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3D打印：从想象到现实 [:1700398835]
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3D打印：让你脚上的鞋子舒适无比
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生成设计最有效的应用之一就是将计算机算法应用于某一特定问题，从而找到最佳解决方案。通过快速的迭代处理和对所有可能性的测试，计算机可以生成设计规格，当进行3D打印时，可以创造一件适应某一特定对象或环境的最佳产品。时装设计就是一个可以利用优化的3D打印技术、有机设计的成熟领域。我们参观了伦敦时装学院，以更多地了解有关3D打印时装鞋的知识。
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当菲利普·德拉莫尔和几个学生走进来介绍自己，并将两只鞋摆在会议桌上的时候，我们与时装学院师生下午的会谈就开始了。菲利普解释说，这两只3D打印鞋都是硕士生设计项目的成果。两只鞋都是3D打印的，是时装学院和伦敦一家名为Within Technologies的软件设计公司的合作成果。
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菲利普负责的学院时尚数码工作室是时装学院的学生接触先进技术进行实践的地方，如全身扫描室以及最近的3D打印技术。菲利普说：“时装设计产业越来越关注时尚的功能性。”
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撇开舒适性不谈，鞋的款式与我之前见过的任何一款鞋均不相同。我不是一个天马行空、想象力超常的时尚潮人，但这些鞋是完全不同的，背离了传承千年的传统设计。一只鞋是黑色的，充满了短刺，像一只豪猪的背部或者更像一张钉床。设计师罗斯·巴伯告诉我们，几周前，这些鞋曾经出现在那些大摇大摆地走猫步的男模脚上。
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罗斯告诉我们，他的鞋之所以与众不同，不是因为它们的外观，而是工业设计造就了它们。帮助设计鞋子的软件公司Within Technologies开发了基于自然的设计解决方案。举例来说，Within Technologies最近的项目中包括一个优化金属发动机缸体热交换项目，公司的工程师研究了鱼鳃中水的流动，从而发明出一种非常有效的发动机缸体，它的内部几何结构就是波浪形和腮状的。
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图10–5
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注：由伦敦时装学院的罗斯·巴伯设计的3D打印鞋，由Within Technologies公司优化。里面的皮鞋手工缝制进去，以确保男模走秀时穿着的舒适度。
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图片来源：Ross Barber
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罗斯向我们指出，他的3D打印鞋并没有使用任何胶水黏合。它们采用通常应用于制造工业零部件的超耐用聚合材料，作为一个整体打印出来。为了改善鞋子的舒适度，罗斯手工缝制了一只从男鞋店中购买的皮靴面。结果就成了眼前这只罩有标准鞋面、蕾丝和鞋舌，并嵌套在一个3D打印的鞋壳内的混搭鞋。
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菲利普把鞋放在桌子上。我拿起来，惊叹它竟如此轻盈。尽管鞋子主要追求吸引时尚界的关注，但这也是一件不可思议的应用，它结实耐用，采用工程级别的高分子聚合物制成，而且结合了Within Technologies公司复杂烦琐的计算机算法。
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Within Technologies公司的技术总监安东尼·鲁托也于当天下午参观了伦敦时装学院。安东尼解释道，他和罗斯改写了一种设计算法，该算法通常被Within Technologies公司设计者用来制作定制的医疗整形植入物，如人造髋关节。为了满足设计一只鞋的挑战，重量上要轻，而且要结实耐用，安东尼和罗斯调整了医疗整形算法，从而达到优化鞋底结构和外形的目的。
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经过几个月的辛苦工作、实验和纠错，安东尼和罗斯设计并打印出外观靓丽、轻巧、舒适耐用的鞋子。安东尼向我们演示了该鞋底的设计生成过程：鞋底制成了类似格子框架的结构，而这种格子结构的定制设计使鞋子减轻了重量，但又比工业用的橡胶鞋底耐用。
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大多数人听到“格子”这个词都会想到一个玫瑰花园或是开满鲜花的绿色藤蔓，向上缠绕在一排白色网格结构的栅栏上，那是一种二维的格子。二维格子采用传统的生产工艺是很容易制造出来的，但3D打印技术出现在设计舞台前，三维格子是无法制作的。
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格子是一种拥有广泛应用范围的基本工程结构，类似于可以用来制作出精美糕点的生面团。格子结构是生成设计的经典案例，是由计算机算法自动生成定期重复的、半定期重复的或者随机重复的结构。一些三维格子结构内部是带角的重复几何形状，如三维三角形，而其余的则看起来像是纤维的随机纠缠。
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当罗斯完成他的陈述后，我们转向了摆放第二只鞋的桌子。这只鞋同样也是3D打印的，是一只女士的露趾凉鞋，白色楔形高跟，亮桃红色鞋面。设计这只鞋的学生名叫宋坤（Hoon Chung），其导师同样也是菲利普。宋坤解释说他采用了不同的设计方案，较少关注内部结构和鞋子的耐用性，更多关注它的市场吸引力和制作过程。
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图10–6 由宋坤设计的3D打印鞋模
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图片来源：Hoon Chung
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像大多数设计师一样，宋坤喜欢3D打印他的设计理念，因为这样他可以更好地控制制作过程。本学期初，宋坤首先考虑的是注塑鞋。他访问了西班牙的鞋厂，并看到了胶水和工厂使用的其他化学产品对环境造成的危害。
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宋坤进而说到3D打印，他发现增加添加剂的制作过程使他能够利用模块化组件制造鞋子。鞋子的部件可以互换，所以穿鞋人能够“啪”地解开鞋跟，然后换上其他颜色的鞋跟，这样脚上的鞋就焕然一新了。模块以及替换零部件也不需要用胶水黏合，方便环保。
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