ELASTIUM 推出由泡沫颗粒制成的 3D 打印运动鞋

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  3D 打印运动鞋如何粘接松散泡沫珠
• 2
  3D 打印运动鞋中底能实现哪些几何结构
• 3
  哪些弹性体适用，哪些不适用
• 4
  泡沫零件何时需要改用 CNC 加工
• 5
  提交文件前的实用规则
• 6
  同一只鞋上打印泡沫与 CNC 加工零件的对比

泡沫颗粒打印，常称颗粒床打印，不是把线材熔化到平台上。打印机在成型床上铺一层薄薄的弹性体珠，然后打印头沉积粘合剂或溶剂，使珠粒在零件应在的位置粘住。成型床下降，铺上新一层，循环重复。

这里的粘接是珠粒之间的点接触，不是熔池。每颗珠基本保持自身形状，因此成品大约 60-80% 是珠、20-40% 是空隙，具体取决于珠粒尺寸分布和辊子每层的压实程度。正是这个空隙率赋予零件弹性。

打印后，生坯需要固化。固化温度和时间对最终刚度的影响大于打印机设置。在固化窗口下限固化的零件保持柔软、回弹慢。提高温度会使珠粒融合更深，零件变硬并损失部分缓冲性能。

这就是同一文件打印的两个中底手感可能不同的原因。文件控制几何形状，固化制度控制手感。指定打印泡沫零件的人应同时锁定两者，否则第二批不会与第一批一致。

颗粒床打印能处理模具无法成型的晶格和陀螺结构。内部加强筋、梯度密度和倒扣都无需额外成本，因为没有工具需要从零件中抽出。如果希望中底后跟硬、前掌软，只需在文件中改变单元尺寸。

问题在于分辨率。珠粒通常为 0.3-1.0 mm，因此小于约三颗珠的任何特征都无法干净成型。低于 1.5 mm 的薄壁在清粉时容易断裂。尖锐内角会滞留难以清除的松散珠粒。

尺寸公差是更大的限制。打印泡沫零件的外形尺寸通常在 ±0.3 至 ±0.5 mm 范围，薄壁截面更差，因为珠粒在铺层时移动并在固化时略有收缩。这对中底表面没问题，但对配合内孔或定位台肩不行。

表面呈哑光且略有颗粒感，约 Ra 6-12 μm。如果零件需要光滑的外观面或清晰可读的印刷图案，就需要表皮、涂层或机加工嵌件。

大多数打印泡沫中底使用热塑性聚氨酯珠、EVA 基珠或 PEBA 类弹性体。TPU 是常见选择，因为它与溶剂粘合剂结合良好，并在多次压缩循环后保持回弹。EVA 更便宜、更软，但在反复载荷下高度损失更快。

PEBA 珠的单位重量能量回馈最好，因此出现在高性能跑鞋中。它们也更贵，需要更严格的工艺控制，因为同一批珠在车间湿度变化时打印结果可能不同。

并非所有弹性体都能打印。太粘的珠会堵塞辊子并在床上架桥。尺寸分布宽的珠堆积不均，留下密度梯度，表现为软点。窄的粒径分布比化学名称更重要。

硅胶和天然橡胶珠通常不用于此工艺。它们要么在床中固化太快，要么无法保持粘合剂粘接。如果设计需要这些材料，模压或浇铸是更好的路线。

打印泡沫擅长缓冲，不擅长接口。一旦零件需要螺纹嵌件、压配轴承座、平坦安装面或必须保持 ±0.05 mm 的内孔，仅靠打印无法达到。这正是我们的用武之地。

一种常见路线是混合方案：打印柔性主体，然后在其上加工硬质接口特征，或粘入机加工嵌件。我们在东莞和新加坡工厂运行 127 台高精度 CNC 机床，包括 16 台同步五轴加工中心，因此打印中底可以按基准进行修边、端面加工或型腔加工。

机加工金属和塑料特征的公差为 ±0.005 mm（±0.0002 in），精加工表面粗糙度从 Ra 0.2-0.8 μm 到机加工态 Ra 1.6-3.2 μm。如果鞋需要铝制后跟夹、钛制鞋眼板或泡沫本身的模具，这些几何形状属于机加工任务。

材料选择取决于载荷。铝 6061-T6 用于夹子和板，7075 用于高应力支架，17-4PH 不锈钢用于耐磨表面，POM 或 PEEK 用于低摩擦嵌件。我们报价范围从 1 件原型到 10,000+ 件批量，无最小起订量。

最小特征保持在三颗珠或更大。如果珠是 0.5 mm，不要画 1 mm 的加强筋。它们经不起搬运，更不用说磨损测试。

在后续需要加工的任何面上设计一个平整的基准垫。打印表面不是可靠的基准，所以要给加工人员一个干净的平面来找正。没有它，第一道工序就只能靠猜。

预留收缩量。先打印一根测试条，在完全固化后测量，而不是刚下打印床就测。0.5-2% 的固化收缩属正常，而且在梯度密度零件上并非线性。

尽量保持壁厚均匀。厚壁区域芯部固化比表层慢，会积累内应力，可能使长中底翘曲。用晶格结构分割厚壁区域，不要用实心填充。

尽早确定零件是外观件、结构件还是两者兼有。两者兼有的零件几乎总需要二次加工，这项工序应在文件冻结前就纳入计划。