In 3D đã giúp các nhà nghiên cứu phát triển những tiến bộ lớn trong ngành chăm sóc sức khỏe, từ thay thế xương in 3D, hướng dẫn phẫu thuật in 3D tùy chỉnh, công việc nha khoa và thậm chí cả mô hình in 3D được sử dụng trong lập kế hoạch trước phẫu thuật. Và giờ đây, một cặp sinh viên ngành Thiết kế Công nghiệp tại Chương trình Thạc sĩ của Đại học Philadelphia đang sử dụng tính năng quét 3D và in 3D để ngăn ngừa các vấn đề sức khỏe của bàn chân, bằng cách tạo ra những đôi giày tùy chỉnh được sản xuất để phù hợp chính xác với nhu cầu của người mặc. Dự án luận án của họ có tên là FOOTPRINT: 3D Printed Custom Algorithmic Footwear và mục tiêu của họ là sản xuất những đôi giày tiên tiến bằng cách kết hợp quét 3D, phát triển mô hình thuật toán, sản xuất nhanh và công nghệ dệt tiên tiến.
Matt Flail và Tim Ganter nói với 3DPrint.com rằng họ đã chọn dự án luận án của mình sau khi nhận thấy rằng có rất nhiều vấn đề với cách chúng tôi sản xuất, kích thước và sử dụng ngay cả những lựa chọn giày cao cấp nhất của chúng tôi. Thực tế là, ngay cả những đôi giày tốt nhất trên thị trường cũng có xu hướng được thiết kế cho người dùng phổ thông chứ không phải một người dùng cụ thể. Bởi vì không có hai bàn chân nào hoàn toàn giống nhau, thậm chí cả bàn chân của chúng ta, hệ thống định cỡ tiêu chuẩn hiện đang được sử dụng, là cực kỳ không đủ. Giày và đôi chân khỏe mạnh là một phần quan trọng trong cuộc sống hiện đại, sẽ không có ý nghĩa gì nếu tiếp tục không sản xuất chúng cho những người dùng cụ thể, gần như chúng là những bộ phận giả. Bởi vì ngay cả đôi giày tốt nhất trên thị trường cũng cho phép sự vừa vặn kém hiệu quả dẫn đến việc căn chỉnh không phù hợp với cơ thể người mặc, điều này có thể dẫn đến hoặc làm trầm trọng thêm các vấn đề về khớp và cơ ở mắt cá chân, đầu gối, hông và lưng.
Mục tiêu của dự án luận án của Flail và Ganter là thiết kế lại và nhận thức lại cách thức sản xuất giày dép từ trên xuống dưới, thay đổi không chỉ phương pháp định cỡ mà còn cả cách sản xuất và vật liệu đang được sử dụng. Họ đã nghiên cứu một số loại giày thể thao chất lượng cao nhất trên thị trường, bao gồm các dòng giày thể thao NIKE Flyknit và ADIDAS Primeknit. Họ cũng đã tham khảo ý kiến của hàng loạt bác sĩ chuyên khoa về da chân và chuyên gia về giày dép để xác định phương pháp hiệu quả và hiệu quả nhất để lắp giày đúng cách.
Những hiểu biết sâu sắc này đã đưa bộ đôi đến với chức năng quét 3D bằng phần mềm đo quang và quét ánh sáng có cấu trúc để tạo ra các mô hình 3D chi tiết về bàn chân của một người dùng cụ thể.
Ba tiêu chí mà họ quyết định là cần thiết cho quá trình thiết kế của họ là xem xét lại các phương pháp sản xuất nhằm giảm lãng phí vật liệu và loại bỏ các khuôn mẫu và công cụ đắt tiền. Họ cũng muốn tạo ra một sự phù hợp tùy chỉnh dựa trên hình dạng, kích thước chính xác và nhu cầu hỗ trợ của bàn chân người dùng. Và cuối cùng họ muốn giảm bớt hoặc loại bỏ hoàn toàn lượng chất thải dư thừa do các phương pháp sản xuất hiện đại tạo ra.
Trong khi phát triển FOOTPRINT, Flail và Ganter đã thử nghiệm nhiều vật liệu có thể in 3D và phương pháp sản xuất 3D, cuối cùng quyết định rằng quy trình thiêu kết bằng laser (SLS) chọn lọc đã mang lại cho họ kết quả tốt nhất cho các yêu cầu dự án của họ, sử dụng vật liệu in 3D DuraForm Flex dựa trên nylon bột cho đế và cấu trúc hỗ trợ, và quy trình đan TOÀN BỘ sử dụng hơi nước để tạo hình giày cho phù hợp với bàn chân của một người cụ thể.
Trong khi nghiên cứu ban đầu của họ hướng đến giày thể thao hoặc giày chạy bộ, Flail và Ganter đã phát hiện ra rằng những đôi giày tùy chỉnh có tính chất này sẽ mang lại lợi ích cho tất cả các loại giày. Gần đây đã nhận được một khoản tài trợ giáo dục từ Shapeways, cặp đôi này hiện có nhiều quỹ nghiên cứu hơn dành cho họ và sẽ tiếp tục phát triển các khái niệm và cấu trúc giày thay thế. Bạn có thể đọc thêm về luận án FOOTPRINT trên Behance.