用于制造物品的部件的制造方法和设备的制作方法

专利名称：用于制造物品的部件的制造方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明大体涉及制造物品的方法和设备。具体来讲，本发明的一些方面 涉及到使用快速原型制造技术制造模具和^^莫具组件的制造方法，使用模具制
造的物品包括可穿戴物品(wearable articles),诸如包括外底、中底、鞋面、 后帮的鞋类，以及表带、首饰和诸如护胫、曲棍、护胸、面罩、高尔夫器材 的运动器材等产品。
背景技术：
现在有许多制造4莫制品的模制工艺，比如，注射成形(injection molding )、 吹塑成形(blow molding )、压力成形(compression molding )、真空才莫塑成形 (vacuum molding)等等，应用在各种模制品制造领域。模具和模制品可以 由许多材料成形出各种形状。以前，模具造价高而且只能用于制造筒单设计 的模制品。这样，模制品设计上的任何一点改动都需要制作一个新的模具。 如此，模制品一点改动都会带来重新制造模具的价格花费。
此外，模制品或者模具本身的任何设计改动，通常都需要一定的时间， 因为需要重新制做整个模具。而且， 一个特定的模具只能用于制作它本来要 求制作的一种特定设计模制品。这就需要多个完整的模具来制作多个零件或 者多个设计(比如不同大小或者不同样式的零件等都基本需要一个新的不同 的模具)。这些传统的模具制造工艺花费高，而且在一个模制品的生产过程 中，限制了 ^^莫制品生产的多样化。

发明内容
为了对本发明和本发明的特点有个大体的理解，以下将就本发明的几个 基本方面概述一下。这里，概述的目的只是为了通过下面更详细的描述提供 一个整体的概念，而不是为了把本发明只限制在特定的范围之内。
本发明涉及到制造物品的部件的制造方法和设备，该物品例如是可穿戴 物品。根据本发明的一些方面的制造模具的方法包括(a)形成具有大致平的
8表面的板；(b)形成具有至少一个设置用来接收一个或多个模具插件的孔的第 二板；(c)形成设置用于可拆卸地连接到第二板的模具插件，其中该模具插件 使用快速原型制造技术来成形。用来形成模具插件的一些快速原型制造技术 可以是激光烧结、熔融材料堆积成形和立体印刷成形。
本发明的其它方面还涉及生产多种物品的模具，模具包括，例如(a) 由第 一材料形成的且具有大致平的表面的板；和(b)由第二材料形成的至少第 二板，该第二板具有至少一个设置用来接收模具插件的孔。该模具插件使用 快速原型制造技术。
这里描述的其它方法涉及根据本发明制造可穿戴物品。制造鞋类物品的 一部分的方法包括，例如(a)形成至少包括一个孔的第一板；(b)使用快速原 型制造技术模具插件，该模具插件设置用于可拆卸地插入第一板的多个孔中 的一个孔；(c)形成第二板；(d)在模具插件形成的模腔中插入可模制材料；(e) 模制该可模制材料；(f)从模具中将鞋类物品的部分移走。 一些方案中，模具 插件根据一数据文件制造完成，该数据文件的建立是基于对将要穿戴该^f莫制 品的使用者的身体部分的扫描。


通过结合附图参考下面详细的说明，可以对本发明有一个更全面的理解
和获得本发明的一些优点
图1为根据本发明的三部分模具的一个实施例的透视图； 图2为根据本发明的两部分模具的一个实施例的透视图； 图3为根据本发明所述方法形成的且用于形成鞋类物品的外底的模具插
件的实施例；
图4为根据本发明所述方法形成的且用于形成表带的模具插件的另一个 实施例；
图5为根据这里所描述的方面制造模具的一种方法的流程图。
图6为根据这里所描述的另外的方面制造模具的另外一种方法的流程图。
图7为根据本发明所述的方法和设备制造鞋类物品的一部分的一个方法 的流程图。
请注意这里的附图并不是按比例绘制。
具体实施方式
下面参考构成本说明书 一部分的附图对本发明的多个实 施例结构进行描述，附图示出了用来制造诸如鞋类物品、表带、服饰等可穿 戴产品的制造方法和设备。此外，需要了解的是，可采用其它的零件和结构，
或者对其进行功能和结构性的改进均不脱离本发明范围。同时，说明书中使 用术语"顶部"、"底部"、"前面"、"后面"、"背部"、"侧面"、"下面"、"上面，， 等等用来描述本发明多个实施例的特点和构件，这里使用的术语为了方便， 例如基于图中所示的示例的方位和/或常规使用中的方位。说明书中不必为了 落入本发明范围对结构的具体三维方位或者空间方位进行说明。
A.根据本发明的实施例用来制造可穿戴物品的部件的制造方法和设备 的概括描述
大体上，如上所述，本发明的一些方面涉及用来制造用在多种可穿戴物 品的制造中的部件的制造方法和设备，该物品例如鞋类、表带、服饰等。下 面会对本发明的多个方面作详尽说明。
1 .依据本发明制造部件和设备的实施例
本发明的 一 个方面涉及一种制造可穿戴产品的三部分模具，该模具至少
一个部分是通过快速原型制造技术形成的，这种模具包括，例如(a)由第
一材料形成的第一板，该第一板包括由第二材料形成的第一模具插件；(b)由
第一材料形成的大致平的第二板；(c)设置在模具的第一板和第二板中间的
第三板。该第三板包括由第二材料形成的第二模具插件。第一和第二模具插
件通过例如螺钉或螺栓等紧固件可拆卸地连接到其各自的板。第一和第二模
具插件是使用快速原型制造技术，例如激光烧结、熔融沉积成形和立体印刷
成形等技术成型的。
第一和第二模具插件可以通过类似上面提到的逐层成形工艺成形。这类
工艺允许第一和第二模具插件具有多孔特性。此外，形成的第一和第二模具 插件具有均勻的壁厚。不仅如此，这些模具插件还可被成形为包括将会在模
制品表面出现的图案或者紋理。
在成形过程中，某些设备的第一和第二模具插件具有包括在该模具插件 中的加热或冷却元件。这些加热和/或冷却元件有助于在成形工艺中增加效率。
在某些实施例中，形成第一、第二及第三板的第一材料是钢、铝之类的材料中的一种，这三个板相互铰接在一起。此外，形成模具插件的第二材料 是尼龙或者玻璃填充尼龙。模具插件大致形成为承受与生产或模制工艺相关
联的温度和压力。比如，部分生产或者模制工艺中模具需要承受300-350°F 的温度和5-20吨的合模力。
在另外一个示例性设备中，根据本本发明用于生产可穿戴物品的两部分 模具通常包括，例如(a)由第一材料形成的大致为平的第一板；(b)由第一 材料形成的第二板，该第二板包括一大致平面的第一区域。该第一区域包括 一个或者多个孔。该第二板还包括一包括模具插件的第二区域。该模具插件 由第二材料形成，且被设置用来与第一区域的孔相配合。该模具插件使用快 速原型制造技术成型，该技术例如为激光烧结、熔融沉积成形和立体印刷成 形等。
前述例子的两部分模具可被构造或制造为包括上述的三部分模具的多 个方面。例如，在制作模具插件的过程中，模具插件中可被插入或者以其它 方式包括一些加热和冷却元件，该模具插件可被形成以承受特定生产工艺中 的工艺参数等。
2.根据本发明的用于制造可穿戴物品的装置和部件的制造方法的实施例 本发明的另一方面涉及用于生产根据本发明实施例的可穿戴物品装置， 例如模具，和部件的制造方法。该方法包括:(a)由第一材料形成第一板；(b) 使用快速原型制造技术由第二材料形成模具插件；(c)形成具有至少 一个孔或 模腔的第二板，该孔或模腔被设置用于接收模具插件；和/或使第二板与第一 板铰接(或其它方式)配合。模具插件与第二板通过螺钉，螺栓等紧固件可 拆卸地连接。模具插件被形成为具有均匀的壁厚。另外，模具插件是应用快 速原型制造技术，例如激光烧结，熔融沉积成形，立体印刷成形等技术成形 的。
在另一个实施例中，制造模具的方法包括，例如(a)形成第一板，该第 一板具有大致的平面区域和用来接收第一模具插件的孔；(b)形成第一模具插 件，和使其与第一板可拆卸地连接；(c)形成大致平的第二板；(d)形成第三板， 该第三板具有至少一个用于接收第二模具插件的孔；(e)形成第二模具插件， 和使第二模具插件与第三板可拆卸地连接；和/或使第三板设置在第 一板和第 二板之间。本例中的第一、第二和第三板之间是通过铰接或以其它方式相互 连接的。第一和第二模具插件是使用快速原型制造技术，例如激光烧结，熔融沉积成形，立体印刷成形等^l支术成形的。
第 一和第二模具插件的形成步骤中包括在模具插件上形成将存在于模 制品表面上的图案或紋理。另外，第一和第二模具插件的形成步骤中还包括 在^f莫具插件中以植入或其它方式设置加热和冷却元件，以提高成形可穿戴产 品的效率。
3 .依据本发明制造物品的方法实施例
本发明的另 一方面涉及根据本发明的示例制造包括可穿戴产品的物品。
制造可穿戴物品，例如鞋类物品的一部分的一种方法包括，例如(a)形成 具有至少一个孔的第一板；(b)使用快速原型制造技术形成模具插件，其中 该模具插件被设置为用于插入到顶部板的多个孔中的一个孔中；(c)形成具 有大致平的表面的第二板；(d)在模具插件形成的模腔里面插入可模制材料； (e)模制该可模制材料；(f)把模制品从模腔中取出。模制操作的步骤包括 加热和冷却模具以成形该可穿戴物品。模制操作可以是注射成形、压力成形、
真空模塑成形、吹塑成形等等中的一种。
如本发明另外一个实施例提到的，上述的生产方法也可以用于三部分模 具。另外或可替代的，这个模具插件也可以根据储存数据的文件中的虛拟设 计制作。这个虛拟设计由设计师或者操作者建立，或者在一些例子中，通过 扫描将要穿戴模制品的使用者的身体部分获得的结果创建。
B .制造包括可穿戴产品在内的产品的方法和设备的简要说明
本发明还涉及生产鞋类、表带、服饰等可穿戴产品的方法和设备的其它 方面。本发明这些方面的详细说明如下
1.本发明制造包括可穿戴物品的产品的设备实施例
生产可穿戴物品的示例性设备包括至少 一个板，该板具有有多个用来接 收模具插件的孔。模具插件使用快速原型制造技术且可拆卸地连接到板。该
设备还包括具有大致平的表面的第二板。在一些装置中，还包括第三板，该 第三板还可包括多个用来接收模具插件的孔。
2根据本发明制造用来制造包括可穿戴物品的物品的设备的方法的实施 例和制造可穿戴物品的方法的实施例
如上所述，本发明关于制造用于制造可穿戴物品的设备的方法包括 (a)形成第一板，该第一板具有至少一个用于接收模具插件的孔；(b)使 用快速原型制造技术形成模具插件；(c)形成第二板；和/或；(d)采用铰接(或者其他方法)使第一板和第二板配合。其它示例方法中，第三板可被形成为 包括多个接收模具插件的孔。
另外或可替代的，如上所述的制造可穿戴物品的方法还可以包括(a) 形成第一板；(b)使用快速原型制造技术形成模具插件，该模具插件设置为 可拆卸地连接到第一板；(c)在模具插件形成的模腔中插入可模制材料；(d) 在模具中进行模制工艺。
下面会详细介绍与本发明相关的具体实施例。读者要注意，这些具体的 例子只是为了举例说明，它们并不用于限制本发明。
C.发明具体实施例
图1大致描述了一个根据本发明生产和/或使用的示例性模具100。模具 100可以被用来生产各种物品，该物品包括但不限于鞋类、表带、服饰等可 穿戴物品。图1示出了模具100的处于打开状态的三部分模具。即，模具100 包括顶部板或者托架102,第二板或底部板104和中间板或托架106。模板 102、 104、 106可以由任何合适的材料制成，诸如钢、铝之类。其他根据本 发明生产和/或使用的模具结构，比如两部分模具(图2的200),将在后面 进一步提到。
图l的结构中，顶部板102有两个凹进区域或者孔110a、 110b，用来插 入顶部^f莫具插件112。图中的顶部板102具有一个插入顶部板孔110a的顶部 模具插件112和一个没有插入顶部模具插件的孔110b。通过任何合适的方式 使顶部模具插件112保持在顶部板102上面，顶部模具插件112可被容纳在 孔110a中。有些设置中，顶部模具插件112通过诸如螺栓，螺钉之类的紧 固件可拆卸地连"l妄到顶部板102。顶部才反102至少有一个4交《连114,该至少 一个铰链114使顶部板102与中间板106相连，使两个板102、 106之间可 以移动。
顶部模具插件112—般包括模腔区120,在该模腔区内至少形成模制品 的一部分。图l所示的实施例中，顶部模具插件112提供模腔120是用来形 成鞋类产品的外底的底面。顶部模具插件112与中间板模具插件150 —起工 作以成形模制品，后面的讲解中会进一步提到。也可以利用本发明的这些特 点生产其他产品，包括鞋类产品的其他部分，比如中底或其部分、鞋面或其 部分等。
模具100还包括底部板104。本实施例结构中的底部板104包括大致平的平面。当模具100的板102、 104、 106封合起来的时候，底部板104可提 供一平滑的表面，模制品靠着该表面形成。另外，底部板104包括至少一个 铰链124,该至少一个铰链124连接底部板104和中间板106,使底部板104 可相对中间板106移动。
图1的三部分模具100还包括中间板106，中间板106置于顶部板102 和底部板104之间，当模具100处于闭合状态时，顶部板102、底部板104 和中间板106基本上接触。
中间板106还包括多个孔140a、 140b，中间板模具插件150可插入其中。 该多个孔140a和140b具有的形状可适合任意类型的中间板模具插件150。 如图l所示，孔140a和140b呈大致矩形。因此，与其对应的中间板-漠具插 件150也具有相配的大致矩形结构。这种构造使中间板，或者模具插件插入 的板具有标准的尺寸和形状，可以与能够与插入到板孔的任何大小的模具插 件使用或再使用。比如，几种不同的物品或者设计只需简单地变换模具插件 就可以在一个模具中生产了。该结构可以简化模具的生产，降低生产费用。
使用任何合适的方法使中间板模具插件150保持在中间板孔140a内， 该中间板模具插件可被保持就位。有些设置中，中间板模具插件150通过诸 如螺栓或螺钉之类的紧固件可拆卸地附连到中间板孔140a。
中间板模具插件150通常具有模腔151，用来形成被模制物品的侧部。 比如，图1的模具100上，中间板模具插件150还包括沿着前后壁和侧壁内 部部分152的细节。该细节用于形成可穿戴物品的外底的侧部的相应细节。 当处于闭合状态时，图1的顶部模具插件112就会和中间板模具插件150形 成模腔，该模腔形成鞋类物品的完整的外底。
根据这里所描述的图1中的顶部冲莫具插件112和中间板模具插件150通 过快速原型制造技术形成。比如，模具插件112和150可能使用激光烧结 (laser sintering),火容融沉积成形(fused deposition modeling ),立体印刷成形 (stereolkhography )等成形技术制成。快速原型制造技术包括从一个例如计 算机辅助设计(CAD)文件之类的数据文件中提取虚拟设计，利用逐层成形 工艺自动成形设计的产品。实质上，生产设备从CAD文件中读取设计，逐 层铺设粉末、液体或者板材连续层生产出立体的目标产品。生产设备把各层 之间粘合或者熔合在一起，形成设计所需的立体目标产品。 一般而言，这类 快速原型制造技术在本领域中是已知的。用于这里所描述的成形模具插件的特殊成形工艺是激光烧结。'这个工艺包括在CAD之类的数据文件中创建一个虚拟设计。激光烧结制造设备读取
CAD文件，使用高功率的激光烧结塑料、金属或陶瓷的粉末或者小颗粒，
形成该设计的立体产品。通过扫描横截面，激光有选择地熔化粉末材料，该
横截面通过CAD文件形成，或者粉末层表面部分的扫描。每个横截面都被扫描过后，粉末层就会降低一层厚度，上面就会施加一层新的粉末材料，这个过程反复进行，直到成形产品。激光烧结等其他快速原型制造技术在本领域中通常是已知的。Bourell等的美国专利No.5156697中公开了一种示例性系统，在此参考并入。
例如，为了形成例如图1所示的中间板模具插件150，就要放置所需材料的初始粉末层。然后，在第一层上铺设第二层粉末。之后，高功率激光器就会根据CAD文件决定烧结哪里使两个粉末层熔接。比如，粉末层将会沿着周边熔化，而不是中心区域。(例如激光烧结完成后)中心区域的粉末就可以取出，也许还可以重新使用。这个铺层和烧结的过程会一直重复直到CAD文件的产品成形。
使用快速原型制造技术形成顶部模具插件112、中间板模具插件150,能使模具插件112、 150快速成形。例如，可以根据CAD文件采用激光熔结技术成形模具插件112和150。成形模具插件会比成形传统模具花费更少的时间。如果需要改变模具插件112、 150,在同样的时间内，通过变换CAD文件实现改变和使用激光烧结技术成形新的模具插件112和150。变换模具生产不同物品时，只需要把存在的模具插件U2和150从相应的板102和106中取出，放入新的模具插件112和150，且通过使用已知固定装置可拆卸地保持就位。变化的物品就可以生产出来了。这个物品的变化是通过更换模具插件112和150而不是传统方式的模具中变换整个模具。这样可以极大地筒化变化模具和/或模制品的工艺，从而使制造的模制品变化。另外，这样实质上节省了花费，因为只需要改变模具插件112和150 (新的模具插件可以采用快速且相对低廉的CAD设计和快速原型制造技术生产)，而不是使用金属等其他传统材料重新制作整个模具。实质上，采用快速原型制造技术制作模具插件可以很轻松地制作模块化的模具插件，这样就可以在生产过程中随时快速和简便地更换模具插件。
另外，所述方法可以用来定制模具。在相对较短的时间里，对CAD文件做稍微改变即可制得模具插件112和150。在一个例子中，稍微改变模具
插件112和150，因此基于所使用的模具插件，可以使模具形成的每个物品不同。尽管由于时间和成本问题该方法可能不是批量生产方法，这种用户化配置使得目标定制可行。
进一步地，可通过扫描模制品使用者的身体部分来成形模具插件112和150。例如，扫描使用者的脚，基于该扫描结果建立要成形的物品的CAD文件。再使用通过扫描建立的CAD文件制作用于成形定制鞋的模具插件112和150，该定制鞋与扫描的使用者的脚的准确特征相符。用于扫描的系统通常也是本领域公知的。例如，授权于Crump的美国专利No.5,880,961描述了该方法，在jt匕参考并入。
应用快速原型制造技术，例如激光烧结来制造模具插件还允许制造模制品的紋理而不需要任何额外的处理。例如，制作出的模具插件在其制造时即带有所要的紋理，因此省去了传统模具结构中所必需的在模制品中制造需要的紋理的进一步工艺过程。
另外，应用例如激光烧结的快速原型制造技术制造4莫具插件允许制造可以经受与例如鞋的物品相关的工艺或模制的工艺要求的模具。例如，成形的模具插件需要能够承受的温度范围为300。F至500°F。另外，成形的模具插件和模具要能够承受的合模力吨数范围为5至20吨。
模具插件112和150可以由任何满足上述工艺参数的材料制得。例如，模具插件112和150可以由尼龙制得。在一具体示例中，模具插件可以由玻璃填充尼龙(glass filled nylon )制得。在另外的示例中，冲莫具插件还可以由紹^真充尼龙(aluminum filled nylon)制4寻。
另外，使用激光烧结之类的快速原型制造技术制作出来的模具插件112和150提供多孔的模具插件。也就是说，逐层制造模具插件112和150会在模具插件112、 150中产生小的气隙。有些情况成形的模具插件固体率在95%和98%之间。其他情况，成形的模具插件固体率大约96%。这样，模具使用的时候，孔隙就可以使其中的空气或者其他液体从模具凹腔中排出。如果需
件上形成小洞或者管道，以便空气和其他液体的排出。
这里提到的设备和方法生产出来的产品，如鞋类物品、表带、服饰等，可以通过已知的任何模制工艺制得。也就是说，这里提到的模具插件、制造模具和模具插件的方法可以应用注射成形、吹塑成形、压力成形、真空模塑成形或其它模制工艺。另外，形成这些产品的材料可以是诸如橡胶、乙烯基
物(vinyl )、聚合物、乙基乙烯基乙酸酯(ethylvinylacetate)或者phylon等任何合适的可模制材料。
此外，模具插件112和150制作的时候可能会在模具插件112、 150中装入各类热传递元件(见图3的320)。例如，可以在模具插件托架和模具插件112和150里面植入加热元件。可以在激光烧结工艺过程中插入加热元件。加热元件可以把热量导入到模具插件112和150，提高模制工艺的效率。例如，传统模具需要使热量通过托架板的金属传导到模具凹腔中；在所述的配置中，热量可以更直接传到模具凹腔中，进而减少使模具加热到所需温度的时间。
附加地或替代地，生产过程中可以在模具插件112和150中植入冷却元件或者气流管道。在模具冷却过程中，这些冷却元件可以使附加的气流进入到模制品中，附加的气流会提高模制工艺的效率。
除了在模具插件中加入硬件，需要的话也可以通过快速成形工艺直接在模具插件内部结构中整体形成气体或者液体流动管道(以便加热或者冷却)。
此外，我们也可以在激光烧结工艺过程中在模具插件112和150内插入热敏电阻(thermistor)(图3中的330 )。热敏电阻330使操作员可以监控模具插件112和150内部各个区域的加热水平。通过控制这些加热水平可提高模制工艺的效率。
采用例如激光烧结的固体沉积制模技术制作模具插件112和150，可以根据需要，让其具有均匀或者非均匀壁厚。例如，模具插件112和150的均匀壁厚可以使模具插件112和150内部具有更均匀的热量分布，遍及整个模制产品。而且，均勾的壁厚可以让热量更加均匀地从模具托架或者板上传到模具插件，最后到达模制产品上。这样更加均匀的热量传递和分布会增进模制工艺的效率。然而，如果需要非均匀的壁厚，模具插件112和150也可以达到需求的壁厚要求(取决于生产模具的CAD数据文件)。
上面提到的方法和设备是结合三部分模具(three part mold) 100的生产和应用描述的。同时，上述方法和设备也可用于两部分模具(two part mold)200，如图2所示。两部分才莫具200包括顶部板202,该顶部板具有多个孔208a和208b。孔208a和208b设置成用来接收顶部模具插件212。顶部模具插件212大体包括了侧壁部分，前，后部分和底部部分。顶部才莫具插件212形成模腔220，模制品在该模腔中成形，提供了与三部分模具100中的顶部112和中部柘j莫具插件150相似的功能。
顶部板202同时还包括至少一个4交链214,该至少一个铰链214与底部板204连接，以使顶部202和底部板204能够彼此相对移动。
两部分模具100还包括底部板204,该底部板204 —般是矩形，并包括基本平的表面210，模制产品靠着该表面成形。底部板204也包括至少一个与顶部板202连接的铰链214。如果需要，底部板204的表面210也可以是非平面，带紋理的和/或其他形状，以便为最终模制品的相应表面提供所需的外观。
图3和4示出了可以和上述的两部分模具200配合使用的模具插件300和400的实施例。图3描述了简化的模具插件300,它用来形成鞋类物品的外底。；漠具插件300包括两个侧壁部分302,前部304，后部306和底部310。模具插件300形成模腔312,该凹腔在模制工艺中用来形成外底。模具插件300还包括紋理314,它出现在模具插件300的底部310上面。所示紋理只是模具插件300中所包含的紋理的一个例子。
图4为用于成形表带的模具插件400的实施例。模具插件400包括表带的每侧的侧壁部分402,表带每端的前部404a和404b,以及表带每端的后部406a和406b。冲莫具插件400还包括底部408a和408b，作为表带的每个主要表面，它们可包括在模制产品上可见的细节或紋理。模具插件400形成用于表带每一部分的模腔412a和412b，在模制工艺过程中，该模腔中形成表带。
图5提供了根据这里所描述的模具的制造方法实施例的流程图。在步骤500中，成形第一板，该第一板具有可插入第一模具插件的孔。在步骤502中，创建例如CAD文件的数据文件，该数据文件中建立了第 一模具插件的三维模型。在步骤504中，基于步骤502建立的CAD文件，^_用例如激光烧结的快速原型制造技术制造第一模具插件。在步骤506中，成形第二板。该第二板一般有一个或多个孔，第二模具插件可插入其中。在步骤508中，创建例如CAD文件的数据文件，该文件中建立第二模具插件的三维模型。步骤510中，基于步骤508创建的CAD文件成形第二模具插件。第二模具插件使用例如激光烧结的快速原型制造技术。在步骤512中，把第一和第二模具插件分别插入各自的板上。在步骤514中，生成第三板，该第三板包括 大致平面的表面，模制品靠着该表面成形。
图6提供了描述根据这里所述的方面的制作两部分模具的方法的流程
图。在步骤600中，形成具有至少一个孔的第一板。在步骤602中，创建例 如CAD文件的数据文件，该文件中生成模具插件的虛拟设计。在步骤604 中，根据步骤602创建的CAD文件成形至少一个模具插件。该模具插件可 使用激光烧结的快速原型制造技术。在步骤606中，将模具插件插入到第一 板的至少一个孔中。该模具插件可以通过螺丝或者螺栓之类的固定件可拆卸 地固定。在步骤608中，成形第二板。该第二板包括大致平面的表面，模制 品靠着该平面成形。在步骤610中，第二板铰接到顶部板形成模具。
图7提供了采用上述的一种模具制造鞋类产品的一部分的方法的流程 图。为了简便，图7中的步骤像使用两部分模具的那样示出和描述。在步骤 700中，扫描使用者的足部。扫描可使用已知的方法、计算机系统和软件。 通过扫描，在步骤702中创建例如CAD文件的数据文件，该数据文件中包 括鞋类物品的所需部分的虚拟设计。建立的虚拟设计是基于通过扫确定的使 用者足部的特征。本例中，形成外底。在步骤704中，根据CAD文件的设 计成形顶部模具插件。该顶部模具插件使用诸如激光烧结的快速原型制造技 术。如上所述，该顶部模具插件是逐层地熔化粉末层，直到所需的模具插件 生成。 一旦模具插件成形，在步骤706中，它插入到模具的顶部板。模具插 件可以通过例如螺丝或者螺栓之类的紧固件可拆卸地连接到顶部板。在步骤 708中，在由模具插件形成的模腔中插入所需的材料。比如，制造外底所需 的phylon或者橡胶被插入模腔中。在步骤710中将模具加热，在步骤712 中将模具冷却。在步骤714中， 一旦模具冷却，成形的外底从模具中移走， 进一步加工完成鞋类物品的生产。
根据这里的描述的方面成形的模具插件可以以任意所要求的方式用于 任何种类的模具设备均未脱离本发明。模具结构、模制工艺类型、制造工艺 等的各种变化没有脱离这里所描述的发明。
结论
尽管通过具体的例子详细阐述了本发明，该具体实施例包括本发明的优 选方式，但是本领域技术人员可知可对上面所描述的系统和方法进行多种变化和替换。因此，本发明的精神和范围将在所附权利要求中宽泛阐述。
权利要求
1、一种制造模具的方法，包括由第一材料形成第一板；使用快速原型制造技术成形模具插件，该模具插件由第二材料制得；形成具有至少一个孔的第二板，该孔设置成用来接收模具插件；和使第一板与第二板配合。
2、 如权利要求1所述的方法，还包括将纟莫具插件可拆卸地连接到第二板。
3、 如权利要求2所述的方法，还包括使用螺钉和螺栓中的至少一种将 模具插件连接到第二板。
4、 如权利要求1所述的方法，其中成形i^莫具插件的步骤还包括形成具 有均匀壁厚的模具插件。
5、 如权利要求1所述的方法，其中所述第一材料是铝和钢中的至少一种。
6、 如权利要求1所述的方法，其中所述第二材料是尼龙、铝填充尼龙 和玻璃填充尼龙中的一种。
7、 如权利要求l所述的方法，其中模具插件由可承受300-350。F加工的材料形成。
8、 如权利要求1所述的方法，其中模具插件由可承受5至20吨加工的 材料形成。
9、 如权利要求1所述的方法，其中快速原型制造技术是激光烧结、立 体印刷成形和熔融沉积成形中的一种。
10、 一种模具，包括第一板，该第一板基本为平的，并由第一材料形成，该第一板还包括第 一模具插件，该第一^^莫具插件由第二材料形成；第二板，该第二板基本为平的，并由第一材料形成；第三板，该第三板位于第一板和第二板之间，且包括第二模具插件，该 第二模具插件由第二材料形成；其中第 一模具插件和第二模具插件使用快速原型制造技术成形。
11、 如权利要求10所述的模具，其中快速原型制造技术是激光烧结、熔融沉积成形和立体印刷成形中的一种。
12、 如权利要求IO所述的模具，其中所述第一材料是钢和铝中的一种。
13、 如权利要求10所述的模具，其中所述第二材料是尼龙、铝填充尼 龙和玻璃填充尼龙中的一种。
14、 如权利要求10所述的模具，其中第一模具插件和第二模具插件设 置成可耐温直至350°F ，耐压5至20吨。
15、 如权利要求10所述的模具，其中第一模具插件和第二模具插件具 有均匀壁厚。
16、 如权利要求10所述的模具，其中第一才莫具插件可拆卸地连接到第 一板。
17、 如权利要求16所述的模具，其中第一才莫具插件通过螺钉和螺栓中 的至少一种连接到第一板。
18、 如权利要求10所述的模具，其中第二才莫具插件可拆卸地连接到第 三板。
19、 如权利要求18所述的模具，其中第二模具插件通过螺钉和螺栓中 的至少一种连接到第三板。
20、 如权利要求IO所述的模具，其中所述第二材料是多孔材料。
21、 如权利要求20所述的模具，其中所述第二材料至少95%为固体。
22、 如权利要求10所述的模具，其中第一和第二模具插件包括模制品 外表面上所包含的紋理。
23、 如权利要求22所述的模具，其中模具插件限定鞋类物品的一部分。
24、 如权利要求22所述的模具，其中模具插件限定表带。
25、 如权利要求10所述的模具，其中第一板与第三板互相铰接，第二 板与第三板互相铰接。
26、 一种制造模具的方法，包括形成第一板，该第一板包括平面区域和设置成用来接收第一模具插件的孔;孑L，成形第 一模具插件，且将第一模具插件可拆卸地连接到第一板； 形成第二板，该第二板基本为平的，形成第三板，该第三板包括在第三板上设置成用来接收第二模具插件的 该第三板位于第一板和第二板之间，并且成形第二模具插件，且将第二模具插件可拆卸地连接到第三板； 其中第 一和第二模具插件使用快速原型制造技术成形。
27、 如权利要求26所述的方法，其中快速原型制造技术是激光烧结、 立体印刷成形和熔融沉积成形中的一种。
28、 如权利要求27所述的方法，其中成形第一和第二模具插件包括选 择地将粉末材料层熔接。
29、 如权利要求28所述的方法，其中粉末材料为尼龙、铝填充尼龙和 玻璃填充尼龙中的一种。
30、 如权利要求26所述的方法，其中成形第一和第二模具插件包括形 成模制到模制品外表面上的图案。
31、 如权利要求26所述的方法，其中成形第一和第二模具插件包括形 成才莫制到才莫制品外表面上的紋理。
32、 如权利要求26所述的方法，其中成形第一和第二模具插件包括形 成具有均匀壁厚的模具插件。
33、 一种模具，包括第一板，该第一板基本为平的，且由第一材料形成；与第 一板铰接的第二板，该第二板包括至少一个用来接收模具插件的孔；由第二材料形成的并连接到第二板的模具插件，该模具插件使用快速原 型制造技术成形。
34、 如权利要求33所述的模具，其中快速原型制造技术为激光烧结， 立体印刷成形和熔融沉积成形中的一种。
35、 如权利要求33所述的模具，其中所述第二材料是尼龙、铝填充尼 龙和玻璃填充尼龙中的一种。
36、 如权利要求35所述的模具，其中所述第二材料设置成耐温30(TF至 350°F。
37、 如权利要求35所述的模具，其中所述第二材料设置成可承受5至 20吨的合模力。
38、 如权利要求33所述的模具，其中模具插件可拆卸地连接到第二板。
39、 如权利要求33所述的模具，其中模具插件还包括植入到模具插件 内部的加热元件。
40、 如权利要求33所述的模具，其中模具插件还包括植入到模具插件 内部的冷却元件。
41、 一种制造鞋类物品的部分的方法，包括 形成第一板，该第一板包括多个孔；使用快速原型制造技术成形冲莫具插件，该模具插件设置成插入到第一板 的多个孔中的一个，并与第一板可拆卸地连接； 形成第二板，该第二板包括大致平的表面； 将可模制材料插入模具插件形成的模腔中； 可模制材料在模腔中模制成形得到鞋类物品的 一部分； 将成形的鞋类物品的部分AM莫具中移走。
42、 如权利要求41所述的方法，其中快速原型制造技术是激光烧结、 熔融沉积成形和立体印刷成形中的至少 一种。
43、 如权利要求41所述的方法，其中鞋类物品的部分为外底。
44、 如权利要求41所述的方法，其中可模制材料是phylon，乙烯基物， 聚合物和橡胶中的一种。
45、 如权利要求41所述的方法，其中模制还包括加热和冷却模具。
46、 如权利要求41所述的方法，其中模制是喷射成形、压力成形、吹 塑成形和真空模塑成形中的 一种。
47、 一种通过模具制造鞋类物品的部分的方法，包括 形成第一板，该第一板包括至少一个第一孔；使用快速原型制造技术成形第 一模具插件，该第 一模具插件设置成插入 到第一板的第一孔中，并与第一板可拆卸地连接，其中第一模具插件设置成 用于形成鞋类物品的部分的底面；形成第二板，该第二板包括大致为平的表面；形成第三板，该第三板至少包括第二孔，且该第三板在模具中设置位于第一板和第二板之间；使用快速原型制造技术成形第二模具插件，该第二模具插件设置成插入到第三板的第二孔中，并与第三板可拆卸地连接，其中第二模具插件被设置至少用于形成鞋类物品的部分的侧面；将可模制材料插入第一和第二模具插件形成的模腔中； 在模腔中模制可模制材料以由此形成鞋类物品的部分；将鞋类物品的部分从模具中移走。
48、 如权利要求47所述的方法，其中使用快速原型制造技术形成第一 和第二模具插件的步骤包括使用激光烧结，立体印刷成形和熔融沉积成形中 的 一种形成第 一和第二模具插件。
49、 如权利要求47所述的方法，其中第一和第二模具插件通过紧固件 与其各自的板连接。
50、 如权利要求47所述的方法，其中插入可模制材料的步骤包括插入 橡胶，乙烯基物，聚合物或phylon中的一种。
51、 如权利要求47所述的方法，其中鞋类物品的部分为外底。
52、 如权利要求47所述的方法，其中模制可模制材料的步骤包括加热 和冷却模具。
53、 如权利要求47所述的方法，其中成形第一和第二模具插件的步骤 包括采用尼龙，铝填充尼龙，玻璃填充尼龙中的一种形成第一和第二模具插 件。
54、 如权利要求47所述的方法，其中成形第一和第二^f莫具插件的步骤 包括在第 一和第二;f莫具插件上形成紋理。
55、 一种用于制造的模具，包括第一板，该第一板基本为平的，且由第一材料形成； 至少第二板，该第二板包括第一区域，该第一区域大致为平的，并由第一材料形成，该第一区 域还包括至少一个孔；模具插件，该模具插件设置成插入到至少一个孔中，并由第二材料形成，该模具插件形成模腔；其中，所述模具插件使用快速原型制造技术成形，且模具插件还包括植 入其中的热传递元件。
56、 如权利要求55所述的模具，其中快速原型制造技术是激光烧结、 熔融沉积成形和立体印刷成形中的一种。
57、 如权利要求55所述的^^莫具，其中热传递元件是加热元件。
58、 如权利要求57所述的模具，还包括植入到模具插件内的热敏电阻。
59、 如权利要求55所述的模具，其中所述第一材料为钢和铝中的一种。
60.如权利要求55所述的模具，其中所述第二材料是铝填充尼龙和玻璃填充尼龙中的一种。
61、 一种制造可穿戴物品的方法，包括 扫描将要穿戴可穿戴物品的使用者的身体部分； 基于扫描结果，创建用来成形可穿戴物品的模具插件的虛拟设计； 将虚拟设计保存于数据文件中；依据保存的数据文件创建模具插件，使用快速原型制造技术成形该模具 插件；将模具插件插入模具中；将可模制材料插入至少部分由模具插件形成的模腔中； 模制可模制材料来制造可穿戴物品； 将形成的可穿戴物品从模具中移走。
62、 如权利要求61所述的方法，其中在数据文件中保存虚拟设计的步 骤包括将设计保存在计算机辅助设计文件中。
63、 如权利要求61所述的方法，其中插入可模制材料的步骤包括插入 橡胶，乙烯基物和phylon中的 一种。
64、 如权利要求61所述的方法，其中插入可模制材料的步骤包括进行 与注塑成形、压力成形、吹塑成形和真空模塑成形中的一种相关联的模制工艺
65、 如权利要求61所述的方法，其中可穿戴物品是鞋类物品的外底。
66、 如权利要求61所述的方法，其中可穿戴物品是表带。
67、 如权利要求61所述的方法，其中成形模具插件的步骤包括使用激 光烧结、立体印刷成形和熔融沉积成形中的一种形成模具插件。
全文摘要
本发明涉及用来生产可穿戴物品的部件的制造方法和设备。制造模具的方法和设备本身包括，在其它特点之中，形成具有模具插件的板。模具插件可拆卸地连接到板，并采用快速原型制造技术。此外，还涉及制造可穿戴物品的方法。该方法一般包括形成模具，包括使用快速原型制造技术模具插件。另外，该方法中还包括在模具中的模制操作。该模制操作包括目前公知的任意模制操作。
文档编号B29C33/38GK101456225SQ20081018873
公开日2009年6月17日 申请日期2008年9月16日 优先权日2007年9月13日
发明者托尼·迪安 申请人:耐克国际有限公司