增材制造的金属运动性能鞋类组件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于鞋的鞋底，特别是用于鞋的鞋底或鞋底的一部分，W及具有 运种鞋底的骑行鞋。
【背景技术】
[0002] 鞋底的设计能够提供具有多种不同性能和特征的鞋。鞋的一种可能受鞋底影响的 重要性能是弯曲刚度。运对骑行鞋来说是特别重要的，例如对用于公路自行车、山地自行 车、公路越野、铁人Ξ项、下坡等的骑行鞋。
[0003]自行车和骑车人都是通过骑车人用脚传送给自行车踏板的力向前推进的。运些力 进一步从踏板通过曲柄和齿轮传动系统传送来驱动自行车的后轮。为了促进骑车人从其脚 向踏板所施加的力的有效传送，骑行鞋，特别是它的鞋底应当提供有高的弯曲刚度。否则， 鞋底在骑车人的大力下可能会变形，导致不希望的能量损失，并阻止骑车人有效利用其肌 肉力量。而且，如果鞋的鞋底不能提供足够的支撑，骑车人的脚，特别是足弓，会例如由于足 弓的过度紧张而更容易受到损伤。
[0004] 运些方面不仅与骑行鞋相关，和其他运动鞋也是有关的，例如那些用于田赛、跑 步、足球、篮球、美式足球、户外运动等的运动鞋。在运些示例性提到的运动种类中，确保穿 着者的脚与地面之间适当的力的传送，并同时为脚提供支撑是非常重要的。
[0005] 因而传统的骑行鞋的鞋底例如经常具有由例如碳纤维材料制成的鞋底板，W提供 所需的鞋底的刚度。然而，如果需要高的刚度，则运种碳纤维鞋底板会增加鞋的重量，也阻 止了脚的足够的通风。此外，它们可能很难适应骑车人脚底的解剖结构，从而使得鞋底的定 制化，例如为了避免擦伤或压力点，可能是不可能的或只在有限的程度可行。
[000引最化增材制造方法，例如选择性激光烧结，被认为能提供定制化的立维物体。例 如，在W0 2014/100462A1中，对设计和制造定制化的鞋类的设备和方法进行了讨论。更具 体地，该鞋可W被定制用于不同的体育活动，包括骑自行车。该文献还公开了选择性激光烧 结可用于鞋类的制造。
[0007] 讨论与鞋类有关的使用增材制造方法例如激光烧结的文献还有W0 2014/066172 A1，W0 2014/066173A1，W0 2014/066174A1 或W0 2014/008331A2。
[0008] 然而，现有技术中已知的烧结的鞋底可能具有运样的缺点：如上所述，他们没有充 分考虑未来穿着者的脚的解剖结构，可能没有针对所需的力从骑车人的脚向自行车踏板直 接传输时的特定情境和要求而进行优化调节。
[0009] 因此，本发明要解决的技术问题是提供改进的鞋底，它至少部分克服上述缺点。特 别是，需要改进的骑行鞋鞋底，其重量轻，允许足够的通风和根据穿着者的脚的解剖结构定 制化，同时提供足够的弯曲刚度和对穿着者的脚的支撑，W确保所需的力从脚向自行车踏 板的直接传输。
【发明内容】
[0010] 根据本发明的一个方面，该问题至少部分通过鞋底解决，特别是骑行鞋的鞋底，其 具有Ξ维外形的边缘（110)和多个第一增强支撑件，其中多个第一增强支撑件中的至少两 个从鞋底的边缘的脚跟区域向鞋底的边缘的脚趾区域延伸，且其中该鞋底的边缘和多个第 一增强支撑件在增材制造工艺中进一步整体制造为一整块。
[0011] 与简单的平坦边缘相比，通过提供Ξ维外形的边缘，该边缘可W与穿着者的脚的 形状相适应，从而为鞋底提供一种稳定的框架。运可W对穿着者的脚提供所需要的支撑，防 止或延缓疲劳和脚部肌肉的过度紧张。Ξ维外形的边缘也可W使鞋面到鞋底的连接更加容 易。
[0012] 通过多个第一增强支撑件，可W为鞋底提供所需的弯曲刚度。在多个第一增强支 撑件中，至少两个从边缘的脚跟区域向边缘的脚趾区域延伸，从而能够沿着鞋底的整个长 度提供高的弯曲刚度。此外，由于多于一个第一增强支撑件沿着鞋底的长度方向延伸，鞋底 的抗扭刚度也能获得提高。
[0013] 通过在增材制造工艺中将鞋底的边缘和多个第一增强支撑件整体制造为一整块， 可W提供非常耐用和坚硬的鞋底。使用增材制造工艺还能够根据未来穿着者的脚的个体解 剖结构来定制鞋底。将鞋底的边缘和多个第一增强支撑件整体制造为一整块并不排除鞋底 的其他部分可W使用其他制造工艺来制造，包括3D制造工艺。
[0014] W下描述本发明的鞋底的其他设计可能性和可选特征，其可由本领域技术人员根 据需要进行组合，W达到对鞋底性能的各自所预期的效果。
[0015] 例如，可使至少一个从边缘的脚跟区域向边缘的脚趾区域延伸的第一增强支撑件W平滑的S形从边缘的脚跟区域穿过鞋底的底面向边缘的脚趾区域延伸。
[0016] 通过穿过鞋底的底面W平滑的S形延伸，各个第一增强支撑件可W遵循自然的流 线形或者穿着者的脚底的解剖结构，进而，与直线型的增强支撑件相比，它能有益地影响鞋 底对于外侧/内侧力量的侧向稳定性和扭转刚度。
[0017] 当谈论鞋底的底面时，一般指的是背向穿着者的脚且朝向地面或自行车踏板的鞋 底的面。如果支柱包括至少一个使支柱曲线改变取向的拐点，则运个支柱被称为包括S形。 也就是说，在本文中，比如说"镜像的S"形式的形状，也可W被称为S形。此外，平滑的S形 是无明显纽结、边缘或更一般地突然和明显改变方向的S型。
[0018] 此外，还可使至少两个从边缘的脚跟区域向边缘的脚趾区域延伸的第一增强支撑 件基本上平行地延伸，并且每一个都W平滑的S形从边缘的脚跟区域穿过鞋底的底面向边 缘的脚趾区域延伸。
[0019] 藉此，上述提到的对鞋底的侧向稳定性和扭转刚度的有益影响能够W更加明显的 方式发展，且鞋底的穿着舒适度能够进一步增加。
[0020] 当论及第一增强支撑件"基本上平行地"从边缘的脚跟区域穿过鞋底的底面向边 缘的脚趾区域延伸时，运意指两个运样的第一增强支撑件之间的距离相对于运两个第一增 强支撑件的长度仅仅发生非常轻微的变化。但是，特别是在鞋底的脚跟区域或脚趾区域，两 个运样的基本上平行的第一增强支撑件也可能偏离数学意义上的完全平行。例如，它们可 在典型的制造公差范围内在运些区域稍微收敛或发散。
[0021] 还可W想到，多个第一增强支撑件提供了鞋底的第一增强层。
[0022] 通过提供增强层，鞋底的侧向稳定性可W进一步增加。此外，还可实现例如与自行 车踏板之间的良好连接。所述增强层，特别是当构成鞋底的底面时，还可w防止骑车人在踏 上自行车，行走在例如道路上时扭伤脚踩。
[0023] 鞋底还可包括多个第二增强支撑件，其在增材制造工艺中与鞋底的其他部分整体 制造，并提供第二增强层。
[0024] 通过提供所述第二增强层，鞋底的稳定性，特别是其弯曲刚度可进一步增加。也可 由此来增加鞋底的厚度，使得当踩在地面例如尖锐的物体上时，招致任何伤害的危险可能 会下降。此外，当在寒冷的地面上行走时，可W提高隔热性。提供所述第二增强层例如也可 导致脚部更好的通风，从而提高了穿着舒适性。
[00巧]在鞋底中，第一增强层中的一个或多个第一增强支撑件可W与第二增强层中的一 个或多个相应的第二增强支撑件基本上平行。
[0026] 由此可维持脚部的良好通风，因为在平行的第一增强支撑件和第二增强支撑件之 间，可W提供通风口。另外，如下文所述，可W在各对平行的第一增强支撑件和第二增强支 撑件所形成的"墙"之间设置附加鞋底元件。所述附加鞋底元件可-种非常稳定的方 式固定在鞋底的两个增强层中，特别是相对于作用于其上的杠杆力而言。
[0027] -般而言，两个或更多个增强支撑件可通过多个节点互相连接。更具体而言，尤为 可行的是使两个相邻的第一增强支撑件和它们相应的基本上平行的第二增强支撑件通过 多个节点互相连接。
[0028] 通过所述节点，鞋底的整体稳定性可W被进一步提高。运适用于，特别是，作用于 鞋底的剪切力、扭转力和弯曲力。此外，通过构造具有由所述节点相互连接的第一和第二增 强支撑件的鞋底，可W提供非常轻量和透气的鞋底。
[0029] 节点在鞋底的底视图、后视图和侧视图的至少一个中可包括X形截面形式。特别 是，节点可W在所有Ξ个视图上包括X形截面形式。
[0030] "X"型截面形式的节点可W使作用于鞋底上的力在很大程度上W各向同性的方式 分布，从而使得鞋底对于作用在选取截面的平面内的一个方向上的任意力稳定。对于节点 在所有上述Ξ个视图上包括X形截面形式的情况，运种影响尤为明显，即鞋底包括对任何 空间维度的力量作用的高度各向同性的稳定性。
[0031] 当论及鞋底的底视图、后视图和侧视图时，其是指鞋底处于穿着状态时的视图，即 鞋底装在鞋上且鞋是由穿着者穿着时的视图。
[0032] 鞋底还可包括网格结构，它在增材制造工艺中，与鞋底的边缘、多个第一增强支撑 件和多个第二增强支撑件被制造为一整块。网格结构可W夹在多个第一增强支撑件和多个 第二增强支撑件之间。网格结构可W包括多个节点。
[0033] 网格结构可W增加鞋底的整体稳定性，特别是可W在减轻鞋底重量的同时增加其 弯曲刚度。藉此，例如与由碳纤维制成的鞋底相比，重量可W更轻，而弯曲刚度则可W更高。
[0034] 网格结构可W包括多个第二节点，而多个第一增强支撑件和多个第二增强支撑件 位于网格上相邻的第二节点之间。所述节点和第二节点可W偏移，使得多个第一增强支撑 件和多个第二增强支撑件自所述节点偏移。W运种方式，作用于鞋底上的弯曲力可最 佳的方式被转移，同时节省材料和重量。
[0035] 鞋底还可包括用于使鞋钉固定到鞋底底面上的装置，该装置与第一和/或第二增 强支撑件整体形成。
[0036] 特别是对骑行鞋来说，所述鞋钉经常用来影响骑车人的鞋和他的自行车之间的力 量配合，W便最大可能地从脚向踏板传输力。运也使得骑车人不仅可W在一个完整的踏板 旋转的前半圈向下推踏板，而且还在踏板旋转的后半圈用脚向上拔踏板。通过整体形成所 述使鞋钉固定到鞋底底面上的装置，固定装置能够W-种特别持久和稳定的方式固定在鞋 底中。
[0037] 鞋底还可W包括至少一个在脚趾区域和/或在脚跟区域的第一缓冲元件。缓冲元 件可W被置于两个相邻的第一增强支撑件和/或两个相邻的第二增强支撑件之间，并从鞋 底的底面向下伸出。至少一个缓冲元件可W直接连接到一个或多个第一增强支撑件。或者 或此外，至少一个缓冲元件可W连接到背板。在一般情况下，至少一个缓冲元件连接到鞋 底。
[0038] 所述第一缓冲元件可用于增加鞋底的抓地力，例如，骑车人从他的自行车上下车 时可W踩在道路上，从而防止骑车人滑倒或扭伤脚踩。更一般地，在正常行走时，它也可W 增加所述鞋的穿着舒适度。通过在相邻的第一和/或第二增强支撑件之间布置所述的第一 缓冲器元件，还可W在第一缓冲器元件已磨损的时候，将其换掉。为此，该第一缓冲器元件 例如可扣入相邻的第一和/或第二增强支撑件之间的位置运样的方式提供。运也使得 可W在不需要的时候去掉第一缓冲元件，例如在骑行中节省重量。
[0039] 鞋底还可包括连接到至少一个第一增强支撑件的底面的至少一个第二缓冲元件。
[0040] 所述第二缓冲元件可W，例如，模制到相应的第一增强支撑件。它可W与相应的第 一增强支撑件整体成型，或者它可W手动夹到或者固定到相应的第一增强支撑件。后一种 选择可W再次有当其已经磨损或者