“零缝纫”在鞋靴设计中的应用研究

杨思容，许馨，谢天晓，曹中华，张伟娟＊

（1.北京服装学院，北京 100029；2.广州履朴科技有限公司，广东 广州 510425）

引言

缝纫，是使用针与纱线将物体缝合的工艺技术[1]。缝纫在鞋靴中的意义有二，其一是鞋靴各部分之间的连接，包括帮面与鞋底连接处、帮面裁片与帮面裁片连接处以及帮面与衬里连接处等；其二是通过缝纫的介入将裁片由平面转为立体，辅助帮面定型从而包裹足部。

零，即“无”，“零缝纫”即不采用缝线缝合的工艺技术。这种技术本身具有的优势以及其成品的独特视觉效果逐渐引起了各方的兴趣和关注，但目前国内外关于“零缝纫”的研究相对较少，还未成体系化，成果集中于服装相关领域。比如在“零缝纫”设计理念的理论研究中，朱铿桦的《“模块化”“零缝纫”“参与式”三者结合的服装设计新尝试》[2]与仲怡的《设计师和他们的时装概念》[3]均指出“零缝纫”采用快速生产、快速组装、快速消费的模式，减少了人力物力的消耗，是消费者实现个性化、发挥创造力的有效途径，展现出产品功能利用率的最大化和可持续发展的可能性；在“零缝纫”服装部件与“零缝纫”服装产品的相关研究中，可见罗建华的《一种无缝纫袖口》[4]、王斌的《一种无缝纫牛仔裤》[5]等专利成果；在“零缝纫”制造设备、模具的开发与应用方面，可见许伟、马文辉、黄红蕾等共同研发的《一种无缝纫一体式面套发泡结构及制备模具和制备方法》[6]等专利成果。以上可以看出，“零缝纫”在服装领域已有的研究已初步显示了该项技术的特点和优势，但该项技术在鞋类产品中应用并不是简单的延伸和复制，鞋类产品无论在三维立体、身体交互、牢度要求以及材质种类等方面，均与服装产品有明显的不同，“零缝纫”在制鞋领域的应用需要进一步探索，制鞋领域的“零缝纫”研究仍处于发轫阶段。

“零缝纫”之于鞋靴的意义其一是消除裁片之间的拼接接缝与缝合工序，即可实现帮面成型和帮底成型等制作。尽管“零缝纫”目前可见整鞋注塑成型、整鞋3D 打印等技术，但因其模糊了帮面裁片之间、帮底之间的界限，虽然从源头消除拼接接缝，但对鞋型设计、口门开合方式、兜跟围等围度的设计均有一定限制。其二是无需使用缝纫设备或掌握缝纫技法即可使帮面由平面转为立体、满足帮面定型的需求。其保留了拼接接缝，使用五金、扣件等代替缝线完成连接与转折，在现有鞋靴产品中，以上方法也仅见于小面积的帮面局部，鲜在整鞋上使用。本次研究将以上两方面相结合，既保留了拼接接缝，又实现“零缝纫”的整鞋制作，对无需缝纫设备与缝纫技法介入的“零缝纫”整鞋制作方法进行了探讨。

1 背景与价值

1.1 人文关怀

随着行业的深入发展，产业竞争力不仅在于产品本身，还在于整个生产流程。制鞋产业为劳动密集型产业，面对日益稀缺的劳动力，简化生产流程在制鞋行业中显得愈发重要。缝纫是体现制鞋品质的重要环节，对工艺水平要求较高。“零缝纫”可以有效降低制鞋者的工艺门槛，帮助产业拓宽劳动力选择范围，亦帮助从业者更易步入岗位。

1.2 环境友好

“双碳”目标的推动与践行之下，可持续理念对于时尚品牌来说不再只是一面表明社会责任与品牌立场的旗帜，而是可以通过实际的设计与经营行为去践行的道路[7]，例如研发新型环保材料、简化生产流程、个性化定制和产品回收再造等。“零缝纫”以模块化的方式将鞋靴解构，消费者可以单独更换损坏部件，避免因局部磨损导致旧物闲置甚至整体丢弃，有效减少资源浪费，实现长效设计与环境友好性设计。

1.3 用户参与

现如今，消费者追求更加个性化的表达方式，愿意并乐于参与到产品设计当中。消费升级，是消费方式、消费内容、消费者权力的全面升级。“零缝纫”使得同一鞋款只需更改局部组件即可拓宽使用场景及功能属性，帮助消费者参与设计，为消费者留出一部分自我动手的空间，进行自主选择、自行更换、自由组装，轻松实现个性化表达[8]，有效提高产品的适配性和满意度。

2 “零缝纫”概述

2.1 鞋靴产品中的接缝设计

鞋靴产品中的接缝主要分为结构接缝与装饰接缝。结构接缝是为了解决平面材料如何包裹立体足部的问题，使鞋靴形成可以容纳足部的腔体。因此，足部的曲面转折处常存在结构接缝，例如帮底之间的接缝、鞋靴口门处的接缝等，“零缝纫”在此类结构接缝中的意义是实现组件之间的连接或开合。装饰接缝是以修饰为目的，呈现突出或强调的效果，带来更加美观的视觉感受。因此，装饰接缝常存在于鞋靴当中的视觉中心部位，例如前帮帮面、外怀帮面、内怀帮面等，“零缝纫”在此类接缝中的意义是连接装饰物、强调装饰线等。

对应着结构接缝与装饰接缝，“零缝纫”的连接方式同样包含功能属性与装饰属性两个方面，不同的连接方式在产生之初会表现出某一属性高于另一属性的特征，随着不断改良与整合，可实现功能属性与装饰属性的有机统一。

2.2 “零缝纫”的连接方式

2.2.1 五金连接

五金是指金、银、铜、铁、锡五种金属。现代社会的五金使用广泛，例如五金工具、五金零部件、日用五金、建筑五金等[9]。在鞋靴产品中，五金连接方式常以别针、螺丝、撞钉、铆钉等金属零部件作为连接单元，兼有闭合裁片的作用和装饰作用，如图1a。五金连接在鞋靴产品的运用中可分为两种，一种在闭合后可以轻松打开，如别针等，另一种在闭合后无法打开，但可以使用工具拆卸，如撞钉等。

图1“零缝纫”的连接方式汇总Fig.1 Summary of the connection modes of "zero-sewing"

2.2.2 扣子连接

扣子是鞋靴产品中的常用配件。各类扣子作为最基本的连接单元，其功能属性突出，如图1b。不同种类的扣子因受力程度不同，其适用的部位有所区别。磁扣受力适中、便于开合，常用于口门开合处；奶嘴扣的受力强度取决于其受力方向，其纵向易于开合，横向较为牢固，常用于袢带可调节处；四合扣可受力较大，可用范围较广，既可用于开合处，亦可用于调节处。在功能属性的基础之上，树脂、贝壳、兽骨、木头、金属、宝石等材质的丰富性和多样性使各类扣子的装饰属性日益凸显。

2.2.3 绑带连接

绑带连接以每一条线性结构作为一个连接单元。绑带在鞋靴中最早应用于原始社会时期的鞋履样式——裘茹克，亦称裹脚皮。绑带诞生之初，其功能属性远大于装饰属性。远古先民用石刀将兽皮切割成比足部稍大的椭圆形，在兽皮边缘凿孔，用于穿入细窄的皮条，无须额外的裁剪，也无须针线的介入[10]，只需用力将皮条抽紧，整块兽皮便形成了密闭而又温暖的鞋腔，包裹于脚上。绑带在现代鞋靴产品中的应用除了连接裁片的作用外，愈发强调其装饰性，通过不同粗细、不同材质以及不同绑法展现不同的装饰效果，如图1c。

2.2.4 穿插连接

穿插连接是在相邻的裁片边缘制作可以相互咬合插片结构，如图1d，每一组插片结构作为一个连接单元，多组插片结构有序排列形成的秩序感极富装饰效果。由于穿插结构仅依靠面料本身的硬度和韧性进行连接，因此受力程度较小，易开合，而鞋靴在穿着过程中会受到来自于脚面与地面等不同方向的作用力，对于连接方式的牢固程度要求较高，故穿插连接应用于鞋靴设计中常常需要与其他方式进行组合运用。

2.2.5 胶粘连接

胶粘工艺在鞋靴生产中应用广泛。胶粘本身仅具有功能属性，但却为各式各样的装饰物与鞋靴的结合搭建了桥梁，如图1e。在帮面部分，裁片与裁片、裁片与装饰物之间通常使用胶条或胶水进行连接，再经过加热使粘接处更加牢固[11]。在帮底交接处，通常先用粘合剂进行冷粘粘合，再经过机械加压的方式加以稳固。胶粘连接简单易行，有效提高了生产效率，但遇水容易产生开胶的现象。

3 “零缝纫”工艺实验

3.1 帮面连接实验

帮面裁片连接实验材料使用1 mm 厚度的牛皮，1 mm 左右厚度的牛皮是帮面常用材料，其试验结果更具代表性、更具参考意义。笔者分别开展单一“零缝纫”连接单元的连接实验和多种“零缝纫”连接单元的连接实验，对连接处是否具备开合功能、是否可以徒手完成拆卸及其特有的连接特点进行记录，对各连接方式在鞋靴制作中的适用部位进行总结。

3.1.1 单一“零缝纫”连接单元的连接实验

单一连接单元的连接实验即使用同一连接方式中的单一单元进行帮面裁片连接。在“零缝纫”连接方式中，五金连接、扣子连接和胶粘连接中的单一单元均可单独使用，实现裁片之间的连接。笔者选用“五金连接”方式中的撞钉、铆钉和螺栓螺母作为单一连接单元，选用“扣子连接”方式中的四合扣、奶嘴扣作为单一连接单元，选用“胶粘连接”方式中的黄胶、UHU胶作为单一连接单元分别进行试验，总结归纳其连接特点，见表1。

表1 单一“零缝纫”连接单元的连接实验Tab.1 Connection experiment of single "zero-sewing" connection unit

3.1.2 多种“零缝纫”连接单元的连接实验

多种“零缝纫”连接单元的连接实验即使用两种及以上连接方式中的不同连接单元进行帮面裁片连接。笔者选用“五金连接”中的铆钉、气眼和撞钉作为连接单元，选用“绑带连接”中的尼龙绑带、纯棉绑带作为连接单元，选用“扣子连接”中的四合扣、奶嘴扣作为连接单元，将不同连接单元进行组合搭配，得到多样的连接效果，见表2。

表2 多种“零缝纫”连接单元组合的连接实验Tab.2 Connection experiment of various "zero-sewing" connection units

3.2 帮底结合实验

帮底结合实验通过模块化设计的方法，将鞋底自上而下拆解为多个模块，尝试多种连接结构的设计，使鞋底模块可拆卸、可替换，从而使鞋靴适应多场景穿搭。连接结构的可用性测试通过三维建模与3D 打印的方式进行，拓展了精益化、智能化和个性化的维度[12]。由于各类打印材料的误差值不同，需要在建模时精确计算并打样验证，确保鞋底各模块在完成组装后可以完美贴合。

3.2.1 螺旋式结合

如图2 所示，螺旋式结合方案包括四层模块。

图2 螺旋式连接结构示意图Fig.2 Diagram of spiral connection structure

第一层模块上表面贴合鞋楦底面，下表面设置7 个螺旋旋钮，其中6 个直径为20 mm 的旋钮位于前掌部分，1 个直径为40 mm 的旋钮位于后跟部分，所有旋钮的长度均贯穿鞋底的四层模块。

第二层模块采用皮革制成，皮革中部设有与第一层螺旋旋钮规格、位置对应的圆孔，6 个直径为20 mm 的圆孔位于前掌部分，1 个直径为40 mm 的圆孔位于后跟部分，螺旋旋钮从圆孔穿过从而实现与螺旋底座结合。与此同时，皮革一周设有用于金属螺丝穿过的圆孔，螺丝与圆孔的直径为5 mm，螺丝从圆孔穿过实现帮面与鞋底的衔接。

第三层模块主要作用是提供更为有效的支撑，延长鞋底使用寿命。第三层模块的上表面与第二层模块的下表面平行，以满足鞋楦翘度，下表面则与地面水平，以确保第四层模块水平旋转后可以紧密贴合其下表面。第三层模块的所有孔位其位置、规格均与第二层模块相同，使得螺旋旋钮与金属螺丝可以顺利穿过。

第四层模块由7 个螺旋底座构成，其位置、规格与第一层模块的7 个螺旋旋钮一一对应。螺旋旋钮穿过第二层、第三层模块后与螺旋底座连接，通过旋转螺旋底座完成四层模块的紧密结合。根据人体向前行走的摩擦力方向，螺旋底座向逆时针方向层层扭转为放松，向顺时针方向层层扭转为收紧，旋转至与行走方向相垂直的轨道尽头即为安装完成。

3.2.2 90°旋钮式结合

如图3 所示，90°旋钮式结合方案是基于螺旋式连接方案的优化。在制作上，90°旋钮式对于轨道的精度要求更低，对于误差的容错率更高；在操作上，90°旋钮式的组装角度更小，轨道更短，组装过程加简单易行；在耐久性上，90°旋钮式比螺旋式的损耗率更低，使用寿命更长。

90°旋钮式结合方案同样包括四层模块。与螺旋式连接相对应，其优化点在于第一层模块下表面为7 个十字型插件，第二、三层模块设有供十字型插件穿过的槽位，第四层底座模块的内腔设有供十字型插件旋转90°的环型轨道，旋转至与行走方向相垂直的轨道尽头即为安装完成。

3.2.3 榫卯式结合

由于螺旋式结合方案和90°旋钮式结合方案均需要依靠旋转完成，因此底座模块之间需要留有较大的缝隙，为旋转提供足够的空间，而榫卯式结合方案则很好地解决了这个问题。传统的榫卯结构由立柱、横梁、顺檩等构件组合而成[13]，各个构件之间互相支撑，构成稳固的框架，可承受来自各个方向的压力与摩擦力。榫卯式结合实验即是将此结构应用于鞋底各个模块的连接方式中，将四层模块进一步优化，如图4 所示。

图4 榫卯式连接结构示意图Fig.4 Diagram of mortise and tenon joint structure

第一层模块为内底，四周的孔位用于金属螺丝向上与帮面结合，向下与中底结合。

第二层模块为中底，其边缘一周的孔位与第一层模块相同，下表面设置8 个T 型插件，T 形插件的正中设置工字型通道。

第三层模块和第四层模块组合共同组成外底部分。第三层模块由5 个底座构成，前掌处的3 个底座各对应2 个T 型插件，足弓处的底座与后跟处的底座各对应1 个T 型插件。第四层模块由5 个横条构成，与第三层的5 个底座一一对应。全部组件安装完成后，T 型插件与横条在空间中形成相互垂直的关系，分摊来自不同方向的受力。

4 “零缝纫”设计实践

4.1 效果图绘制

基于前序实验，为验证零缝纫在鞋靴产品中的可用性及其应用形式的多样性，此设计系列由五双女鞋组成，包含三种不同的鞋款样式，分别为三双高筒靴、一款切尔西靴以及一款德比鞋。完整效果图与工艺单如图5 所示。

图5 效果图与工艺单Fig.5 Illustrations and process sheets

该系列采取的零缝纫工艺为：

帮面口门处采用四合扣进行连接，易于开合，帮面其它部分采用撞钉进行连接，确保日常穿着时不易脱落，因磨损需要更换局部帮面时，可以使用工具拆卸。

鞋底采用榫卯式结合结构，内底、中底和外底使用榫卯插件进行连接。

帮面和鞋底使用螺丝铆钉进行连接。

4.2 实物产出

制版方面，因帮面裁片的放余量均向外翻折，使用四合扣和撞钉固定，因此对于版格的精准度要求较高。

制作方面，五款鞋的帮面部分均使用黑色头层牛皮革，衬里部分均使用黑色超纤。因鞋底部分对各插件稳定性、材质的适配度要求较高，故需要进行合理的分区设计：内底使用皮革制成，透气排湿；中底采用富有弹性的硅胶覆膜制成，舒适有力；外底部分使用树脂经过3D 打印制作而成，硬质的树脂为站立和行走提供良好支撑，空心的结构有效减少鞋底重量。该系列鞋靴的组合成型过程简易，先使用四合扣和撞钉将各个帮面裁片连接，再使用螺丝铆钉将完整帮面与内底、中底连接，而后将鞋楦置于鞋腔内，一并放入烤箱中高温定型，待冷却后安装外底模块即完成制作，鞋靴成品如图6 所示。系列鞋靴经可用性测试，试穿效果良好，模特上身图如图7 所示。

图6 成品图Fig.6 Finished products

图7 模特试穿图Fig.7 Model fitting pictures

在使用过程中，外底部分有不同高度、不同颜色、不同形状的替换组件，可以根据鞋靴在不同使用场景中的不同需求成组替换，或与其它帮面搭配组合，实现用户参与，如图8 所示。

图8 不同组合方式及呈现效果Fig.8 Different combination methods and effects

在出现局部受损时，若受损部位为帮面，可使用螺丝刀使帮面与鞋底之间的螺丝铆钉分离，使用拆卸钳使帮面裁片之间的撞钉分离，达到替换受损帮面的效果。若受损部位为外底，可通过替换单一外底模块得到修复。相对于传统鞋靴，以上修复过程更加简单，修复结果更加彻底，可有效避免整鞋丢弃，实现环境友好。

5 结语

“零缝纫”在鞋靴设计中具有一定的发展前景以及创新性，对产品本身，“零缝纫”是功能性与装饰性的统一；对鞋企而言，其简化了制鞋工序，降低了生产成本；对员工而言，其降低了技术门槛，缩短了学习时间；对用户而言，其精准实现了个性定制，帮助用户参与设计；对环境而言，其模块化结构易于局部更换，可有效减少浪费。

通过工艺实验与设计实践得到，“零缝纫”对于制版精确度、连接稳定性和材质适配度等方面的要求较高，金属连接件的使用在一定程度上增加了鞋靴自重，因此外底模块的内部为空心结构，可在一定程度上与之重量相抵。需要指出的是，相比于绷楦后进行胶粘或线缝的传统帮底结合方式，通过四周的螺丝铆钉固定帮底则是将绷楦的过程与鞋帮和内底、中底结合的过程相融合，外底则由用户根据自身喜好与使用场景自主完成组装。对于绷楦、缝纫经验丰富的工人而言，整个制作过程对于生产效率的提高并不明显，但对于新从业工人，五金连接的工具操作简单易行，缩短了学习期与磨合期。总体而言，“零缝纫”在鞋靴设计和制鞋工艺中的应用与创新仍有很长的探索道路，越来越多的企业和设计师正立足于此，将更多可能性转变为可行性，使之更加完善地应用于设计与制作当中。