3d快速制造
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种制造鞋子的方法，执行这样的方法的设备以及通过这样的方法所制造的鞋子。
现有技术
[0002]现今，运动服的制造和销售使得制造商每年必需进行诸多的重要新产品的设计，这些产品设计是与最新的市场发展保持同步所必需的，或者是促进其自身发展所必需的。这样的设计包含例如多种款式、图案、生产选项、配色，尺寸等的鞋子、纺织品和配件。就此而言，现今大部分的新产品首先是通过3DCAD/FEA(有限元分析)系统来数字式地设计、模制和测试的。
[0003]为了将新产品投入市场，首批样品最早是按照数字设计草图手工制造的。这通常在与负责产品设计的开发部门不在同一处的制造工厂中进行。仅在装运(通常通过船运集装箱)和接收真实样品后，产品设计者才能够进一步优化他们的数字草图并且将它们再次返回给工厂。重复该过程直到样品具有期望的功能性、设计、成本和品质为止，然后获准在工厂中批量生产。这经常花费数周到数月，直到达到一定的成果，并且整个供应链非常不灵活。因此，制造商仅能够对存续期很短暂的市场流行趋势和需求做出缓慢的反应。就全球分布的工厂而言，使用CAD/FEA系统所获得的速度方面的优点因整体上缓慢的生产过程而完全丧失。
[0004]另外的缺点是常规的制造设备通常仅能够加工平坦工件。所以，计算机所生成的三维模型必须首先被投射到二维平面内，这会导致最终产品中不期望的材料翘曲、弯曲和变形。
[0005]以现有技术为基础，因此本发明目的是提供制造方法和生产装置，其能够实现迅速地、至少部分自动地和优选本地制造多个不同的原型等，并且以此方式来更快地实现“产品到想法”。当这样做时，在计算机上设计的三维模型应当能尽量直接地转换成相应的三维产品。此外，制造单个商品、特别是定制的单个商品、小规模的系列或者系列应当优选可以是以连续的方式，并且可自由调节其规模，以使得(小规模的)系列的生产仅仅是X次的单个生产步骤(xtimes a single product1n step)。
【发明内容】
[0006]根据本发明的第一方面，这个目的通过一种用于制造鞋子的方法至少部分地实现，其包含提供三维预成形的第一鞋子部件和加工三维预成形的第一鞋子部件，其中所述的加工包含可单独控制的加工步骤的序列。
[0007]已经在此指出了虽然本发明优选的实施方案以下是涉及运动鞋来描述的，但是本发明并不局限于这些实施方案。本发明当然也可以有利地应用于其他类型的运动装，例如衬衣、短裤、手套等。
[0008]此外，通常也可以想到的是本发明方法的实施方案不但可以在很大程度上自动运行，而且能够进行一定量的手工支持的工作。
[0009]S卩，本发明的方法的实施方案能够至少主要地由机器人、机器人系统或者自动系统来执行，和/或该实施方案可以包括一定量的人工(辅助)工作。机器人、机器人系统或者自动系统可以进一步装备有硬件和/或软件，其特别适于各自的任务或者它们可以是通用的机器。
[0010]如上所述，常规的制造方法经常基于初始的二维鞋子元件，例如鞋帮的部分，其仅仅在之后完成例如通过在脚趾、脚底和/或后跟处的缝纫使其形成期望的三维形状。这会导致材料不期望的翘曲，并且之后必要的缝合线可能会摩擦穿着者的脚。这些缺点可以通过提供三维预成形的之后经进一步加工的第一鞋子部件来避免。因此不再需要将三维鞋子设计向二维的相应转变。
[0011]三维预成形的第一鞋子部件所进行的可单独控制的加工步骤序列进一步使得通过本发明方法的实施方案能够制造各种设计的鞋子。该方法特别可以在制造或加工设备(见下)中，在很大程度上以自动化方式来运行，不必为了制造不同的鞋子模型或者原型而人工干预或者改变设备。
[0012]可单独控制的加工步骤次序优选由计算机生成的鞋子模型来决定。
[0013]计算机生成的鞋子模型的优点是它们可以实时改变，以使得改变的效果可以例如使设计开发者以及鞋子将来的穿着者直接看到。因此，涉及计算机生成的鞋子模型能够简化所要制造的鞋子模型的选择并且能够以更加用户友好的方式来设计模型。制造所选择的鞋子所必需的加工步骤的序列因此能够自动地确定，以使得甚至外行例如消费者或者鞋子将来的穿着者也能够选择所要制造的鞋子模型和使得它得以制造。
[0014]鞋子模型优选是选自存储在计算机上的预定的鞋子模型组。
[0015]这有助于进一步简化所要制造的鞋子模型的选择，因为鞋子模型不必由它的单个部件“从零开始”组装，而是选自预定的存储的鞋子模型组。但是，这里的预定组自身会取决于另外的输入参数(例如男鞋、女鞋、运动鞋、休闲鞋等)。还可以想到的是在一类构造套件系统中，所要制造的鞋子模型是由预存的鞋子模型和/或功能组来选择和/或组装，例如选自鞋帮、鞋底、内底等。
[0016]此外，能够想到的是通过设定一个或多个参数来选择鞋子模型。
[0017]将来的穿着者可以例如输入他(或她)的鞋子尺码、他的前脚掌宽度，他的体重、他是否具有反转的神经行为(a neutral behav1r of rolling over)或者反掌向上(overpronate)/反掌向下(underpronate)的倾向、期望的目标用途、期望的颜色等,计算机针对这些，例如，选择满足这些要求的鞋子模型，其然后进行制造。这使得能够特别详细的选择所要制造的鞋子。
[0018]三维预成形的第一鞋子部件优选在加工期间排列在安装装置上，其包含一定形状，该形状至少部分对应于第一鞋子部件的三维预成形形状。
[0019]通过排列在安装装置上，能够以特别简单的方式向前移动三维预成形的第一鞋子部件，使其用于单独加工步骤的序列，如果需要，例如用于新的加工站和/或重新布置它。通过包含一定形状的安装装置(该形状至少部分的对应于第一鞋子部件的三维预成形形状)，可以一方面在安装装置上实现对三维预成形的第一鞋子部件特别良好的固定，以使得它在加工期间不会偏移。这是有利的，例如为了在加入另外的鞋子部件时或者在施用接缝、洞、孔、文字/装饰等时精确的定位。另一方面，这样防止了三维预成形的第一鞋子部件的材料在加工期间明显走样或者以另一方式不期望的变形。
[0020]该安装装置优选包含鞋楦头。特别优选该鞋楦头包含可变的体积，它优选设计为可膨胀的。调整鞋楦头的其他可能性将是包含一种或多种形状记忆材料的鞋楦头，其可以经压缩而插入三维预成形的第一鞋子部件中，然后恢复它们的初始形状和体积。而且，可以使用磁流变液。
[0021]由于这个原因，鞋楦头特别好的适于实现上述优点，因为它至少在很大程度上对应于最终要穿着鞋子的脚的形状。通过可调整的鞋楦头，例如可膨胀的鞋楦头，一方面单个鞋楦头可以用于不同的鞋子尺码。此外，假如可膨胀鞋楦头甚至具有几个单独的可膨胀室或类似的，可以单独调整鞋楦头来适应将来的穿着者的脚。这会导致所制造的鞋子更好的适配性。
[0022]提供三维预成形的第一鞋子部件优选包含在安装装置周围制造三维预成形的第一鞋子部件。
[0023]一方面，归因于此，无需再将三维第一鞋子部件分别安装到鞋楦头上，条件是这是机械地且以自动化方式发生的，这对用于此处的工具提出了高的要求。另一方面，在安装装置周围直接制造能够提供预成形的第一鞋子部件，这样做是特别稳定的、精确配合的，并且不会发生翘曲。
[0024]提供三维预成形的第一鞋子部件优选包含以下的方法中的一种或多种来制造三维预成形的第一鞋子部件:三维纬编、三维经编、编织、真空成形、注塑、搪塑、浇铸(casting)、烧注(pouring)、三维形状的喷涂或者卷绕、印刷。
[0025]根据预期的目标用途和因此纳入考虑的材料，可以使用一种或几种上述的方法来提供三维预成形的第一鞋子部件，基于这些之后可以制造整个鞋子。就此而言，三维纬编、经编、编织等可以纳入考虑用于例如纺织品第一鞋子部件，并且真空成形、注塑、搪塑、浇铸(casting)、浇注、三维形式的喷涂或者卷绕或者印刷可以考虑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层方式，例如由多层组合材来制造。例如可以首先进行三维纬编，然后可以喷涂塑料或弹性体层来提供三维预成形的第一鞋子部件等。同样，纤维可以用作基材，生成包含非机织纺织品材料的三维预成形的第一鞋子部件。
[0026]制造三维预成形的第一鞋子部件的方法优选包含第一鞋子部件的圆筒形针织。
[0027]圆筒形针织能够提供具体的无变形和无缺陷的三维预成形的工件，除此之外其没有造成困扰的接缝，其非常有利于例如在鞋帮中的应用。
[0028]三维预