8 de abril de 2021 Miguel Silva

A Impressão 3D para calçados deve crescer e se tornar uma oportunidade de receita de 6,3 bilhões de dólares nos próximos 10 anos (de acordo com o último relatório da SmarTech Publishing). Se este segmento de produtos de consumo entregar o que muitos estão agora bastante convencidos de que fará, a maior parte do crédito provavelmente irá para cinco grandes marcas que têm feito investimentos significativos no desenvolvimento de fluxos de trabalho de fabricação de calçados digitais eficazes.

Como veremos no artigo e no gráfico abaixo, cada uma dessas empresas líderes de calçados produzidos com Manufatura Aditiva (AM =Additive Manufacturing) – adidas, Nike, Under Armour, New Balance e Reebok – tem como alvo diferentes peças e produtos finais de calçados, contando com diferentes tecnologias e materiais. No entanto, existem algumas tendências comuns baseadas na macrotendência geral de manufatura avançada: customização em massa e produção digital em massa.

* Observe que este artigo se concentra apenas nas atividades de produção digital direta dos principais fabricantes de calçados. De forma alguma pretende transmitir a mensagem de que estas são as únicas atividades na MA calçadista, ou as mais significativas. A adoção de MA altamente significativa em calçados também gira em torno de palmilhas / sandálias impressas em 3D, moldes e prototipagem.

adidas

Aplicação: Entressolas produzidas em treliças de forma massiva.

Tecnologia: DLS (Digital Light Synthesis)

Fornecedor de tecnologia: Carbon

Material: Poliuretano

Dados digitais: Generative design

A adidas deu passos significativos para implementar a manufatura aditiva na produção em massa de calçados. A empresa já produziu milhares pares de sapatos com entressolas de plástico feitos por meio de uma nova tecnologia 3D usando a tecnologia DLS (Digital Light Synthesis) da Carbon (um tipo de fotopolimerização sem camadas). Agora, a empresa confirmou que está aumentando essa produção para milhões de unidades nos próximos anos.

A Adidas já tem acesso a impressoras Carbon suficientes para fazer um milhão de pares de tênis impressos em 3D. O processo usa um tipo especial de resina líquida durável e flexível, que é uma combinação de poliuretano termofixo e um agente de fotopolimerização.

The adidas Y-3 Runner 4D II (imagem extraída do artigo original em inglês).

O projeto Futurecraft 4D, o primeiro empreendimento da adidas na impressão 3D, apresenta entressolas impressas em 3D com Generatively Design. Os primeiros pares produzidos custaram mais de US $ 300 (e foram vendidos rapidamente). O preço tem caído, não por falta de demanda, mas pela economia de escala entrando em jogo, reduzindo o preço dos materiais e da acessibilidade do hardware. Desde então, vários novos modelos chegaram ao mercado, incluindo o AlphaEdge e o Y-3 Runner, provando que a tecnologia tem muito campo de trabalho.

Nike

Aplicação: cabedal personalizado em massa, travas de futebol personalizadas

Tecnologia: SDM (Solid Deposit Modeling / Modelagem de Depósito Sólido), SLS (Selective Laser Sintering).

Fornecedor de tecnologia: EOS, Prodways for SLS, SDM desenvolvido internamente

Material: TPU / Nylon

Dados digitais: dados biométricos, projetos personalizados

A Nike foi uma das primeiras empresas a fazer uso intensivo da impressão 3D no desenvolvimento de produtos de alto desempenho, usando a tecnologia para iterações rápidas de peças funcionais. O projeto de maior destaque dirigido pela Nike é o Nike Vapor Laser Talon, a primeira chuteira de futebol impressa em 3D projetada especificamente para fornecer tração ideal em gramados de futebol e para ajudar os atletas a manterem sua “postura motriz” por mais tempo. Embora este projeto não tenha chegado à larga produção, ele foi seguido pela chuteira Nike Vapor High Agility, desenvolvida dentro do programa “Shuttle” da empresa.

A impressão 3D permitiu testar, iterar e criar formas impossíveis com os processos de manufatura tradicionais, o que ajudou a ultrapassar os limites da inovação com maior rapidez. Em ambos os casos, um processo de Sinterização Seletiva a Laser (SLS = Selective Laser Sintering) foi usado junto com uma seleção de material apropriados. A Nike também tem trabalhado com a Prodways Group no desenvolvimento de uma linha de entressolas impressas em 3D usando a tecnologia SLS da empresa e materiais TPU.

Tecnologia de modelagem de armazenamento sólido (SDM – solid deposit modeling) para os cabedais Flyprint da Nike (imagem extraída do artigo original em inglês).

A empresa está agora experimentando a produção de peças finais, especificamente para a produção de cabedais de mão-de-obra intensiva. Nike Flyprint é o primeiro cabedal têxtil impresso em 3D em calçados de alta performance.

Os cabedais Nike Flyprint são produzidos por meio de modelagem de depósito sólido (SDM – solid deposit modeling), um processo pelo qual um filamento TPU é desenrolado de uma bobina, derretido e depositado em camadas.

Um benefício interessante dos têxteis 3D que emergiu dos tecidos 2D tradicionais é o maior dinamismo possibilitado pela adição de uma interconexão além do urdume e da trama.

New Balance

 Aplicação: entressolas de edição limitada, placas de travas personalizadas

Tecnologia: SLS (Selective Laser Sintering), SLA (Stereolithography)

Fornecedor de tecnologia: Sistemas EOS e 3D para SLS, Formlabs para SLA

Material: Nylon e Duraform TPU para SLS, novas resinas duráveis ​​Formlabs em desenvolvimento para SLA

Dados digitais: dados biométricos, design generativo

A New Balance foi uma das primeiras empresas a fazer experiências com impressão 3D para várias aplicações. Em primeiro lugar, revelou o calçado Zante Generate com entressola impressa em 3D em parceria com a 3D Systems em 2016. Produzido pela Tecnologia SLS utilizando o material elastómero Duraform TPU, o Zante Generate foi o primeiro tênis running impresso em 3D a ser disponibilizado comercialmente, no entanto, os primeiros pares do Zante Generate estavam disponíveis apenas em newbalance.com e na New Balance Experience Store de Boston com um preço de $ 400.

A recente introdução pela New Balance de tecnologias de acabamento automatizado da Russell Finex em seu Laboratório MA (AM = Additive Manufacturing) indica que a empresa está trabalhando para aumentar o uso da impressão 3D como um meio de automatizar (e possivelmente no EUA) os processos de fabricação da entressola.

New Balance Zante Generate (imagem extraída do artigo original em inglês).

Em outros projetos, a New Balance também trabalhou com a tecnologia SLS da EOS, para usar a manufatura orientada ao design para impressão em 3D de placas de travas personalizadas para seus atletas de elite. Nos últimos dois anos, a empresa tem trabalhado em um projeto separado com a Formlabs com foco na personalização em massa de calçados de alto desempenho por meio dos sistemas SLA acessíveis da empresa e materiais recém-desenvolvidos.

Under Armour

Aplicação: entressolas de edição limitada

Tecnologia: SLS (Selective Laser Sintering)

Fornecedor de tecnologia: EOS

Material: TPU

Dados digitais: Generative Design

Under Armour, que fez da inovação um elemento-chave de sua estratégia, também está entre as primeiras a adotar MA para a produção de peças de uso final. A UA Architech da empresa é uma linha de sapatos que apresenta uma entressola impressa em 3D. O primeiro produto da linha Architect foi lançado em 2016, projetado com o software Autodesk e produzido com a tecnologia SLS da EOS. O segundo produto, o UA Futurist, foi lançado em 2017 e apresenta entressolas impressas em 3D que usam um material TPU desenvolvido pela Lehmann & Voss & Co.

O mais recente UA Futurist da Under Armour. Generate (imagem extraída do artigo original em inglês).

Custando US $ 300, a série de calçados é a mais cara da Under Armour até agora, mas também representa o maior lote de calçados da empresa com peças impressas em 3D até hoje. Com cada série de calçados, a Under Armour quadruplicou a produção, começando com 96 pares para o Architech original, seguido por 410 para a próxima série de calçados impressos em 3D.

Reebok

Aplicação: Produção em massa de cabedais

Tecnologia: Liquid Drawing (extrusão pneumática de material via braço robótico)

Fornecedor da tecnologia: desenvolvido internamente

Material: poliuretano BASF

Dados digitais: Generative Design

Em 2018 a Reebok lançou o calçado Liquid Floatride Run, feito com a mesma tecnologia que introduziu na Liquid Factory. O processo é essencialmente um processo de desenho 3D. O tênis é projetado para corrida de longa distância, exercícios cardiovasculares e conforto. Em 2016, a Reebok lançou sua fábrica de líquidos em Rhode Island, que usa um processo de extrusão pneumática com base em braço robótico para fabricar diretamente cabedal do sapato em vez de usar moldes.

Floatride Run da Reebok (imagem extraída do artigo original em inglês).

O tênis Floatride Run de $ 180 combina o tênis Floatride Run existente da empresa com a tecnologia de impressão 3D Liquid Factory. Possui elementos líquidos e um material “Flexweave”. O sapato aprimorado é 20% mais leve que o original e tem alguns recursos novos, incluindo atacadores líquidos. Isso significa que os atacadores são impressos em 3D diretamente na parte superior do sapato.

Para onde correr?

Embora essas iniciativas sejam, sem dúvida, fascinantes, os números que estão produzindo hoje são pequenos se comparados ao mercado geral de calçados.

Quando visam a produção em massa, os produtos de calçados entram em conflito com a dinâmica de enorme economia de escala que pode reduzir o preço de uma entressola moldada por injeção – mesmo com uma geometria semelhante a uma rede – para cerca de US$ 1.

Como a impressão 3D direta pode competir com esse tipo de produtividade? Haverá valor agregado suficiente em onshoring, automação, personalização e criação de geometrias mais complexas e eficientes para justificar os investimentos necessários para a implementação de uma linha de produção impressa em 3D?

A verdade é que não precisa necessariamente haver. Os preços dos materiais da MA – especialmente para a tecnologia Carbon DSM têm caído para cerca de US$ 50 por Kg, principalmente devido à maior capacidade de processamento e à demanda significativa da adidas. Os materiais SLS permanecem muito altos e têm limitações, mas novas tecnologias de PBF planar, como o MJF da HP e o HSS do Voxeljet, podem contribuir para aumentar a demanda de energia e, assim, reduzir o preço do material e investimentos em Capex.

No final das contas, a impressão 3D direta de peças de calçados não substituirá a moldagem por injeção em um futuro próximo, ou nunca. Mas em um mercado global em crescimento de US $ 260 bilhões, há muito espaço para os dois tipos de produtos rodarem e coexistirem.

Fonte: Site 3DPNet.

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