A impressão 3D ajudou os pesquisadores a desenvolver grandes avanços no setor de saúde, desde substituições ósseas impressas em 3D, guias cirúrgicos personalizados impressos em 3D, trabalho odontológico e até modelos impressos em 3D usados no pré-planejamento cirúrgico. E agora um par de estudantes de Design Industrial do Programa de Mestrado da Universidade da Filadélfia está usando digitalização 3D e impressão 3D para prevenir problemas médicos do pé, criando calçados personalizados que são feitos para se adequar exatamente às necessidades do usuário. Seu projeto de tese é chamado FOOTPRINT: 3D Printed Algorithmic Footwear e seu objetivo é produzir sapatos de ponta, incorporando digitalização 3D, desenvolvimento de modelos algorítmicos, fabricação rápida e tecnologias têxteis avançadas.
Matt Flail e Tim Ganter dizem ao 3DPrint.com que escolheram seu projeto de tese depois de perceberem que há muitos problemas com a maneira como fazemos, dimensionamos e usamos até nossas opções de calçados mais avançadas. A realidade é que mesmo os melhores sapatos do mercado tendem a ser projetados para um usuário geral, não para um usuário específico. Como não há dois pés exatamente iguais, nem mesmo nossos próprios pés, o sistema de dimensionamento padrão que é usado atualmente é incrivelmente insuficiente. Sapatos e pés saudáveis são uma parte tão importante da vida moderna que não faz muito sentido continuar a não produzi-los para usuários específicos, quase como se fossem próteses. Como mesmo o melhor sapato do mercado permite um ajuste ineficiente que leva ao alinhamento inadequado com o corpo do usuário, isso pode levar ou agravar problemas articulares e musculares nos tornozelos, joelhos, quadris e costas.
O objetivo do projeto de tese de Flail e Ganter era redesenhar e reconceber como o calçado é feito de cima para baixo, alterando não apenas os métodos de dimensionamento, mas também a fabricação e os materiais usados. Eles estudaram alguns dos calçados esportivos da mais alta qualidade do mercado, incluindo as linhas de calçados esportivos NIKE Flyknit e ADIDAS Primeknit. Eles também consultaram uma série de podólogos e especialistas em calçados para determinar o método mais eficiente e eficaz de ajustar os sapatos adequadamente.
Esses insights levaram a dupla à digitalização 3D usando software de fotogrametria e digitalização de luz estruturada que criaria modelos 3D detalhados do pé de um usuário específico.
Os três critérios que eles decidiram serem essenciais para seu processo de projeto foi repensar os métodos de fabricação com a redução do desperdício de material e a eliminação de moldes e ferramentas dispendiosas. Eles também querem criar um ajuste personalizado com base na forma exata, tamanho e necessidades de suporte do pé do usuário. E, finalmente, eles queriam reduzir ou eliminar completamente o desperdício excessivo criado pelos modernos métodos de fabricação.
Durante o desenvolvimento do FOOTPRINT, Flail e Ganter testaram vários materiais imprimíveis em 3D e métodos de fabricação em 3D, eventualmente decidindo que um processo seletivo de sinterização a laser (SLS) lhes dava os melhores resultados para os requisitos do projeto, usando material de impressão 3D DuraForm Flex à base de nylon em pó para a palmilha e estrutura de suporte, e processo de tricô WHOLEGARMENT que usa vapor para moldar o sapato ao pé de uma pessoa específica.
Embora sua pesquisa inicial fosse direcionada ao esporte ou tênis de corrida, não foi longe no processo de prototipagem que Flail e Ganter descobriram que sapatos personalizados dessa natureza seriam benéficos para todos os tipos de calçados. Tendo recebido recentemente uma bolsa educacional da Shapeways, a dupla agora tem mais fundos de pesquisa disponíveis e continuará a desenvolver conceitos alternativos e estruturas de calçados. Você pode ler mais sobre a tese FOOTPRINT no Behance.