耐克新3D打印专利，实现鞋类设计的复杂性和定制化

2025年2月22日，南极熊获悉，美国专利商标局（USPTO）已授予耐克一项涉及新型鞋类3D打印工艺的专利。该专利涉及一种创新方法，通过将数字设计直接3D打印到织物材料上，从而制作出鞋面。接着，将鞋底直接3D打印到鞋面部分，消除了传统双部分制鞋技术的需要。

耐克采用的这种技术为材料定制提供了更高级别的灵活性，使设计师能够根据需要调整鞋面的强度、刚度、支撑性、柔韧性和耐磨性。此外，这种方法通过去除厚重的粘合剂、缝线和多余的材料层，有助于实现更轻盈的鞋类设计。新专利（US-12226973-B2）还可能减少材料浪费，提升定制产品的可持续性。

此项专利最初于2023年12月提交，并在去年4月公布，最终在本周获得批准。主要发明者包括David P. Jones和Ryan R. Larson。Jones是多项与在织物上直接3D打印以进行服装组装相关的专利的共同发明人。Larson则是耐克鞋类缓冲创新数字和3D缓冲系统总监，也是公司增材制造业务的关键人物。

△图片展示了耐克新专利的鞋类3D打印工艺

耐克的新型鞋类3D打印专利

根据官方文件，耐克新的3D打印专利技术首先为鞋面和鞋底部分创建数字3D图案。接着，将针织、机织或非织造织物平铺在3D打印机的托盘上，并直接将油墨、树脂、丙烯酸、聚合物或热塑性材料挤压到织物上，以创建所需的图案。

根据专利描述，挤出的材料在固化前可能会被织物轻微吸收。此外，通过3D打印多层材料，可以在需要的地方形成加固区域，从而增加强度和灵活性。打印完成后，图案通过紫外线固化，这对于在织物和挤出材料之间形成牢固的结合至关重要。之后，将扁平的鞋面塑造成3D形状，以符合最终的鞋子设计。

接下来，将鞋面部分倒置在3D打印机内，并使用至少一种预先确定的三维抓握图案，将鞋底直接3D打印到鞋面上。专利强调，中底和外底层可以由聚氨酯或泡沫橡胶等柔韧缓冲材料制成，以提升舒适度和耐用性。鞋面还可以添加可选的鞋垫，以实现更稳固的贴合。鞋底部分同样经过紫外线固化，以硬化材料。最终，成品鞋将经过质量控制检查。

该专利指出，此工艺适用于多种运动鞋，包括田径鞋、篮球鞋、足球鞋、自行车鞋、网球鞋、棒球鞋、交叉训练鞋和徒步鞋。专利还强调，这种方法同样适用于制造其它类型的鞋，如正装鞋、休闲鞋、凉鞋、拖鞋、船鞋和工作靴。

此外，文件透露，耐克的新3D打印工艺不仅限于鞋类。它还可用于制造一系列服装、服饰和设备，如帽子、夹克、衬衫、手套和其它运动装备。

△鞋底3D打印工艺

耐克十多年来的3D打印鞋类创新

增材制造对于耐克而言早已不是新鲜事。早在2013年，这家总部位于俄勒冈州的制鞋巨头就推出了它的首款3D打印足球鞋Vapor Laser Talon。这款鞋利用选择性激光烧结（SLS）增材制造技术生产鞋钉的脚板，重量减轻至158克，旨在实现更快的冲刺速度和最佳的抓地力。

随后，耐克发布了多款产品，包括2016年与惠普合作，充分利用了Multi Jet Fusion（MJF）3D打印技术。同年，耐克推出了专为获得七次奥运会金牌的短跑运动员Allyson Felix设计的Zoom Superfly Flyknit跑鞋。这款鞋款的钉鞋原型采用SLS 3D打印，以确定柔韧性和弹性之间的最佳平衡。耐克表示，这一过程将迭代时间缩短至几天，从而加速了设计过程。传奇牙买加女子100米短跑运动员Shelly-Ann Fraser-Pryce也与耐克合作，为2016年奥运会定制了3D打印鞋原型。

这家世界领先的运动鞋制造商在2018年继续与3D打印技术合作，前男子马拉松世界纪录保持者Eliud Kipchoge穿着了一双采用全3D打印鞋面的Nike Vaporfly Elite Flyprint。

△耐克最新专利鞋类3D打印工艺采用3D打印鞋面

Flyprint是高性能鞋类中第一款3D打印纺织鞋面，同时也是耐克在增材制造方面的一个重要转变，从原型设计转向了量产。当时，耐克全球跑步鞋高级总监Bret Schoolmeester表示：“这是我们首款大规模应用[3D打印]技术的鞋面。”同年，耐克将这些高性能跑鞋推广至更广泛的市场。

耐克于去年推出了Air Max 1000，这是该公司首款几乎完全采用3D打印生产的运动鞋，当时引起了广泛关注。这款新设计在拉斯维加斯的ComplexCon上亮相，由耐克与柏林的Zellerfeld共同开发，后者以3D打印鞋类专业知识而闻名。在这一时尚与音乐盛会上，通过抽签预购的方式发售了1000双。

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