3d快速制造
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制造鞋子的方法，執(zhí)行這樣的方法的設(shè)備以及通過這樣的方法所制造的鞋子。
現(xiàn)有技術(shù)
[0002]現(xiàn)今，運(yùn)動(dòng)服的制造和銷售使得制造商每年必需進(jìn)行諸多的重要新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，這些產(chǎn)品設(shè)計(jì)是與最新的市場(chǎng)發(fā)展保持同步所必需的，或者是促進(jìn)其自身發(fā)展所必需的。這樣的設(shè)計(jì)包含例如多種款式、圖案、生產(chǎn)選項(xiàng)、配色，尺寸等的鞋子、紡織品和配件。就此而言，現(xiàn)今大部分的新產(chǎn)品首先是通過3DCAD/FEA(有限元分析)系統(tǒng)來數(shù)字式地設(shè)計(jì)、模制和測(cè)試的。
[0003]為了將新產(chǎn)品投入市場(chǎng)，首批樣品最早是按照數(shù)字設(shè)計(jì)草圖手工制造的。這通常在與負(fù)責(zé)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的開發(fā)部門不在同一處的制造工廠中進(jìn)行。僅在裝運(yùn)(通常通過船運(yùn)集裝箱)和接收真實(shí)樣品后，產(chǎn)品設(shè)計(jì)者才能夠進(jìn)一步優(yōu)化他們的數(shù)字草圖并且將它們?cè)俅畏祷亟o工廠。重復(fù)該過程直到樣品具有期望的功能性、設(shè)計(jì)、成本和品質(zhì)為止，然后獲準(zhǔn)在工廠中批量生產(chǎn)。這經(jīng)?；ㄙM(fèi)數(shù)周到數(shù)月，直到達(dá)到一定的成果，并且整個(gè)供應(yīng)鏈非常不靈活。因此，制造商僅能夠?qū)Υ胬m(xù)期很短暫的市場(chǎng)流行趨勢(shì)和需求做出緩慢的反應(yīng)。就全球分布的工廠而言，使用CAD/FEA系統(tǒng)所獲得的速度方面的優(yōu)點(diǎn)因整體上緩慢的生產(chǎn)過程而完全喪失。
[0004]另外的缺點(diǎn)是常規(guī)的制造設(shè)備通常僅能夠加工平坦工件。所以，計(jì)算機(jī)所生成的三維模型必須首先被投射到二維平面內(nèi)，這會(huì)導(dǎo)致最終產(chǎn)品中不期望的材料翹曲、彎曲和變形。
[0005]以現(xiàn)有技術(shù)為基礎(chǔ)，因此本發(fā)明目的是提供制造方法和生產(chǎn)裝置，其能夠?qū)崿F(xiàn)迅速地、至少部分自動(dòng)地和優(yōu)選本地制造多個(gè)不同的原型等，并且以此方式來更快地實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)品到想法”。當(dāng)這樣做時(shí)，在計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)的三維模型應(yīng)當(dāng)能盡量直接地轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的三維產(chǎn)品。此外，制造單個(gè)商品、特別是定制的單個(gè)商品、小規(guī)模的系列或者系列應(yīng)當(dāng)優(yōu)選可以是以連續(xù)的方式，并且可自由調(diào)節(jié)其規(guī)模，以使得(小規(guī)模的)系列的生產(chǎn)僅僅是X次的單個(gè)生產(chǎn)步驟(xtimes a single product1n step)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，這個(gè)目的通過一種用于制造鞋子的方法至少部分地實(shí)現(xiàn)，其包含提供三維預(yù)成形的第一鞋子部件和加工三維預(yù)成形的第一鞋子部件，其中所述的加工包含可單獨(dú)控制的加工步驟的序列。
[0007]已經(jīng)在此指出了雖然本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案以下是涉及運(yùn)動(dòng)鞋來描述的，但是本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施方案。本發(fā)明當(dāng)然也可以有利地應(yīng)用于其他類型的運(yùn)動(dòng)裝，例如襯衣、短褲、手套等。
[0008]此外，通常也可以想到的是本發(fā)明方法的實(shí)施方案不但可以在很大程度上自動(dòng)運(yùn)行，而且能夠進(jìn)行一定量的手工支持的工作。
[0009]S卩，本發(fā)明的方法的實(shí)施方案能夠至少主要地由機(jī)器人、機(jī)器人系統(tǒng)或者自動(dòng)系統(tǒng)來執(zhí)行，和/或該實(shí)施方案可以包括一定量的人工(輔助)工作。機(jī)器人、機(jī)器人系統(tǒng)或者自動(dòng)系統(tǒng)可以進(jìn)一步裝備有硬件和/或軟件，其特別適于各自的任務(wù)或者它們可以是通用的機(jī)器。
[0010]如上所述，常規(guī)的制造方法經(jīng)?；诔跏嫉亩S鞋子元件，例如鞋幫的部分，其僅僅在之后完成例如通過在腳趾、腳底和/或后跟處的縫紉使其形成期望的三維形狀。這會(huì)導(dǎo)致材料不期望的翹曲，并且之后必要的縫合線可能會(huì)摩擦穿著者的腳。這些缺點(diǎn)可以通過提供三維預(yù)成形的之后經(jīng)進(jìn)一步加工的第一鞋子部件來避免。因此不再需要將三維鞋子設(shè)計(jì)向二維的相應(yīng)轉(zhuǎn)變。
[0011]三維預(yù)成形的第一鞋子部件所進(jìn)行的可單獨(dú)控制的加工步驟序列進(jìn)一步使得通過本發(fā)明方法的實(shí)施方案能夠制造各種設(shè)計(jì)的鞋子。該方法特別可以在制造或加工設(shè)備(見下)中，在很大程度上以自動(dòng)化方式來運(yùn)行，不必為了制造不同的鞋子模型或者原型而人工干預(yù)或者改變?cè)O(shè)備。
[0012]可單獨(dú)控制的加工步驟次序優(yōu)選由計(jì)算機(jī)生成的鞋子模型來決定。
[0013]計(jì)算機(jī)生成的鞋子模型的優(yōu)點(diǎn)是它們可以實(shí)時(shí)改變，以使得改變的效果可以例如使設(shè)計(jì)開發(fā)者以及鞋子將來的穿著者直接看到。因此，涉及計(jì)算機(jī)生成的鞋子模型能夠簡化所要制造的鞋子模型的選擇并且能夠以更加用戶友好的方式來設(shè)計(jì)模型。制造所選擇的鞋子所必需的加工步驟的序列因此能夠自動(dòng)地確定，以使得甚至外行例如消費(fèi)者或者鞋子將來的穿著者也能夠選擇所要制造的鞋子模型和使得它得以制造。
[0014]鞋子模型優(yōu)選是選自存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)上的預(yù)定的鞋子模型組。
[0015]這有助于進(jìn)一步簡化所要制造的鞋子模型的選擇，因?yàn)樾幽Ｐ筒槐赜伤膯蝹€(gè)部件“從零開始”組裝，而是選自預(yù)定的存儲(chǔ)的鞋子模型組。但是，這里的預(yù)定組自身會(huì)取決于另外的輸入?yún)?shù)(例如男鞋、女鞋、運(yùn)動(dòng)鞋、休閑鞋等)。還可以想到的是在一類構(gòu)造套件系統(tǒng)中，所要制造的鞋子模型是由預(yù)存的鞋子模型和/或功能組來選擇和/或組裝，例如選自鞋幫、鞋底、內(nèi)底等。
[0016]此外，能夠想到的是通過設(shè)定一個(gè)或多個(gè)參數(shù)來選擇鞋子模型。
[0017]將來的穿著者可以例如輸入他(或她)的鞋子尺碼、他的前腳掌寬度，他的體重、他是否具有反轉(zhuǎn)的神經(jīng)行為(a neutral behav1r of rolling over)或者反掌向上(overpronate)/反掌向下(underpronate)的傾向、期望的目標(biāo)用途、期望的顏色等,計(jì)算機(jī)針對(duì)這些，例如，選擇滿足這些要求的鞋子模型，其然后進(jìn)行制造。這使得能夠特別詳細(xì)的選擇所要制造的鞋子。
[0018]三維預(yù)成形的第一鞋子部件優(yōu)選在加工期間排列在安裝裝置上，其包含一定形狀，該形狀至少部分對(duì)應(yīng)于第一鞋子部件的三維預(yù)成形形狀。
[0019]通過排列在安裝裝置上，能夠以特別簡單的方式向前移動(dòng)三維預(yù)成形的第一鞋子部件，使其用于單獨(dú)加工步驟的序列，如果需要，例如用于新的加工站和/或重新布置它。通過包含一定形狀的安裝裝置(該形狀至少部分的對(duì)應(yīng)于第一鞋子部件的三維預(yù)成形形狀)，可以一方面在安裝裝置上實(shí)現(xiàn)對(duì)三維預(yù)成形的第一鞋子部件特別良好的固定，以使得它在加工期間不會(huì)偏移。這是有利的，例如為了在加入另外的鞋子部件時(shí)或者在施用接縫、洞、孔、文字/裝飾等時(shí)精確的定位。另一方面，這樣防止了三維預(yù)成形的第一鞋子部件的材料在加工期間明顯走樣或者以另一方式不期望的變形。
[0020]該安裝裝置優(yōu)選包含鞋楦頭。特別優(yōu)選該鞋楦頭包含可變的體積，它優(yōu)選設(shè)計(jì)為可膨脹的。調(diào)整鞋楦頭的其他可能性將是包含一種或多種形狀記憶材料的鞋楦頭，其可以經(jīng)壓縮而插入三維預(yù)成形的第一鞋子部件中，然后恢復(fù)它們的初始形狀和體積。而且，可以使用磁流變液。
[0021]由于這個(gè)原因，鞋楦頭特別好的適于實(shí)現(xiàn)上述優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗辽僭诤艽蟪潭壬蠈?duì)應(yīng)于最終要穿著鞋子的腳的形狀。通過可調(diào)整的鞋楦頭，例如可膨脹的鞋楦頭，一方面單個(gè)鞋楦頭可以用于不同的鞋子尺碼。此外，假如可膨脹鞋楦頭甚至具有幾個(gè)單獨(dú)的可膨脹室或類似的，可以單獨(dú)調(diào)整鞋楦頭來適應(yīng)將來的穿著者的腳。這會(huì)導(dǎo)致所制造的鞋子更好的適配性。
[0022]提供三維預(yù)成形的第一鞋子部件優(yōu)選包含在安裝裝置周圍制造三維預(yù)成形的第一鞋子部件。
[0023]一方面，歸因于此，無需再將三維第一鞋子部件分別安裝到鞋楦頭上，條件是這是機(jī)械地且以自動(dòng)化方式發(fā)生的，這對(duì)用于此處的工具提出了高的要求。另一方面，在安裝裝置周圍直接制造能夠提供預(yù)成形的第一鞋子部件，這樣做是特別穩(wěn)定的、精確配合的，并且不會(huì)發(fā)生翹曲。
[0024]提供三維預(yù)成形的第一鞋子部件優(yōu)選包含以下的方法中的一種或多種來制造三維預(yù)成形的第一鞋子部件:三維緯編、三維經(jīng)編、編織、真空成形、注塑、搪塑、澆鑄(casting)、燒注(pouring)、三維形狀的噴涂或者卷繞、印刷。
[0025]根據(jù)預(yù)期的目標(biāo)用途和因此納入考慮的材料，可以使用一種或幾種上述的方法來提供三維預(yù)成形的第一鞋子部件，基于這些之后可以制造整個(gè)鞋子。就此而言，三維緯編、經(jīng)編、編織等可以納入考慮用于例如紡織品第一鞋子部件，并且真空成形、注塑、搪塑、澆鑄(casting)、澆注、三維形式的噴涂或者卷繞或者印刷可以考慮用于例如由合成材料制成的第一鞋子部件。第一鞋子部件也可以由多層方式，例如由多層組合材來制造。例如可以首先進(jìn)行三維緯編，然后可以噴涂塑料或彈性體層來提供三維預(yù)成形的第一鞋子部件等。同樣，纖維可以用作基材，生成包含非機(jī)織紡織品材料的三維預(yù)成形的第一鞋子部件。
[0026]制造三維預(yù)成形的第一鞋子部件的方法優(yōu)選包含第一鞋子部件的圓筒形針織。
[0027]圓筒形針織能夠提供具體的無變形和無缺陷的三維預(yù)成形的工件，除此之外其沒有造成困擾的接縫，其非常有利于例如在鞋幫中的應(yīng)用。
[0028]三維預(yù)