代的步伐。由设计师能够将鞋子设计方案传到web平台，和其他人进行分享，进而促进时尚鞋产品设计的发展。

4 3D打印制模技术下时尚鞋造型的构成形式

4.1 对比与调和

在设计时尚鞋鞋款形状的单一三维元素时，需要测量每个形状元素的大小和尺寸，形状相同、尺寸不同能够丰富整体效果。小造型能够反映造型的个性，大造型能够刺激人感官上的刺激，进而对整体造型产生更强烈的视觉冲击，比如刀锋系列的鞋类产品造型设计。然而，若盲目的增强反差并不是最好的设计方法，会导致矛盾、分散的效果。所以，为形成对比效果，需要调和整体的效果，以统一整体的造型。

4.2 多样与统一

找出单一元素相似之处，丰富造型多样化。若一味追求形状的统一，会使整体的形状单调呆板，但是，仅仅只是追求造型的多样化，会造成造型的混乱。因此，要结合形体的多样性、统一性，提高鞋整体形态的秩序。

4.3 对称与均衡

在鞋面设计过程中，对称是设计上最常用的方法。鞋身内外通常都是一样的，因此鞋身内外都是一样的形状。每个三维形状元素从中间一分为二，是对称图形，进而形成对称、平衡的造型。将一个单独的形状元素稀疏地分布在单板上，使整体形状变得更加有节奏。一种方法是靠近鞋跟的部分的造型更加美观、有创意性，比如刀锋、陨石以及鬼火等各种造型的设计；另一种方法是距离鞋跟部分越远的地方的造型更加紧密，比如纬度等造型的而设计。

5 结语

3D打印技术能够促进制鞋企业的经济效益，利用虚拟平台，消费者可以和设计师直接交流，节省了人力成本。在生产时尚鞋过程中，3D打印技术可以大大缩短生产工艺，减少材料的浪费，减小生产成本；设计师能够将传统材料、抽象元素以及打印元素进行整合，进而为消费者触觉、视觉带来更好的体验。