Een gekweekte schoenzool van kombucha. Foto: Bart van Overbeeke.
“Tien jaar geleden duurde het 4,5 dag om met 3D-printen een schoen te maken, nu nog maar 1 dag. Ook andere technologische ontwikkelingen brengen ons steeds verder vooruit. Vooral biotechnologie is tegenwoordig veelbelovend,” aldus onderzoeker Troy Nachtigall van TU Eindhoven.
Nachtigall werkt samen met collega Oscar Tomico aan 3D-geprinte schoenen met biologische zolen die telkens veranderd of vernieuwd kunnen worden. Dat is duurzamer en biedt legio mogelijkheden om je schoenen zelf helemaal naar wens te creëren.
Zulk maatwerk is een belangrijke motivator om innovatie door de modewereld te laten omarmen: kleding en schoenen letterlijk op iemands lichaam maken, zoals bij haute couture, is nu alleen voor de happy few bereikbaar en betaalbaar. Maar 3D-printen en biotechnologie kunnen maatwerk voor de massa mogelijk maken.
Nachtigall: “Lopen is behoorlijk complex en comfort is de sleutel. Computationele productie maakt het mogelijk om te ontwerpen naar de vorm van een voet, en naar het gewicht en de drukprofielen van een individu.”
Markt voor 3D-geprinte schoenen
“Op de schoenenmarkt is eindelijk momentum voor 3D-printen,” stelt Nachtigall. “Verschillende bedrijven specialiseren zich er al een tijdje in en ook grote merken, zoals Nike, hebben interesse.”
“Grote fabrikanten werken echter nog steeds volgens een industrieel systeem dat hen op dit moment goed uitkomt. Ze gebruiken de goedkoopste materialen die niet lang meegaan, zodat mensen blijven consumeren. Ook zijn deze goedkope materialen gemengd, waardoor het onmogelijk is om de schoenen te recyclen.”
“Maar er zijn steeds meer disruptors op de markt, zoals Zellerfeld, die werken aan verbeteringen in het gedrag, de vering en de flexibiliteit van 3D-geprinte schoenen. Dit brengt verifieerbare standaardisatie in het vizier, en dan wordt het commercieel interessant.”
Inzet kombucha-zwam
“We begrijpen steeds beter hoe we biologische materialen kunnen laten groeien in combinatie met de structuur van een 3D-geprint object, in ons geval een schoen”, vertelt Tomico.
Zo kwamen de onderzoekers uit bij het razend populaire drankje kombucha, dat ontstaat door aan gezoete zwarte of groene thee een bacteriecultuur toe te voegen en dit te laten fermenteren.
Na ongeveer een week ontstaat dan een vel bovenop de drank, de kombucha-zwam of SCOBY (Symbiotic Culture Of Bacteria and Yeast). Om de kombucha te kunnen drinken, wordt dit schimmellaagje eruit gefilterd. Nachtigall en Tomico kunnen dit restproduct juist gebruiken om zolen van te maken.
Versleten schoenzolen laten aangroeien
“Normaal gesproken zijn voor de productie van een schoenzool circa drie soorten plastic nodig, afhankelijk van structuur, prestatie en ontwerp”, legt Nachtigall uit. “Voor 3D-printen van schoenen wordt één materiaal gebruikt. Maar verschillende onderdelen van schoenen hebben verschillende functies en eigenschappen, aansluitend op de specifieke kenmerken van een voet en het loopproces.”
“Dat ene materiaal moet dus al deze eigenschappen vervullen. Dat maakt het ontwerpproces uitdagend. Vooral slijtage is een lastige factor, want een gangbare zool kun je repareren dankzij de verschillende elementen. Een 3D-schoen zou je steeds weer opnieuw moeten printen, wat niet duurzaam is. Maar zo’n biologisch laagje kun je keer op keer om dezelfde schoen laten groeien. Je legt ‘m gewoon weer in de kombucha.”
