Zapatillas perfectamente equilibradas

New Balance Athletic Shoe, Inc., más conocida como New Balance, se ha dirigido a la fabricación orientada al diseño para la impresión en 3D de placas con clavos personalizadas para sus atletas de élite. Utilizando un proceso patentado para recopilar datos de simulación de carreras de los atletas del Team New Balance, el Laboratorio de Investigación de Deportes utiliza algoritmos avanzados para traducir la biomecánica individual y los inputs personales de los corredores en un diseño optimizado de placas de clavos que se puede fabricar de forma aditiva mediante el uso de la tecnología de EOS.

Las placas de clavos de las zapatillas tienen tres características generales: el ajuste, la rigidez y el diseño de la placa. Estas características afectan al confort y el rendimiento del corredor y pueden variar dependiendo de la longitud de la carrera en la que el atleta está compitiendo y de sus preferencias personales. Normalmente, cada modelo de placa de clavos requiere varios moldes para inyección de plástico en diferentes tamaños, con un costo de miles de dólares. Estos moldes producirán miles de placas antes de ser retirados o substituidos, a menudo anualmente, por un nuevo molde para un nuevo modelo.

New Balance estaba buscando un proceso optimizado y lo encontró en la tecnología de EOS. Mucho antes de que las placas de clavos sean fabricadas aditivamente, o incluso diseñadas, New Balance Sports Research Lab recoge los datos biomecánicos de cada corredor usando una placa de fuerza, sensores en las zapatillas y un sistema de captura de movimiento usado por el corredor. Este sistema de captura de movimiento ayuda a determinar la relación del pie con la placa de fuerza, creando un mapa vectorial tridimensional del impacto de cada paso. Los sensores de la zapatilla muestran un indicador de presión distinto a lo largo de la huella del pie del corredor, así como la forma en que el pie del corredor interactúa con la zapatilla. Cuando una parte concreta del pie exhibe valores de alta presión, generalmente indica que el vector 3D asociado es importante para esa zona de la zapatilla en ese momento específico.

“Establecemos una relación entre esos valores de alta presión y las fuerzas correspondientes para ayudarnos a crear un mapa de fuerzas relevantes para cada área del pie”, dice Sean Murphy, gerente senior de innovación e ingeniería de New Balance. “Un ejemplo simple está en el área del dedo del pie. Generalmente, cuando se ve la alta presión allí, corresponde a una fuerza que está empujando hacia el talón para crear la propulsión delantera. Utilizamos software de modelado paramétrico para procesar estos datos y distribuir la posición de los elementos de tracción de la placa de clavos, calcular la orientación y ajustar el tamaño de los elementos, e incorporar en el diseño preferencias específicas del corredor”.

El diseñador es responsable de realizar el ajuste CAD necesario para crear el producto final, incluyendo el retoque de las superficies del modelo y la realización de ajustes para acomodar el rango de tamaño completo de la placa de clavos. Una vez que se ha verificado la geometría final, los archivos CAD se convierten en archivos en formato.stl y se descargan en el sistema de fabricación aditiva EOSINT P 395.

“Mediante la fabricación aditiva de nuestras placas de clavos personalizadas podemos producir a demanda, ajustar con fluidez nuestro proceso para adaptar tamaños y anchuras, y actualizar los diseños sin la continua inversión de capital requerida por la inyección de plástico”, dice Katherine Petrecca, gerente de Negocios de New Balance Studio Innovation. “La incorporación de la placa de clavos fabricada de forma aditiva también nos permite realizar una reducción de peso del 5% en comparación con las versiones fabricadas tradicionalmente”.

Kim Conley, miembro de Team New Balance y corredora olímpica por Estados Unidos, está convencida de la diferencia en su rendimiento. La corredora ha conseguido récords personales en las pruebas de 3.000 y 5.000 m llevando sus placas de clavos fabricadas aditivamente. También las utilizó en el Campeonato del Mundo de 2013, donde tuvo su mejor actuación internacional hasta la fecha. Después de las pruebas de simulación en 2012, Conley utilizó por primera vez sus placas de clavos personalizadas para competición en 2013, durante una carrera en Mt. San Antonio College en Walnut, California (EE UU), y ha seguido usándolas, especialmente en carreras tan importantes como el Campeonato Mundial. “Mis zapatillas son críticas para mi rendimiento. Ellas son la pieza de equipo más importante que tengo”, dice Conley. “Como corredor profesional, obviamente deseas que las placas de clavos sean las más eficaces y cómodas para la competición. Para mí, estas son las que New Balance diseñó en base a los datos de ejecución de la curva que su equipo de desarrollo recopiló. Proporcionan una mejor tracción y menos presión en el exterior de mi pie, lo que me permite centrarme en mi plan de carrera y no preocuparme por mis placas de clavos”.

"La fabricación aditiva impulsada por el diseño 3D realmente promete más producción a demanda y más diseño personalizado. Estas placas de clavos son el primer paso, dado junto a nuestros atletas, para demostrarlo. Las opciones materiales se amplían; nuestro conocimiento sobre la tecnología de EOS se expande; las capacidades para la fabricación aditiva crecen. Todo esto nos lleva a creer que podremos ofrecer productos impresos en 3D, en algún formato, al consumidor cotidiano”, en palabras de Katherine Petrecca, gerente de Negocios de New Balance Studio Innovation