CN104647757A - 一种3d打印鞋垫的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3D打印鞋垫的制作方法，依次包括采集脚部数据，包括扫描脚部获取脚型尺寸数据，以及通过压力测试获得日常各项生活活动时的脚底压力数据；根据所采集的脚型尺寸数值通过数据处理软件处理生成立体模型，结合测得压力数值，分析出多层鞋垫平面数据，并输入到3D打印机；将多种粉末状的热塑性材料分别进行烧结，随后供应给3D打印机喷头，3D打印机根据鞋垫平面数据选用烧结后的热塑性材料，并经过3D打印机喷嘴将热塑性材料加热，然后在所述鞋垫模具上逐层打印出相应的鞋垫层，各平面层的热塑性材料熔融沉积形成鞋垫成品。本发明能够实现高质量鞋垫定制，省却繁琐工序，同时减少原料消耗，有效提高生产效率，大大节省成本。
Description
技术领域
本发明涉及鞋垫生产领域，具体是一种3D打印鞋垫的制作方法。
背景技术
鞋垫是鞋里非常重要的组成部分，其为脚部与鞋体接触的直接承压部件，具有分散集中压力的作用，保护脚底安全，很大程度决定了人们在穿着鞋时的舒适度，对于人体脚底的形状、轮廓和曲面变化等，鞋垫所产生的影响非常明显，而且日常生活中人体需要穿着鞋进行活动，从而连续多变地产生不同的步态和脚底形状，所以鞋垫受到脚底的接触非常多变，十分复杂，而目前的鞋垫大多为平面设计、生产，并没有针对人体脚部和活动压力变化进行优化设计，并未有很好地达到足够的效果。
传统的鞋垫多是采用EVA或其它材料制成，生产鞋垫时先做好大块的原片，然后根据需要的厚度去切片，之后必须用磨具斩刀，根据所需要的形状裁切，跟着就是把所需要的布或其他材料贴合一起，然后经过滚刀修边，修成所需要的厚度和形状再放入磨具里进行模压加热压缩定型，从而制成标准的鞋垫，此过程非常繁琐、费时，而且这只适合一种标准化鞋垫的大规模生产，并不合适单独适配不同使用实际状况而进行鞋垫生产，局限性非常明显。
现时，3D打印技术已经广泛应用于工业设计及医疗设备等多个方面，其能够按照设计打印出不同形状的物品，效率非常高，可利用3D打印技术，改进鞋垫的制作。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种3D打印鞋垫的制作方法，能够因应不同的实际使用参数，高效制作出高质量、定制规格的鞋垫。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种3D打印鞋垫的制作方法，依次包括如下步骤：
步骤一：采集脚部数据，包括扫描脚部获取脚型尺寸数据，以及通过压力测试获得日常各项生活活动时的脚底压力数据；
步骤二：根据所采集的脚型尺寸数值通过数据处理软件处理生成立体模型，结合测得压力数值，分析出多层鞋垫平面数据，并输入到3D打印机；
步骤三：将多种粉末状的热塑性材料分别进行烧结，随后供应给3D打印机喷头，3D打印机根据鞋垫平面数据选用烧结后的热塑性材料，并经过3D打印机喷嘴将热塑性材料加热，然后在所述鞋垫模具上逐层打印出相应的鞋垫层，各平面层的热塑性材料熔融沉积形成鞋垫成品。
作为上述技术方案的改进，所述步骤三中，鞋垫打印完成后，使用3D打印机在鞋垫上打印纹路或图案。
作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤三中，根据所需形成鞋垫的局部或整体软硬度，打印时控制喷嘴的加热温度，从而调整热塑性材料的密度。
进一步，所述步骤三中，所述鞋垫模具安装在精密移动机构上，所述精密移动机构通过数控程序控制鞋垫模具的三维位置。
进一步，所述步骤三中，打印时控制喷嘴因应热塑性材料的特性调整相应的加热温度。
进一步，所述步骤三中，热塑性材料包括橡胶、PU、PVC、EVA、TPR、SBS。
本发明的有益效果是：本发明采用3D打印技术进行鞋垫的制造，能够因应不同人脚尺寸和脚底压力实现高质量鞋垫定制，能够省却大量传统鞋垫生产中的繁琐工序，同时减少原料消耗，有效降低耗时并且提高生产效率，大大节省成本。
具体实施方式
本发明的一种3D打印鞋垫的制作方法，依次包括如下步骤：
步骤一：采集脚部数据，包括扫描脚部获取脚型尺寸数据，以及通过压力测试获得日常各项生活活动时的脚底压力数据，例如，扫描采集脚部尺寸数据时让被测者自然站直，使脚趾充分伸展和脚底恰当与站立平面相对，从而保证足弓处于正常状态，获取站姿时的压力数据和脚型尺寸。
步骤二：根据所采集的脚型尺寸数值通过数据处理软件处理生成立体模型，结合测得压力数值，分析出多层鞋垫数字化模型的平面数据，并输入到3D打印机。
步骤三：将粉末状的热塑性材料进行烧结，并供应给3D打印机喷头，3D打印机根据鞋垫平面数据，并经过3D打印机喷嘴将热塑性材料加热，然后在所述鞋垫模具上逐层打印出相应的鞋垫层，各平面层的热塑性材料熔融沉积形成鞋垫成品，通过不同材料逐层打印，不同材料复合而成的鞋垫具有单一材料制成鞋垫所不具备的优点，例如运动鞋既能保持弹性、缓冲性能，又可增加通气性能。
作为上述实施方式的改进，步骤三中，鞋垫打印完成后，还可使用3D打印机在鞋垫上打印纹路或图案，形成商品标识或者个性化标志。
作为上述实施方式的进一步改进，优选地，步骤三中，根据所需形成鞋垫的局部或整体软硬度，打印时控制喷嘴的加热温度，从而调整热塑性材料的密度。
进一步，步骤三中，所述鞋垫模具安装在精密移动机构上，所述精密移动机构通过数控程序控制鞋垫模具的三维位置，由此可避免对喷嘴进行移动打印，而减少喷嘴结构的复杂性，也便于通过模具来提高3D打印鞋垫的精确度。
进一步，步骤三中，打印时控制喷嘴因应热塑性材料的特性调整相应的加热温度，可用于打印鞋垫的热塑性材料包括橡胶、PU、PVC、EVA、TPR、SBS，打印前可先测试出各种物料成型后的密度、拉伸强度、弯曲模量和收缩率等，然后选有合适的打印成鞋垫，通过加热打印喷嘴至200~300摄氏度，不同温度下各材料特性均有所变化，而使热塑性材料在打印后能够熔融沉积成型为各种不同形状、大小的鞋垫，除了添加不同给的材料和温度控制鞋垫的软硬度，也可根据材料特性来控制加热温度，降低材料冷却成型时的收缩性，并保持良好的尺寸稳定性。
通过量身定制所制成的鞋垫，其非常适合人体脚型，而且通过压力数据的分析可以控制鞋垫局部与整体的软硬度来形成更佳的鞋垫性能，利用局部的软硬的来帮助人们拥有舒适的感觉和减少脚底的疲劳和有效力量的传递，防止受伤，对运动员可增加运动寿命，对老年人可以减少受伤风险，因为无论是健身运动还是竞技体育运动，都要求运动鞋符合运动中的力学、生物学、人体工程学、运动学、运动生理学、卫生学的要求，在运动领域中还要考虑帮助运动员提高运动成绩或创造更好的运动成绩，因此在运动鞋的设计和制造过程中应充分考虑运动的特性，为广大群众及运动员提供舒适及通过运动力学的计算而制成的鞋垫。本发明的3D打印鞋垫的制作方法，结合鞋垫的构造和设计理念，一改传统的鞋垫通过模具，加热塑料一次成型，或者纺织品的裁缝方式，节省许多繁琐工序。减少生产时间，大幅度减少材料的浪费，降低生产成本及费用，实现了无次品，高效率高产率，零瑕疵的目标，而且具有轻，耐用性和实用性，以及环保无毒，安全，健康等特点。
以上所述，只是本发明的较佳实施方式而已，但本发明并不限于上述实施例，只要其以任何相同或相似手段达到本发明的技术效果，都应落入本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种3D打印鞋垫的制作方法，其特征在于依次包括如下步骤：
步骤一：采集脚部数据，包括扫描脚部获取脚型尺寸数据，以及通过压力测试获得日常各项生活活动时的脚底压力数据；
步骤二：根据所采集的脚型尺寸数值通过数据处理软件处理生成立体模型，结合测得压力数值，分析出多层鞋垫平面数据，并输入到3D打印机；
步骤三：将多种粉末状的热塑性材料分别进行烧结，随后供应给3D打印机喷头，3D打印机根据鞋垫平面数据选用烧结后的热塑性材料，并经过3D打印机喷嘴将热塑性材料加热，然后在所述鞋垫模具上逐层打印出相应的鞋垫层，各平面层的热塑性材料熔融沉积形成鞋垫成品。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印鞋垫的制作方法，其特征在于：所述步骤三中，鞋垫打印完成后，使用3D打印机在鞋垫上打印纹路或图案。
3.根据权利要求1所述的一种3D打印鞋垫的制作方法，其特征在于：所述步骤三中，根据所需形成鞋垫的局部或整体软硬度，打印时控制喷嘴的加热温度，从而调整热塑性材料的密度。
4.根据权利要求1所述的一种3D打印鞋垫的制作方法，其特征在于：所述步骤三中，所述鞋垫模具安装在精密移动机构上，所述精密移动机构通过数控程序控制鞋垫模具的三维位置。
5.根据权利要求1所述的一种3D打印鞋垫的制作方法，其特征在于：所述步骤三中，打印时控制喷嘴因应热塑性材料的特性调整相应的加热温度。
6.根据权利要求1所述的一种3D打印鞋垫的制作方法，其特征在于：所述步骤三中，热塑性材料包括橡胶、PU、PVC、EVA、TPR、SBS。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150527 |