Raise3D - производство обуви

PEAK - это ведущий бренд спортивной одежды, основанный в Китае в 1989 году. В 2015 г. выручка PEAK превысила 3 миллиарда юаней. Два года спустя PEAK стал одним из первых брендов, применивших 3D-печать для производства обуви. Сегодня PEAK - это гигантская компания, с более чем 5000 розничными магазинами в Китае.

В ноябре 2021 года PEAK выпустила серию легкой баскетбольной обуви с элементами, изготовленными на 3D-принтере. Верхняя часть кроссовка была напечатана из термочувствительного материала, который меняет цвет в зависимости от температуры.

В декабре 2021 года компания PEAK выпустила первую версию напечатанных кроссовок Future Fusion 3.0xSeapool. Модель была выпущена ограниченным тиражом в 199 пар.

В течение нескольких лет компания PEAK использовала технологию 3D-печати в процессе производства. Благодаря 3D-принтерам, удалось ускорить и усовершенствовать процесс изготовления спортивной обуви.

Обувь компании PEAK с элементами, изготовленными на 3D принтере

Не обновление, а возрождение

Компания PEAK перестроила свои производственные процессы, адаптировав их для 3D-печати. Например, верхняя часть модели Future Fusion 3.0xSeapool, изготавливается на 3D-принтере, работающем по технологии FDM (послойное наплавление), и формируется последовательным нанесением нескольких слоев. 3D-принтер может делать каждый слой уникальным (например можно изменять толщину слоя от 0,4 до 0,8мм), использовать другой цвет материала или другой “рисунок” сетки. Это позволяет формировать множество комбинаций проницаемой композитной “ткани” с уникальным внешним видом.

Future Fusion 3.0

Увидев преимущества использования 3D-печати, компания PEAK переосмыслила процесс изготовления кроссовок. Применение 3D-принтеров позволило существенно сократить первоначальный производственный процесс. Наиболее удачным решением стало внедрение FDM-технологий для изготовления верхней части кроссовок. Благодаря интеграции, компания PEAK заменила восемь этапов Флайнит (технология изготовления тканевых кроссовок при помощи вязания) на три этапа с использованием 3D-технологий.

Гибкость FDM-печати позволяет оперативно подстраиваться под запросы рынка и быстро изготавливать небольшие партии кастомизированной обуви. По сравнению с изготовлением методом Флайнит, 3D-принтер не нужно долго программировать и настраивать. ПО для 3D-печати умеет самостоятельно строить траектории для печатающей головы и генерировать соответствующий GCode. Тем более в 3D-принтере гораздо проще менять материал и нет необходимости каждый раз менять сопло или экструдер. Это позволяет легко изменять цвет и “рисунок” верхней части кроссовка.

Использование 3D-принтера дает огромные преимущества уже на этапе прототипирования, благодаря снижению затрат и ускоренному производственному циклу. Автоматизация и цифровизация позволяет быстро создавать образцы функциональных подошв и верхних частей обуви, которые можно сразу собирать и тестировать. Это позволило PEAK быстро изготавливать много тестовых моделей.

Сравнение процесса Флайнит и 3D-печати для изготовления обуви

Быстрый запуск

Серийное изготовление 199 пар Future Fusion 3.0x Seapool было выполнено в рекордные сроки.

Как только 3D-модель дизайна будет утверждена можно сразу отправлять ее на печать. Перед печатью 3D-модель необходимо перевести в формат, подходящий для 3D-принтера (обычно это stl) и подготовить в специальном ПО (слайсере) - ideaMaker. ideaMaker “нарезает” 3D-модель на слои и превращает ее в набор команд для 3D-принтера (GCode), который можно сразу отправить в работу. Подготовка 3D-модели к печати занимает всего несколько минут.

После запуска 3D-принтера, процесс изготовления и сборки занимает всего десять рабочих дней. Верх кроссовок и подошва одновременно изготавливаются в течение четырех дней на нескольких принтерах с использованием двух разных технологий 3D-печати. На изготовление и обработку всех элементов требуется два дня, еще три дня занимает подготовка и сборка кроссовка.

Например, верх кроссовок печатается с помощью специализированного решения для печати обуви Raise3D, которое позволяет изготовить одну пару верхней части кроссовка всего за три часа. Нет необходимости каждый раз отдельно настраивать и запускать разные размеры изделий, так как они включены в очередь печати. Несколько принтеров, работающих синхронно, напечатали 199 пар обуви всего за четыре дня.

Процесс FDM печати

Использование 3D принтера позволяет снизить себестоимость готового изделия при мелкосерийном производстве.Использование традиционных методов массового производства (например, Флайнит) требует больших финансовых затрат, которые не подходят для мелкосерийного производства. Для приобретения одного комплекта оборудования для вязания и раскроя требуется около 25000 долларов. При этом, что бы финальная цена не была слишком высокой, необходимо изготавливать большие партии изделий. Изготовление верха обуви всего для 199 пар на таком оборудовании приведет либо к убыткам, либо к чрезмерно высокой цене готового изделия.

Технология печати Raise3D, использованная компанией PEAK, достаточно экономичная и гибкая, чтобы производить любое количество изделий. Скорее всего в будущем, с развитием технологий 3D-печати, экономическая эффективность такого производства еще больше повысится.

Тенденция экономической эффективности технологии мелкосерийного производства

Все это существенно отличает применение адаптивных технологий в производстве от классических сценариев с точки зрения времени и затрат, но именно в этом заключается суть гибкого производства.

Эволюция кроссовок PEAK с 3D-печатью

Рынок стал свидетелем развития РЕАК и последующего успеха после внедрения в производство 3D-печати.

Начиная с серии Future, компания PEAK расширила модельный ряд кроссовок, в которых применяется 3D-печать, сериями Future Fusion, Future E и Future Alpha. Серия Future Fusion продолжает развиваться, на сегодняшний момент выпущена Future Fusion 3.0. Более того, компания PEAK внедрила 3D-печать в серию TaiChi, свой звездный продукт.

За всю историю внедрения 3D-печати компания PEAK экспериментировала с различными технологиями и разными бизнес-стратегиями. В итоге самым удачным и экономичным решением для серийного производства, оказалось использование FDM-принтеров в связке с гибкими материалами.

Хорошим примером гибкого материала является TPU-пластик (термопластичный полиуретан). Благодаря его свойствам верх обуви получается достаточно мягким и эластичным, что позволяет без труда использовать его для сборки готового кроссовка. Моделирование и изготовление плоской детали позволяет избежать проблем связанных с печатью поддержки и делает процесс более эффективным.

Такая интеграция способствует глубоким исследованиям PEAK в области механизмов 3D-печати и ПО.

Эволюция кроссовок PEAK

Серия Future Fusion демонстрирует путь развития дизайна и производства компании, максимально используя возможности 3D-печати. Если сравнить версии 3.0 и 2.0 можно увидеть, что у версии 3.0 изменился не только дизайн, например съемные аксессуары для верхней части обуви, но и повысилась экономическая эффективность производства. Для версии 3.0 используется более современное ПО, которое позволяет повысить точность печати и получить лучшее качество готовой поверхности.

Годы практики и исследований позволило компании PEAK определить несколько важных критериев для достижения идеального результата. Например скорость печати, точность позиционирования, интеграция аппаратного и программного обеспечения. Решения Raise3D обеспечили оптимальную технологию печати FDM для PEAK, соответствующую этим критериям.

Развитие серии Fusion 3.0 благодаря использованию улучшенной технологии печати

Для внедрения 3D-печати в обувную промышленность, производителям оборудования, необходимо предлагать комплексные решения и перестроить многие производственные процессы, закупать оборудование. Как только появятся производители, стремящиеся внедрить 3D-печать в свои процессы, так же как PEAK, FDM 3D-принтеры от Raise3D станут их самыми сильными союзниками.