L’Ufficio Brevetti e Marchi degli Stati Uniti (USPTO) ha concesso a Nike un brevetto per un innovativo processo di stampa 3D applicato alla produzione di calzature.
Un nuovo approccio alla produzione di scarpe
Il metodo brevettato prevede la stampa 3D di modelli digitali direttamente su un materiale tessile per creare la tomaia della scarpa. Successivamente, la suola viene stampata direttamente sulla tomaia, eliminando la necessità di tecniche tradizionali di assemblaggio in due parti.
Questa tecnologia consente una maggiore personalizzazione dei materiali, offrendo vantaggi in termini di resistenza, supporto, flessibilità e riduzione dell’abrasione. Inoltre, la rimozione di adesivi pesanti, cuciture e strati di materiali superflui potrebbe portare a calzature più leggere e sostenibili, riducendo gli sprechi di materiale.
Il brevetto, identificato con il numero US-12226973-B2, è stato inizialmente depositato nel dicembre 2023 e pubblicato nell’aprile successivo, prima di essere ufficialmente approvato questa settimana. Tra gli inventori figurano David P. Jones e Ryan R. Larson, due figure chiave nelle innovazioni di Nike nel campo della manifattura additiva.
Oltre un decennio di innovazioni nella stampa 3D di calzature
Nike utilizza la manifattura additiva da oltre un decennio. Nel 2013 ha introdotto il suo primo scarpino da calcio stampato in 3D, il Vapor Laser Talon, con una piastra in SLS (Selective Laser Sintering), riducendo il peso a soli 158 grammi per migliorare velocità e trazione.
Nel 2016, l’azienda ha collaborato con HP per utilizzare la tecnologia Multi Jet Fusion (MJF) e ha presentato le scarpe da corsa Zoom Superfly Flyknit, realizzate per la pluricampionessa olimpica Allyson Felix. Per la progettazione della piastra dei tacchetti è stata impiegata la stampa 3D SLS, riducendo i tempi di sviluppo a pochi giorni.
Nel 2018, l’ex detentore del record mondiale di maratona Eliud Kipchoge ha utilizzato calzature Nike con tomaia interamente stampata in 3D. Il modello Vaporfly Elite “Flyprint” segnò un passaggio dall’uso della stampa 3D per la prototipazione alla produzione su scala più ampia.
Più di recente, nel 2023, Nike ha lanciato le Air Max 1000, la sua prima sneaker quasi interamente stampata in 3D. Presentata a ComplexCon a Las Vegas, questa scarpa è stata sviluppata con Zellerfeld, azienda specializzata nella produzione di calzature tramite manifattura additiva. Solo 1.000 paia sono state rese disponibili tramite una prevendita a estrazione.
Dettagli del nuovo brevetto Nike sulla stampa 3D delle calzature
Secondo il documento ufficiale, il processo brevettato prevede la creazione di modelli digitali 3D per la tomaia e la suola. Un tessuto intrecciato, non intrecciato o lavorato a maglia viene posizionato su un vassoio all’interno di una stampante 3D, dove viene ricoperto con un materiale a base di inchiostro, resina, acrilico, polimero o termoplastico.
Il materiale estruso può essere parzialmente assorbito dal tessuto prima della polimerizzazione con luce UV. Questo passaggio garantisce una fusione solida tra il tessuto e il materiale stampato. Strati multipli possono essere aggiunti per rinforzare alcune zone, migliorando resistenza e flessibilità.
Dopo la stampa e la polimerizzazione, la tomaia viene modellata tridimensionalmente secondo il design finale. Successivamente, la tomaia viene posizionata capovolta nella stampante, dove la suola viene stampata direttamente sulla struttura. La suola può essere realizzata con materiali ammortizzanti come poliuretano o gomma espansa, migliorando comfort e durata.
Il brevetto specifica che il metodo può essere applicato a diverse categorie di calzature sportive, tra cui scarpe per atletica, basket, calcio, ciclismo, tennis, baseball, allenamento e trekking. Inoltre, il processo può essere utilizzato per produrre scarpe eleganti, mocassini, sandali, pantofole e scarpe da lavoro.
Applicazioni oltre le calzature
Nike indica che questa tecnologia potrebbe essere impiegata anche per la produzione di abbigliamento e accessori sportivi, come cappelli, giacche, magliette, guanti e altri capi realizzati in tessuto, pelle, gomma e schiuma.
Tecnologie simili sono già impiegate da altre aziende nel settore della stampa 3D per la moda. Ad esempio, la società israeliana Stratasys ha sviluppato la stampante J850 TechStyle, che consente di stampare direttamente su tessuti come jeans e giacche, personalizzando i prodotti e riducendo gli sprechi di materiale.
L’espansione della stampa 3D nel settore calzaturiero
La stampa 3D sta diventando una tendenza sempre più diffusa nell’industria delle calzature, grazie alla possibilità di creare design personalizzati con un consumo ridotto di materiali.
Nike non è l’unico marchio a esplorare questa tecnologia. Nel 2024, Gucci ha ampliato la sua collezione primavera-estate con nuove varianti delle sneakers Cub3d stampate in 3D. Originariamente lanciate in edizione limitata con sole 20 paia, ora sono disponibili in cinque colorazioni. Queste scarpe combinano materiali innovativi come il Demetra, composto per il 70% da ingredienti vegetali.
Anche aziende emergenti stanno puntando sulla stampa 3D per il settore calzaturiero. La startup statunitense Syntilay ha lanciato una linea di ciabatte stampate in 3D, progettate su misura tramite scansione dei piedi degli acquirenti. Il processo prevede l’uso di intelligenza artificiale per generare modelli 3D basati su disegni preliminari.
Nel 2023, la startup ELASTIUM ha collaborato con LaLaLand Production & Design, il più grande produttore di scarpe della California, per sviluppare un modello di produzione ibrida che promette di ridurre i costi iniziali fino all’80%. Il primo prodotto nato da questa collaborazione, la sneaker 3D Orca, è stata lanciata con una suola in TPU espanso e una tomaia elastica.
Questi sviluppi dimostrano come la stampa 3D stia trasformando il settore calzaturiero, offrendo soluzioni innovative per la produzione sostenibile e personalizzata di calzature.
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