為了把大不列顛最快最好的運動員的短跑時間甩掉幾百分之一秒，英國拉夫堡大學創(chuàng)新制造和工程研究中心的研究員們 正使用快速生產(chǎn)來開發(fā)定制短跑釘鞋。研究精力集中于釘鞋鞋底，它們將會由燒結的塑料組成级解。

拉夫堡的研究員們正通過貼合單個運動員的身體特征冒黑，制定擁有特定縱向彎曲剛度的釘鞋，以大大提高短跑和跳高運動員的表現(xiàn)。使用正確的鞋底硬度配方抡爹，研究員們說他們能為特定的運動員定制特定的鞋釘掩驱，某些情況下能將運動員腳踝產(chǎn)生的機械能量提高到兩倍。

“不同硬度的鞋底部分加到標準釘鞋鞋面下冬竟，并進行機械測試以量化硬度欧穴。” Dan Toon, 一位拉夫堡的研究員說道悟津∩阶担“由精英運動員穿一只不同硬度的釘鞋和一只沒分量相當于光腳的校正鞋來完成一系列釘鞋相關的任務，從每次任務上收集三維動態(tài)數(shù)據(jù)和力數(shù)據(jù)以將任務量化宗瓢。

研究發(fā)現(xiàn)：鞋底的機械性能影響著腳踝和腳的動力徒妒。此外，每個運動員的表現(xiàn)可通過在一定范圍內(nèi)改變硬度而達到最佳旷厨。

這個為期三年的研究自2004年雅典奧運會后開始乘恩，短跑選手贏得金、銀腋意、通牌的差異小得讓人難以置信容蕉。美國金牌贏家賈斯汀加特林100米短跑花時9.85秒，以0.01秒的優(yōu)勢勝過葡萄牙的銀牌得者弗朗西斯·奧比克維魯往软，比銅牌得者莫里斯格林也僅快0.02秒亩当。拉夫堡的研究員們決定找個辦法從跑鞋上來擠出那點時間。

鞋底部件的設計與制造 設計鞋底部件的第一步是獲得現(xiàn)有釘鞋的3D結構數(shù)據(jù)并導入到SolidWorks CAD軟件中吴澜。自那兒桃序，您可創(chuàng)作各種不同的設計，包括可獲得不同縱向彎曲剛度的設計烂瘫。存儲為STL文檔媒熊，  繼而進行快速原型和制造。

鞋底部件用大學里的3D Systems的選擇性激光燒結（SLS）工藝制作坟比，一臺 Vanguard SLS設備結合DuraForm塑料芦鳍。SLS是一種增材制造工藝，利用高溫激光將熱塑性塑料粉末熔融葛账，每個橫截面層層固化柠衅，直到3D立體樣件完成。

SLS工藝使研究員能快速制作一次性物品籍琳，帶來其他生產(chǎn)工藝無法帶來的自由菲宴。研究員們可通過增加或減去塑料層數(shù)來制作更硬或更軟的鞋底，以迎合個人運動員的不同需要趋急。

“我們可以直接開模喝峦，但那會花掉我們更多時間和金錢势誊。”拉夫堡大學該項目的負責人姚垂，Dr. Neil Hopkinson說道颊鳄。“有了SLS工藝障氛，時間谤蚌、成本、設計自由皆有改善衫沽。

DuraForm材料制

釘鞋 vs. 傳統(tǒng)釘鞋 做了裝有DuraForm鞋底部件的短跑釘鞋手板檐鹤，

用以與研究員購買或由不同供應商提供的釘鞋相比較。該測試使用了一些在拉夫堡及荷蘭TNO工業(yè)公司已存 (e.g., ASTM F911-85)和特制的機械測試方式莉遥。

用DuraForm制作的釘鞋鞋底部件的縱向彎曲程度一般處于中高硬度枣象，相比其他釘鞋而言，而其中一些甚至比任何其他測試過的釘鞋都硬灶逃。

“DuraForm是一種久經(jīng)驗證的舶舅、用于選擇性激光燒結的材料，” Hopkinson說道. “我們對它有信心鬼胸。它為我們的實驗帶來了恰到好處的硬度奸闽。”

標準釘鞋鞋面由New Balance運動鞋業(yè)提供恢筝，并用砂輪將其磨粗哀卫，以將準備涂抹膠水連接鞋底的區(qū)域準備好。一旦鞋面涂好了膠水撬槽，鞋底板會由手工加到鞋面上此改。加上鞋底的鞋面會放到壓緊鞋底的機器上，這個機器會對鞋子整個一圈外沿釋放50-60 psi (3.5-4相)的相同壓力侄柔，以確保鞋底板牢牢地粘在了鞋面上共啃。待插入鞋墊后，就可以進行測試了暂题。

在實驗室通過運動員進行測試并跟蹤

在拉夫堡大學的實驗室里移剪，明星運動員們正進行著一系列不同的測試。進行類似于蹲跳和蹦跳等的標準測試薪者，以獲取不同硬度鞋底的可重復數(shù)據(jù)纵苛。根據(jù)記錄，短跑釘鞋的硬度對關節(jié)角的影響言津，是通過用高速數(shù)字影像在100米短跑的不同階段（10米處和50米處）以1000幀/秒的速度進行拍攝而成攻人。

角度的測量，是在釘鞋和腳上巧妙設置標記點署氏，在拉夫堡大學的高性能運動中心測得腋殃。結果幫助研究員們將釘鞋在短跑過程中對腳部運動的影響進行量化奥徒。

運動員們被告知這些短跑釘鞋是通過選擇性激光燒結定制而成，然而的炫，Toon說，“他們只是將其看作是另一雙高性能的運動鞋而已移卢⊥缮眩”

運動鞋的未來 Mike Caine教授，拉夫堡大學體育科技學院院長涩凑， 說, “預想是想讓這種技術幫助提高英國的短跑選手在2012的奧運會得獎的幾率呈锣。它亦可應用于一些其他運動∫颂停”

“這個研究的長期目標是秒准，讓普通大眾擁有屬于自己的定制鞋,” Hopkinson又說。 “與明星運動員共獲成功將會是催化劑惹虏，使我們的工藝用用到每一個人身上供役。”

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