Grandes marcas de tênis prometeram uma revolução impressa em 3D

Embora a fabricação aditiva não existiria por mais 40 anos, o prolífico autor americano de ficção científica Murray Leinster escreveu um conto de 1945 apresentando uma descrição assustadoramente presciente do que hoje conhecemos como impressão 3D.

Enquanto o herói de Leinster, Dirk Braddick, corre para enfrentar um invasor alienígena, ele instrui um braço robótico a formar, camada por camada iterativa, uma nave espacial oficina. “O construtor de plástico trabalhou incansavelmente”, descreve Braddick. “Ele faz desenhos no ar seguindo desenhos que digitaliza com fotocélulas. Mas o plástico sai da extremidade do braço de desenho e endurece à medida que sai. Essa coisa começará em uma extremidade de um navio e o construirá completamente até a outra extremidade.”

A nave espacial de Braddick levou mais de 24 horas para se formar, ou apenas um pouco mais do que o tempo que leva hoje para cuspir um tênis altamente complexo a partir de uma impressora 3D de modelagem por deposição fundida (FDM). Alguns desses tênis impressos em 3D parecem Crocs moldados por injeção. Mas eles também podem ser impressos em uma única peça com uma sola rígida e aderente, uma parte superior elástica, semelhante a um tecido e respirável, e uma entressola com malha interna e zonas de densidade otimizadas, proporcionando ressalto e suporte ajustados.

Cornelius Schmitt fabrica tênis impressos em 3D que abraçam os pés por meio de sua marca Zellerfeld. Utilizando várias centenas de impressoras FDM personalizadas, ele produz uma gama de sapatos futuristas para clientes em todo o mundo, todos enviados a partir da sua fábrica de impressão em Hamburgo, Alemanha. O jovem de 28 anos também tem uma conexão com uma nave espacial. Sua startup Zellerfeld recebeu US$ 15 milhões em financiamento inicial do primeiro investidor da SpaceX, o bilionário Peter Thiel.

Mas a Zellerfeld é apenas uma entre uma série de empresas disruptivas que pretendem cumprir as grandiosas promessas da impressão 3D que as grandes marcas de ténis têm lutado para tornar realidade.

A Nike tem sido uma das mais expressivas. Ela registrou sua primeira patente de calçado de fabricação aditiva em 2012, com o então COO da empresa, Eric Sprunk, prevendo alguns anos depois que a impressão 3D iria “revolucionar a fabricação de calçados”, tornando “produtos personalizados e de entrega rápida, feitos de forma mais eficiente e com menos custos”. desperdício.”

Mas isso simplesmente não se materializou. A Nike continua a falar de um bom jogo, promovendo inúmeras linhas de tênis impressos em 3D (incluindo sua linha AIR de abril de 2024 “mais selvagem até agora”), mas nenhum foi disponibilizado comercialmente. Nove anos após a previsão de Sprunk para 2015, você ainda não pode entrar em uma loja da Nike, escanear seus pés e sair, uma hora depois, com um par de tênis impressos em 3D com o logotipo da marca, e não há indicação de que isso acontecerá tão cedo.

A Adidas está alguns passos à frente. Depois de experimentar entressolas impressas em 3D em 2015, ele tem um sapato de recuperação slip-on impresso em 3D de treliça de peça única que ficou disponível no final de outubro. Não disponível na loja, este tênis Climamog esbranquiçado de US$ 156 só pode ser encomendado por meio do aplicativo de smartphone Adidas Confirmed.

A arquirrival Puma (as duas empresas alemãs foram fundadas pelos irmãos inimigos Adolf (Adi) e Rudolf Dassler; sua rivalidade cruel é matéria de lendas) também tem um tênis impresso em 3D à venda – colaborou com o rapper A$AP Rocky para criar o Mostro slip-on em resina e aspecto futurista, que tem uma nova colorway que já está aparecendo nos feeds dos influenciadores.

Uma revolução silenciosa

Embora isto pareça longe da revolução no fabrico de calçado que Sprunk previu, ele continua confiante no conceito, embora talvez já não seja liderado pela Nike. Ele agora atua no conselho de administração de diversas empresas, incluindo General Mills, Bombardier e uma marca de calçados 3D chamada Hilos.

Ele também investiu nesta empresa, uma startup sediada no Vale do Silício, no setor de calçados, entre Portland e Beaverton, no Oregon – sede também da Nike, da Adidas America e de outras marcas de estilo esportivo. A Hilos está sediada no centro do projeto de redesenvolvimento urbano “Made in Old Town” de US$ 125 milhões, com o objetivo de transformar um bairro pessimista de Portland em um centro de inovação em calçados e vestuário.

A empresa usa a fusão em pó para fabricar solas e outras peças para seus tênis e outros sapatos impressos em 3D. “O 3D abre um novo nível de liberdade de design que os moldes e ferramentas tradicionais simplesmente não conseguem alcançar”, afirma o site da empresa.

“É preciso em média quatro horas de trabalho para fazer um par de [traditional] tênis”, disse o fundador e CEO da Hilos, Elias Stahl, um veterano das forças especiais, à WIRED. “Quatrocentas mãos tocam-no ao longo da linha de montagem. Novas tecnologias, como a impressão 3D, são a única forma de imaginarmos a transferência destas indústrias tradicionais para os EUA.

Outras empresas norte-americanas que se esforçam para provar que a fabricação aditiva de tênis pode ser feita em escala incluem a Koobz, da Califórnia, que vende seu tênis impresso em 3D de 16 kW desde 2023, e a startup de impressão 3D com sede em Los Angeles, Elastium, que recentemente revelou seu Orca. Tênis impresso em 3D fabricado pela LaLaLand, o maior fabricante de calçados da Califórnia.

Depois, há a marca suíça de tênis On, que produz o tênis de corrida Cloudboom Strike LS sem cadarços, de US$ 330, usando uma forma de fabricação aditiva pulverizada. Um único filamento de plástico de base biológica com 1,5 km de comprimento é pulverizado por um braço robótico, criando um material semelhante a uma malha que se molda perfeitamente à entressola para criar uma parte superior leve e ajustada em apenas três minutos.

Mas mesmo com esses avanços, há pouco incentivo para que os gigantes do tênis mudem para a impressão 3D. Eles podem produzir tênis normais de maneira incrivelmente barata sem eles.

As grandes marcas de tênis “normalmente conseguem um par de tênis injetados com molde por menos de US$ 10”, diz Andy Polk, vice-presidente sênior dos Distribuidores e Varejistas de Calçados da América. Eles são vendidos por, em média, US$ 130 o par. O Climamog custa US$ 28 o par, o que ainda é um enorme lucro para a Adidas. Mas, com um preço três vezes superior ao dos ténis de origem tradicional, representa um lucro reduzido e, portanto, talvez um apelo reduzido para uma empresa focada no crescimento.

Tênis vinculados a celebridades, e especialmente aqueles que não apresentam nenhuma tecnologia de desempenho cara, têm margens brutas incrivelmente altas, são fáceis de produzir e muitas vezes são vendidos a todo vapor. Esta é a forma testada e confiável de as marcas de tênis obterem enormes lucros. Para a Big Sneaker, a manufatura aditiva ainda não é uma maneira infalível de imprimir dinheiro.

Mas enquanto a Nike brinca, a Adidas conserta e muitas outras marcas de calçado desportivo evitam completamente a impressão 3D, os disruptores como Hilos, Zellerfeld, Elastium e Koobz estão a fabricar e a enviar produtos. O mesmo acontece com a Peak Sport, uma fabricante chinesa de tênis que comercializa no mercado interno tênis complexos impressos em 3D há pelo menos três anos.

A Peak Sport usa fabricação de filamentos fundidos, um processo de camadas que permite que seus tênis impressos em 3D sejam embelezados com padrões multicoloridos, algo que as impressoras FDM só podem fazer com muito tempo e dinheiro.

Quebrando o molde

Polk disse à WIRED que é provável que centenas de milhares de tênis impressos em 3D tenham sido vendidos nos últimos anos. O número total pode realmente estar na casa dos milhões, acrescenta ele, mas como o lado da produção em volume é um fenômeno chinês, é impossível verificar os números das vendas.

Mas mesmo milhões é cerveja pequena, é claro. Os EUA importam 2,7 mil milhões de pares de sapatos todos os anos, dos quais quase meio bilhão são ténis fabricados tradicionalmente. O estilo esportivo também é um negócio saudável: o mercado global de tênis gera vendas de quase US$ 89 bilhões por ano.

Agarrar apenas uma pequena parte disso entusiasma Schmitt, que diz que seu objetivo é fazer de Zellerfeld “o YouTube dos sapatos”. Através da câmera de seu laptop, ele mostra à WIRED sua fábrica de impressão de 30.000 pés quadrados, no quinto andar de um prédio de escritórios em uma área industrial de Hamburgo.

Ele reclama que os designs das grandes marcas de tênis não mudaram muito nas últimas décadas.

“Sempre a mesma merda”, ele brinca. “O mesmo todos os anos.”

Em contraste, Zellerfeld recompensa a inovação ao carregar no seu website designs de sapatilhas surpreendentes de designers inovadores – que recebem uma redução de royalties por impressão – e ao produzir pequenas tiragens para marcas como Louis Vuitton, Heron Preston, Moncler e outras marcas de luxo. Celebridades como Justin Bieber e Lewis Hamilton foram vistas com sapatos Zellerfeld.

“É gratificante ver designers carregando designs que eles não conseguiriam com a fabricação tradicional de tênis”, diz Schmitt.

Os tênis Zellerfeld também estão em alta – há uma lista de espera de cinco meses. Os clientes garantem uma vaga de produção com um pequeno pagamento inicial de US$ 10 e só finalizam o tênis escolhido quando a vaga for aberta. Oitenta por cento dos clientes de Zellerfeld optam por tênis personalizados, dimensionados e ajustados a partir de varreduras de seus pés à esquerda e à direita do smartphone.

O tempo de resposta melhorou. Antes do investimento de Thiel, há três anos, Zellerfeld tinha quatro impressoras FMD prontas para uso, e imprimir um único sapato poderia levar dias. Com centenas de impressoras personalizadas, esse tempo caiu para 20 horas, e Schmitt diz que melhorias incrementais poderiam eventualmente reduzir esse tempo para minutos.

“Cada sapata é feita a partir de 6 milhões de movimentos de bicos – isso leva tempo, mas estamos trabalhando para obter resultados mais rápidos”, diz ele.

Grande parte desse plano é uma nova versão de sua impressora 3D específica para tênis, que está se preparando para produção em massa.

“Ele imprimirá o sapato inteiro e então, quando estiver pronto, cairá neste buraco”, diz ele, abrindo uma pequena porta de alumínio branco e mostrando à WIRED a zona de queda e o espaço acima para uma de suas impressoras de última geração. . “Então começa o próximo sapato.”

Schmitt tropeçou em sua carreira um tanto acidentalmente. Um sneakerhead confesso e de longa data, ele estava cansado de imprimir bugigangas na impressora 3D da Universidade de Tecnologia Clausthal, onde estudou engenharia industrial. Num fim de semana, ele voltou sua atenção para os sapatos.

“Para mim, as impressoras 3D são as máquinas mais mágicas do planeta”, diz Schmitt. “Aquele projeto de fim de semana para tentar imprimir um tênis é agora, oito anos depois, minha vida.”

Uma questão de escala

Schmitt será um dos principais palestrantes da Footwearise, que acontecerá no início de dezembro em Barcelona, ​​​​Espanha – uma exposição organizada por Nicoline van Enter, consultora da indústria calçadista e especialista em impressão 3D. Este será o segundo ano do evento. O primeiro – Footprint 3D em 2023 – esgotou, assim como um evento spinoff realizado em Portland, Oregon, no início deste ano. Os mais de 300 delegados da Footwearise incluirão designers, técnicos e executivos da marca Big Sneaker.

Veterano da indústria do calçado, van Enter é holandês e mudou-se para Barcelona há três anos para fundar a academia de formação em calçado Footwearology. Este hospeda webinars regulares e organiza aulas particulares de impressão 3D de calçados.

“O plano original era mudar-nos para o Vietname para iniciar um centro de inovação industrial, mas depois veio a Covid e decidimos ficar na Europa”, diz van Enter. “Meu parceiro de negócios na época era de Barcelona, ​​então começamos aqui em vez de na Ásia. Foi uma boa decisão porque muitas empresas já disseram que querem transferir a produção de tênis para a Europa e a América”.

O seu objetivo é inovar a cadeia de fornecimento de calçado até onde ela precisa estar, diz ela, mostrando às empresas que podem fabricar calçado automatizado a pedido localmente, sem desperdício, incluindo sistemas de fim de vida que incluem reciclagem.

“Existe um equívoco”, diz van Enter, “de que a impressão 3D de calçado ainda não foi dimensionada porque a tecnologia para o fazer não existe. Isso não é verdade. A questão principal é que o modelo de negócios precisa mudar. Se você quiser imprimir sapatos em 3D, terá que mudar para um modelo de negócios sob demanda, algo que os gigantes dos tênis não podem – ou não querem – fazer. Nike, Adidas, Puma, New Balance e o resto dependem da importação de grandes quantidades de calçados da Ásia, vendendo-os em estoque.”

Ela acredita que uma empresa com capacidade de distribuição local, recursos financeiros e um histórico de venda de livros impressos sob demanda poderá um dia abalar a indústria de calçados.

“Estou esperando que a Amazon forneça um centavo de atendimento er com impressoras 3D, onde você pode encomendar produtos personalizados on-line, mas para sapatos e similares, não apenas livros impressos sob demanda. A Amazon armazenaria digitalizações 3D de seus pés. Você encomenda sapatos e eles serão impressos em um centro relativamente próximo de onde você mora, com seus sapatos velhos reciclados.”

A Amazon não tem esse programa de tênis sob demanda, é claro, mas Van Enter já usa sapatos impressos em 3D.

“Tenho sapatos que foram feitos para mim pela Fused Footwear. Eu os uso há três anos; Eu os uso muito e eles ainda parecem novos.”

Fused Footwear é uma banda de um homem só que vende mensalmente 100 pares de tênis impressos em 3D em uma pequena fazenda de impressão em Hong Kong. A empresa foi fundada pelo designer de produtos holandês Philippe Holthuizen em 2017. Ele não acredita que as grandes marcas de tênis mudarão para a impressão 3D em grande escala.

“Eles têm uma máquina inteira que precisam alimentar”, diz Holthuizen. “A impressão 3D de baixo volume não se encaixa no mundo deles. O aspecto impresso do calçado é interessante para eles como um desenvolvimento, mas os lucros a serem obtidos não são suficientemente grandes, por isso continuarão a considerá-lo como uma tecnologia divertida, mas com a qual nunca se comprometerão.”

Para Andy Polk, dos Distribuidores e Varejistas de Calçados, o pequeno potencial de lucro não é o único fator que impede a Big Sneaker de adotar a impressão 3D; é a perda de controle.

“Empresas como Nike e Adidas e outras têm IP ou reconhecimento de marca com base no ajuste e na sensação de seus calçados. Se você mudasse de uma Birkenstock, digamos, para uma Nike, você rapidamente perceberia que suas palmilhas são completamente diferentes. Você não quer perder seu IP em relação à sensação do seu calçado para o consumidor. Isso não quer dizer que as grandes marcas não correrão riscos, mas é calculado. O uso da impressão 3D será direcionado e limitado.”

Mas quando as grandes marcas lançam designs impressos em 3D, não se trata apenas de vaporware.

“Cada vez que há uma nova iniciativa de relações públicas de impressão 3D de uma grande marca, há avanços tecnológicos”, diz Polk.

“Eles estão aprendendo muito sobre os novos materiais que podem usar na impressão 3D, mas para as grandes marcas o conforto ainda não existe. As marcas insurgentes podem experimentar novos materiais e designs diferentes porque não têm um consumidor fixo em mente.”

A mudança está em andamento

O conforto discado estava em sua mente quando, em 2015, Troy Nachtigall, um bolsista Marie-Curie que estudava personalização e calçados no Wearable Senses Lab da Universidade de Tecnologia de Eindhoven, na Holanda, co-criou um par de sapatos 3D personalizados. sapatos estampados para um político holandês. Os sapatos – vestidos, não tênis – levaram 100 horas para serem impressos e eram feitos de uma série de linhas curvas verticais e suaves que se flexionavam. A política adorou os sapatos, dizendo que eram o par mais confortável de todos os tempos.

Mas persiste a percepção de que os sapatos impressos em 3D devem ser inflexíveis, plásticos e desconfortáveis.

“Sapatos impressos em 3D são legais, mas apenas uma pequena porcentagem de nós é tão obcecada por eles que compraríamos esses sapatos sem hesitação”, disse Nachtigall à WIRED. “Em geral, os consumidores são avessos. Eles podem pensar: o que [a 3D-printed shoe] acrescentar à minha vida? Mas graças à ciência de dados e ao aprendizado de máquina, isso está prestes a mudar, permitindo que os fabricantes realmente personalizem os calçados de acordo com cada indivíduo.”

Isso o torna um espaço fantástico para a presença de disruptores, diz ele, porque em breve veremos a ciência de dados encontrando o movimento humano. “Caminhar é bastante complexo e o conforto é fundamental. A fabricação computacional permite que as empresas de impressão 3D projetem não apenas o formato do pé, mas também o peso e os perfis de pressão do indivíduo. As grandes empresas de tênis provavelmente não serão as primeiras. nisso porque eles estão inseridos em um sistema industrial que lhes convém agora.”

Mas Nachtigall acredita que o sector está finalmente prestes a mudar. “Estamos testemunhando uma mudança. Tal como aconteceu com os sapatos na década de 1950, quando os holandeses retiraram a indústria do calçado dos Países Baixos e transferiram-na para a Ásia, uma mudança semelhante poderá acontecer em breve. [in production techniques] e o uso de novos materiais. Estive recentemente em Hong Kong e conversei com um professor especializado em poliuretano que me contou sobre as mudanças que os fabricantes asiáticos estão fazendo nos filamentos FDM, mudanças que são bastante surpreendentes: misturar as coisas e ver se a mistura realmente imprimiria.

“Empresas disruptivas de calçados de impressão 3D estão agora trabalhando para imprimir o comportamento do calçado, imprimindo o salto, a flexibilidade e controlando tudo isso profundamente. Isso resultará em sapatos melhores.”

E vende melhor, acredita Nachtigall. “O calçado é uma área bonita para trabalhar”, acrescenta, “porque reúne tantas considerações diferentes ao mesmo tempo, desde a estética à plasticidade, passando pela elasticidade dos materiais. Adicione a IA e em breve estaremos lidando com a complexidade da locomoção humana de uma forma que é muito superior a tudo o que vimos antes.”