CN105121142B - 从柔性复合材料制造三维制品的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本公开包括含有柔性复合材料的三维制品和制造所述三维制品的方法。更具体地，本系统涉及用于制造无缝三维成形制品的方法，该无缝三维成形制品可用作诸如安全气囊/可膨胀结构、包、鞋和类似的三维制品的制成品。优选的制造工艺结合了复合成型方法与具体的前驱体材料以形成柔性纤维增强的连续成形制品。

Description

从柔性复合材料制造三维制品的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年3月13日提交的美国临时专利申请序列号为61/780,345和2013年3月27日提交的美国临时专利申请序列号为61/805,874的优先权，这些专利申请全文以引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开整体涉及用于从柔性复合材料来制造三维制品的系统和方法，更具体地涉及基于柔性复合材料用于制造用于气囊/可膨胀结构、包、鞋子、和类似的三维制品的三维成型制品的系统和方法。

背景技术

关于织物相关的产品，对于优化诸如重量、刚性、渗透性、防水-能力、透气性、颜色、成型性、成本、可定制性、柔韧性、可包装性等的各种性质的组合一直存在困难，特别是关于如衣服和鞋子、野营和远足产品、舒适的装甲、防护膨胀结构等织物相关的产品。

例如，目前的市场趋势从汽车安全气囊技术扩展到许多新的应用，包括飞机、公共汽车和火车/高速铁路系统，以及运动中个人的头部和颈部支撑、摩托车、赛车，或军事上的应用。同样的技术在紧急情况和其他商业浮选系统、应急漂浮背心和服装(gear)、雪崩防护、石油和化学品泄漏控制、囊坝(bladder dam)、用于户外应用的储水袋、背包，露宿袋(即，露营，这表示小型帐篷或遮蔽物)和一般的储存系统中具有应用。

安全气囊技术的趋势是把将额外的费用用于开发非常轻质、薄、强度高、多向增强、耐压且耐冲击和耐穿刺的气袋(envelope)。受控的顺应性和变形可以用来吸收冲击并管理冲击脉冲。用于侧帘、座椅和安全带保护的汽车应用需要非常轻便、可压缩成尽可能小的体积，并具有形成为最有利的三维形状以获得最佳的展开和保护的能力。常见的复杂3D形状一定要结实，展示出较高的爆破压力、耐冲击性和耐穿刺性，并且必须膨胀至其预定形状而无爆裂或在任何接缝/连接处失效。因为贮压式膨胀介质的体积有限，它们一般需要有高度的压力完整性和抗渗性。因为许多系统具有如下的操作要求：在冲击和/或展开之后袋保持膨胀7-10分钟，在某些应用中，可能希望该袋保持膨胀更长，所以上述性质特别关键。这样的一个例子是直升机安全气囊碰撞系统，其中初始展开缓冲直升机冲击，但在水中希望袋保持膨胀，以提供浮选，以防止直升机的下沉。

另一个类似的应用(其中后膨胀压力和可重用性是有利的)是用于水上应用的飞机安全气囊。安全气囊对于商业客机的碰撞保护来说是理想的，但重量和储存体积对于这些应用来说非常重要。客机已被要求载携带用于紧急水上使用的漂浮装置，因此如果着陆冲击的碰撞保护功能可以与二次浮选应用进行组合，这样的系统的效用则被增强。这样的技术同样适用于商用飞机的紧急出口滑道以及水上非碰撞气囊紧急出口和浮选系统。

至少由于这些原因，具有减小的重量和所需结构性能的新的成本有效的织物相关制品的开发，以及制造该织物相关制品的新的系统和方法将会很有益。

发明内容

在本公开的多个方面，公开了由多种不同的柔性复合材料来制造三维制品的系统和方法。

在本公开的多个方面，提供了改善的单丝相关的产品、方法和设备，以及由柔性复合材料来制造三维制品的系统。

在本公开的多个方面，使用本文教导和体现了的技术和实用技术，描述了用于设计和制造织物相关产品的系统。

在本公开的多个方面，公开了有效控制的织物相关产品的各个性质的改进，所述性质包括但不限于：重量、刚性、渗透性、防水能力、透气性、颜色、成型性、成本、可定制性、柔韧性、可包装性等，包括这些性质的所需组合。

在本公开的多个方面，公开了基于柔性复合材料制造三维成形制品的方法，所述三维成形制品可用于安全气囊、升力袋、一般的可膨胀结构、包、鞋子和类似的三维制品。

在本公开的多个方面，用于制造的系统在织物相关产品，刚性、柔韧性和弹性特性的方向控制的所需方面提供了微调。

在本公开的多个方面，织物相关产品结合了极轻的重量和极限的强度。

附图说明

如下附图提供了对本公开的进一步理解并且作为本说明书一部分而并入且构成本说明书一部分，其示出了本公开的实施例，并与说明书一起起到阐释本公开原理的作用，在附图中：

图1示出了根据本公开的多种实施方式的薄工程柔性复合材料的侧视图，其邻近传统机织材料；

图2示出了根据本公开的多种实施方式的三维柔性复合材料制品的透视图；

图3示出了根据本公开的多种实施方式的用于制造三维制品的工具和成型布置的剖视图；

图4示出了根据本公开的多种实施方式的用于制造优选制品的备用优选的工具和成型布置的剖视图；

图5示出了根据本公开的多种实施方式的优选的图4工具和成型布置的剖视图；

图6示出了根据本公开的多种实施方式通过优选的图4工具和成型布置来制造的制品的剖视图；

图7a，7b和7c示出了示意图，其一般性描述了根据本公开的多种实施方式，用于制造优选的柔性复合材料制品的备用优选步骤、工具和成型布置；

图8示出了透视图，其示意性地描绘了根据本公开的多种实施方式，含有用于连接点的整合结增强件、通孔和用于增强负载能力的增强系带的柔性复合制品；

图9示出的剖视图，其示意性地描绘了根据本公开的多种实施方式，由两个或更多的单丝、纤维，或使用包含不同纤维的交替单向带的丝束制成的替代性柔性复合材料；

图10示出了剖视图，其示意性地描绘了根据本公开的多种实施方式，由两个或更多的单丝、纤维，或使用包含不同纤维的交替单向带的丝束制成的替代性柔性复合材料；

图11示出了透视图，其示意性地描绘了根据本公开的多种实施方式的复合鞋帮；

图12A示出了一个侧视图，其示意性地描绘了根据本公开的多种实施方式的工程复合鞋帮(footwear upper)；

图12B示出了一个侧视图，示意性地描绘了根据本公开的多种实施方式的工程复合鞋帮；

图13示出了部分分解图，其描绘了根据本公开的多种实施方式与图11的复合鞋帮的结构相一致的优选复合结构；

图14示出了示意图，其一般性示出了根据本公开的多种实施方式，制造可在多种鞋应用中使用的模块工程化复合鞋帮的优选方法；

图15示出了示意图，其一般性示出了根据本公开的多种实施方式，制造图11的复合鞋帮的一个优选的方法；

图16示出了示意图，其一般性示出了根据本公开的多种实施方式，在图11的复合鞋帮生产中所用的一组初始制造步骤；

图17示出了一个平面图，其示意性地描绘了根据本公开的多种实施方式，能形成复合鞋帮的平面复合元件；

图18示出了示意图，其一般性示出了根据本公开的多种实施方式，在图11的复合鞋帮生产中所用一组后续制造步骤；

图19示出了示意图，其一般性示出了根据本公开的多种实施方式，在图11的复合鞋帮生产中可用的第一合并和固化方法；

图20示出了示意图，其一般性示出了根据本公开的多种实施方式，在图11的复合鞋帮生产中可用的第二固结(consolidation)和固化方法；

图21示出了图，其一般性地示出了根据本公开的多种实施方式，向图11的复合鞋帮施加饰面部件(finish componentry)的一个示例性方法；

图22示出了图，其一般性地示出了根据本公开的多种实施方式，向图11的复合鞋帮施加饰面部件的一个替代性示例性方法；

图23示出了图，其一般性地示出了根据本公开的多种实施方式，向图11的复合鞋帮施加饰面部件的一个替代性示例性方法；

图24示出了根据本公开的多种实施方式，由刚化形状记忆聚合物(SMP)形成的管的实施方式；

图25示出了根据本公开的多种实施方式，在阴模内进一步成形的SMP的管；

图26示出了根据本公开的多种实施方式，向刚化成形工具施加纤维丝束；

图27示出了根据本公开的多种实施方式，超塑成形类型系统的一个实施方式；

图28示出了根据本公开的多种实施方式，在阳模成形工具上单向带层和其它结构元件的层-层铺叠的一个实施方式；

图29示出了根据本公开的多种实施方式，在阳模成形工具上单向带层和其它结构元件的层-层铺叠的另一个实施方式；和

图30a和30b示出了根据本公开包含单向带层的层压材料的实施方式。

具体实施方式

以下描述仅针对多种示例性实施例，而无意以任何方式限制本公开的范围、适用性或构造。更确切地，以下描述旨在提供用于实施多种实施例包括最佳模式的方便例证。如将变得显而易见的是，可在不脱离本公开的原理的情况下，对这些实施例中所述的元件的功能和布置作出多种改变。

表1提供了可用在本公开的各个部分中的术语和定义的词汇表。

表1：术语和定义的简要词汇表

三维复合材料制品系统的各种实施方式包括基于柔性复合材料可用于气囊/可膨胀结构、背包/包、鞋子、和其他的三维制品的无缝三维成形制品。如本文所用，“无缝(seamless)”是指物品整体地接合，以便从外部看是无缝的。本系统的制造方法的各种实施方式能够产生具有集成结构和定向纤维增强的三维成形的柔性部件。在传统的三维成形的纺织品中，切成复杂形状的扁平产品被缝合或接合在一起，以产生三维形状。在根据本公开的制造方法的各种实施方式中，复合成型方法与新颖的前体材料相结合，以形成柔性纤维增强的连续成形制品。

除了包装、展开和膨胀的要求，利用本文所公开的技术的安全气囊还可以改进和提高安全气囊在碰撞/冲击的展开期间提供生命和伤害保护的能力和后碰撞保护功能。本公开的三维成型制品101的高强度和机械性能具有良好控制的展开成可预测的形状。袋的结构可以被增强用于冲击吸收和能量耗散，并且袋的冲击表面可以被优化为如柔软度或摩擦系数的表面性能，以防止在使用者的身体上过度的负荷、加速度和旋转。

损伤容限、耐穿刺性、和非常高的耐撕裂或耐穿刺损伤扩展优选允许袋在局部损坏之后继续发挥作用，而未完全失效或爆裂。

在多种实施方式中，根据本发明的三维成形制品101的高度压力完整性使得能够不仅延长甚至永久性膨胀，而且在气囊系统中引入实际的多级膨胀气系统统，用于提高对使用者的保护，同时仍然满足储存、包装、储气和体积的限制。材料和结构的耐用性的另一个好处是，根据本公开的安全气囊可以再循环并多次使用。

对于许多体育活动，同样重要的是参与者的可佩戴设备的重量和强度。在运动和田径鞋(sports and athletics shoes)中尤其如此，其中一个重要目标是提供尽可能轻但其中同时保持必要的生物力学结构支撑性能的鞋类。

在多种实施方式中，本系统的复合鞋帮102包含利用工程安排的基本上柔性的复合材料103的基本上整体的鞋帮-足部支撑结构。复合材料在强度-重量比方面可以显著优于常规材料，这是高性能运动和田径鞋类的最重要的要求之一。因此，本文所述的多种实施方式对于生产这种鞋类来说特别有用。所描述的实施方式中潜在的终端应用范围从超轻量跑鞋，到超高性能的登山鞋，以及军事和工业的靴子。

根据本公开的多种实施方式，鞋类，包含单向带(unitape)的层压板，为高性能的鞋子设计师提供对于减肥功能的技术工程一定程度的设计灵活性，工程实施的定向地定制灵活性，使该材料能够在各个不同的方向、工程实施的负载路径上坚硬或依从，能够使鞋帮成为一体式模制“单体壳”结构，能够制造出多个二维或三维的切割或形状自定义的预成型体或由多向广货模式层压并粘合在一起的多方向宽广的物品切割而成的鞋帮，并消除鞋的缝纫、计件工作结构和组装。该示例性一体式(one-piece)叠层设计在性能和在受控拉伸、骨科、或由支架或皮带的脚踝的支撑中的处理能力方面具有主要优点。

根据多种实施例，一体式的优点包括，但不限于以下内容：

·主要负载路径不需要接缝，这对轻便鞋来说特别关键；

·潜在消除中底(mid-sole)，以提供从鞋的一侧到另一侧的连续结构，去除下部必须在鞋传递载荷的下侧具有结构部分的要求。这使得鞋帮(upper)和底部的设计和整合能够分开，允许底部为减震、肌肉力量的有效转移、减震和阻尼可以更加优化，而且还允许底部以更少的重量制成；

·允许为工程拉伸性、透气性、载荷传递，生物测定一体化、以及用于防止损伤的踝支撑等而进行鞋单体壳(monocoque)的复杂的工程化设计；

·使得鞋能够自动化生产，从而节省成本和劳动力；

·使得鞋帮能够进行复杂工程设计，并且整合制造工艺允许投资跨多年型(modelyear)和鞋子平台而摊销；和

·设计灵活性允许在许多不同风格的鞋中使用单体壳，同时仍保留其进入鞋的设计和制造过程中的工程效益。

至少由于这些原因，复合材料103的多种实施方式在鞋应用中的性能优于常规的材料，如皮革、合成皮革、网材料等。此外，在本文中公开的柔性复合材料103和它们的制造工艺可以专门设计成给定的设计限制。

由于在鞋的结构“底盘”(chassis)可以从鞋的外装饰表面工程中分离，所以用于各种应用不同的“底盘”样式设计可以与外部“风格”、装饰品和表面工程(例如，质地和表面的抓地力，例如用于踢足球)相结合。用这种方法，就有可能生产出这样的鞋，这种鞋看起来类似并且具有相似的表面特性，但具有很不同的“底盘调节”或结构布局，这可以被用来保持一个品牌的跨平台外观或风格。

使用贸易研究、详细分析和物理实验，获得了一系列复合材料鞋帮，它提供大量减少组件的重量，而不牺牲强度。本系统的柔性复合材料103可被构造成有效地容纳预期的力加载，同时提供与组件的适当运行相一致的适当水平的机械顺从性。此外，本系统的多种实施方式在各应用之间是交叉兼容的；即，单个鞋帮设计可适合于多种最终用途的应用。

材料

图1示出了根据本公开的薄的工程基本上柔性的复合材料103的一个实施方式的侧视图，其与厚得多的常规的机织材料进行比较。图1进一步示出了薄复合材料的实施方式当折叠时与折叠的常规机织材料的侧视图比较结果，薄复合材料占用小得多的体积。在一般情况下，在本公开所描述的方法提供比传统材料实质上更薄的材料。

图2以透视图示出了，根据本公开的无缝三维成形制品101的实施方式。在各种不同的实施方式中，由于使用高强度纤维和最小的表面涂层，使得材料的厚度小于现有的织物成为可能。例如，如图1所示，在气囊应用中，薄的复合材料允许减少的包装体积。

在各种实施方式中，复合组合物103通常包括高悬垂、拉伸织物，其中各层以形成单一统一的组合物的方式被结合在一起。在各种实施方式中，柔性复合材料包含加固材料的至少一个或多个结构层110。柔性复合组合物103的各种实施方式包括由例如连续的表面层和/或纤维增强层(例如网布)组成的多个材料层和/或如图所示工程布置的单根纤维丝束114。所述多个层110优选地被配置成包含多方向负载处理能力。在各种不同的实施方式中，柔性复合组合物额外包含一种或多种非结构的“性能改性”层110。在各种实施方式中，复合组合物103可进一步包含施加到或吸收入外表面层110的纹理和/或着色105。

在各种实施方式中，柔性复合材料可以包含具有基本上相同的材料组成的层110。在各种其它实施方式中，柔性复合材料可以包含具有各种材料重量、力学性能(兼容性)、和其它性质的层110。在各种实施方式中，复合三维物品102包含一个或更多个无纺单向(UD)纤维的层110和在一个或多个方向取向的聚合物基质层片(plies)。在各种实施方式中，复合铺叠(layup)可以包含由结构和非结构材料组成的层110。

各种加固类型包括但不限于：预浸单向带；单向丝束(unitows，沿着特定的载荷路径放置的预浸料或原料纤维单丝束加强)；B阶纺织和无纺复合材料；C-阶段纺织和无纺复合材料；预浸或干燥的纺织织物；一层或多层预浸或干燥的纤维无纺展开或者未展开取向的单向片材或层，它们被缝合、钉住或结合以形成宽幅织物(broadgoods)布：由间隔或未间隔、展开或未展开的单向丝束以取向的单向片材或层形式制成的一层或多层预浸或干燥纤维布，它们被缝合、钉住或结合以形成宽幅织物布；二维或三维预浸或干燥的加强预成型体；上述具有热塑性、混合热塑性或热固性树脂基质的热塑性基质预浸单向带、单向丝束、纺织和无纺复合材料或工程预成型体；纳米丝线、纳米纤维、纳米颗粒增强和结构的隔膜；单轴取向的片材产品，如在片材中以单一层形式的拉拔、拉伸的伸长(tensilized“tensilion”)的UHMWPE，多个取向层使用合适的粘合剂结合在一起然后以大体类似单向带的方式并入；或所述拉伸或取向片材被撕开，以形成单向丝束并干燥并入或用合适的粘合剂或涂料并入；及其它们的组合。

各种实施方式包括由工程纤维构成的随机取向的无纺物、或取向的无纺物的增强类型，所述工程纤维例如但不限于UHMWPE(例如 )、芳纶(例如)、液晶聚合物(例如)、各种等级的碳纤维、PBO(例如)、尼龙、聚酯(Rayon)、PEN、Nomex和其他防火高温纤维、钢或其他金属纤维，以及它们的组合。这些增强层可以被粘合、熔融、浸渍、挤出或涂布，以使增强材料与单片薄膜(PET、尼龙、ECTFE、聚氨酯等)、透气隔膜(特氟龙、聚氨酯、微孔等)、溶剂或水基分散体、纺织或无纺织物、皮革、单方向的带或其他层组合。

作为示例性组件被安排对于特定的应用，构成材料层110的堆叠顺序可以在各实施例之间有所不同。也就是说，复合层压板关于铺叠的角度、每个角度薄层的数量、和薄层的精确序列的特定铺叠配置，可以根据需要为特定的应用而改变。例如，如本文所讨论的，三层0°/90°/45°相对取向的材料层仅仅是无限个可能取向中一个有用的实施方式。当需要特定的视觉或非结构物理性能(如，例如表面纹理、耐磨性、防紫外线、耐磨损性、色彩、反射率等)时，可以使用非结构材料层110。作为一个优选的例子中，“软”的内层110通常引入复合鞋帮102的内部，作为与穿用者的脚相邻的衬垫。

非结构材料的例子包括，但不限于：无纺织物(非结构性的，短纤维无规毛毡)；纺织织物；各种“软”内衬材料，包括，例如，无纺材料(非结构短纤维无规毛毡)，纺粘布(预浸渍的)，和经编针织物；非结构膜(防水/透气、间质性隔离器、和类似物)；非结构涂层；设计贴花；以及用于减震、阻尼、或者用于多种其它用途的多种弹性体材料。

根据需要(例如，通过设计和性能标准)，非结构层110可以布置在复合材料的任何选定层的位置。在多种应用中，非结构层可以完全省略。

在可替换的实施方式中，薄膜或表面层可以结合到部件的一侧或两侧。这些层可以是薄膜(PET、尼龙、ECTFE、聚氨酯等)、透气隔膜(特氟龙、聚氨酯)、纺织或无纺织物、皮革、或其它层。表面层的选择是基于最终用途的要求，如气密性或渗透性、防水性、耐磨损性、耐久性、美学、或其他。

在本系统的替代实施方式中，网布(例如，包含以不同取向放置的两层或更多层的单向带)是在释放衬垫之间以平面形式预固化的。这种材料可以出售给供应商用于随后的铺叠。在本系统的多种其他实施方式中，网布的多个层被拉伸到模具中，并通过用粘合剂涂布每一层来胶合就位。在本系统的各种其他实施方式中，已涂覆所述网布的丝线的现有的粘合剂是热塑性的，并可以再熔融以粘结各层。在本系统的多种其他实施方式中，网布是以平面形式预固化，具有涂布在其一侧或两侧的薄膜或表面层。这个额外的一个或多个层可用于许多用途，例如，作为热塑性、透气性，和/或防水。例如，层可以包含防水透气(W/B)隔膜。应当指出的是，以其平面形式与网布一起并入的任何表面层不应该抑制偏压拉伸。否则模制此扁平产品的能力可能会降低。

在本系统的多种实施方式中，网布可以包含多个单向带的层，在2、3、4或更多个方向上取向，根据最终部件的结构要求。例如，鞋可能要求具有包含90°/45°/-45°取向的纤维的铺叠的网布，使得对于被模制在脚趾上方的网布而言在0°方向存在足够的拉伸，并且使得主要的负载荷路径沿鞋的两侧向下运行。这个示例性的多层单向带的网布可以被构建或以原始形式或以在本发明的替代实施式中所描述的版本提供，例如在释放衬垫之间以平面形式预固化或以具有施加在其一侧或两侧的薄膜或表面层的平面或卷-对-卷的形式预固化。

图9以剖视图示出了根据本公开的柔性复合材料103的一个实施方式，其使用包含不同纤维的交替单向带包含两个或更多的单丝、纤维、或丝束。

图10以剖视图示出了根据本公开的柔性复合材料103的另一个实施方式，其使用交替单向带包含两个或更多的单丝、纤维、或丝束的。

可替代的单向带的实施方式可以由两个或更多的单丝、纤维、或丝束制成，要么通过使用从不同的纤维制成的交替单向带，(所述纤维可以是相同的类只是不同的规格，例如Dyneema SK78和SK75)，要么通过在单个单向带层内以预定的间隔或混杂图案混合纤维。在多种实施方式中，参数(诸如强度、模量、抗温性、耐切割性、抗扯性或耐撕裂性、冲击保护和能量吸收)可改变或优化，并且使用该概念成本可以被最小化。典型的工程纤维包括，但不限于，UHMWPE(例如)、芳纶(例如)、液晶聚合物(例如)、各种等级的碳纤维、PBO(例如)、尼龙、聚酯(Rayon)、PEN、Nomex及其他防火高温纤维，钢或其他金属纤维，以及它们的组合。

复合材料可包括通过使用颜料或染料升华的基质或隔膜的着色。阻燃粘合剂或聚合物也可以使用，或阻燃剂可以添加到易燃基质或隔膜中，以提高阻燃性。阻燃添加剂的实例包括，但不限于，DOW D.E.R.593溴化树脂、DOW Coming 3阻燃树脂，以及具有三氧化锑的聚氨酯树脂(如来自PDM Neptec Ltd.的EMC-85/10A)。任何其它阻燃添加剂也可以是合适的。可他用来改善阻燃性的阻燃添加剂包括FYROL FR-2、FYROL HF-4、FYROL PNX、FYROL 6和SaFRon7700，然而其他的添加剂也可以是合适的。阻燃特性和自熄性也可以添加到纤维中，要么通过使用阻燃纤维如Nomex或Kevlar、陶瓷或金属丝的丝线，在纤维制造过程中直接向纤维配方中直接加入阻燃化合物，要么通过用结合上面列出的阻燃化合物或其他合适的阻燃化合物的胶料(sizing)、聚合物或粘合剂涂覆纤维。在叠层中使用优选的纺织或网布材料可以由供应商预处理以赋予阻燃性能，或纺织或网布材料在制造过程中被涂覆和/或注入阻燃化合物。

抗微生物/抗病原体性可以通过如下添加到本公开的复合材料中：引入添加或涂布于聚合物树脂或织物上的一种或多种抗微生物试剂，或者对用于复合材料的纤维、单丝、线或丝束进行抗微生物处理。典型材料包括OXiTitan抗微生物剂、纳米银化合物、吡啶硫酮钠、吡啶硫酮锌、2-氟乙醇、1-溴-2-氟乙烷、苯并咪唑、氟罗沙星、1，4-丁烷二磺酸二钠盐、2-(2-吡啶基)异硫脲N-氧化物盐酸盐、季铵盐、2-吡啶硫醇1-氧化物、复合吡啶硫酮锌、复合吡啶硫酮铜、吡啶硫酮镁、双吡啶硫酮、吡啶硫酮、α-溴肉桂-凝胶(ABC剂，例如，来自KFO法国有限公司)、及其混合物。在多种实施方式中，纤维形式如线、丝束和单丝可以用银纳米粒子处理，或者可以经由化学镀或电镀、真空沉积或用包含银化合物的聚合物、粘合剂或胶料涂布而具有涂覆的银涂层。本文未列出的其它抗微生物/抗病原体材料也可以是合适的。

实施例

表1列出了根据本公开的层压板的多种实施方式，图30a和30b是表1中实施例的图解。

表1：示例性层压板

*经过半小时后的耐洗性

表1中的层压板可包括各种单向带层。单向带层可以通过将纤维展开并用粘合剂涂布它们，以形成基本上连续的片材来制造。在多种实施方式中，单向带可包含无纺基材。单向带“片材”可以被切割成一定尺寸，并铺设在多个方向，以形成根据本公开的双向纤维增强的片材。

在表1的实施例中，材料#142是具有少量浅灰色CT71粘合剂的单向带，使得所得到的产物颜色为浅灰色。材料#538是一种天然色彩的单向带(半透明淡黄色)，产生具有相同的半透明淡黄色外观的自然颜色的层压板。粘合剂CT71是一种不透气的粘合剂。示例性层包含约14克的在单向带中的不透气CT71粘合剂和14克的Dyneema SK75 1760dtex的纤维，其中，当其交叉层叠时，产生一个纤维基质网，将使水形成珠并且将是空气可渗透的，但采用显著的大气压力允许水通过。

样品S06由白色纺织内层构成，无外涂层，并且包含0°/90°纤维取向。S06是自然的颜色，并且有适度的透气性。样品S06是不防水的，但透气。

现在参考图30a，样品S06中在层压板的两侧没有薄膜或隔膜，但编码为WHC-2(尼龙6防破裂，10dx10d+30d，255x218，26g/sqm，C6：DWR)的纺织材料夹在单带层之间。纺织物的目的是为层压板添加防破裂性能，并为层压板添加结构稳定性。这种材料包含0°/90°取向，但在+/-45°的方向具有低于正常模量的值，因为缺少的薄膜或隔膜。

样品S07一侧不包含涂层，而是在另一侧被涂布。它包含0°/60°的纤维取向，并也具有自然的色彩。样品S07是防水的，但不透气。

样品S13一侧不包含涂层，而是在另一侧被涂布。它包含0°/60°的纤维取向，并且为灰色。样品S13是防水的，但不透气。

现在参考图30b中，层压板S07在一侧上不具有薄膜或隔膜，但在另一侧具有不透气的聚氨酯隔膜W2-1.0，使得该层压板是防水和不透气的，纤维在约0°和60°铺设。在这种方式中，通过纤维的角度和可拉伸膜的组合，材料在120°方向具有低模量并且在30°方向具有适度弹性模量。层压板S13也示于图30b中，与S07相同但是由于所使用的特定单向带为浅灰色。

“无隔膜”的柔性复合材料通常呈现更大的“弹性”、或模量获得、或回弹能力(材料在非纤维增强的方向的能力)，这是相对于申请人在先公开的实施方式(见Heiner Meldner等人的US 5470632)。本文公开的各种实施方式被优选设计以在离轴方向具有低的模量或回弹。

在多种实施方式中，粘合剂涂层CT71是部分热固性聚合物，表现出对低表面能的纤维(和薄膜，如适用的话)优异的粘附性，并且一旦固化形成增韧的产品，该产品为耐刺穿和耐紫外线降解的。通过阅读本说明书，那些本领域的普通技术人员现在将认识到，在适当情况下，考虑到这样的问题，例如设计偏好、预期用途、成本、结构要求、可用材料、技术的进步等，其它层压板版本，例如施加在铺叠组件的一侧或两侧的非透气隔膜，其优选可以替换为透气隔膜。

在根据本公开的其它实施方式中，材料具有设计的拉伸，其中所完成的材料的拉伸和回弹以及设计方向可以以设计量使用。例如，在0°/180°、90°/270°、和45°/225°的XY平面方向上由初始应变具有高弹性模量的柔性复合材料在所有其他的XY平面的方向由初始应变具有较低的强度。

在多种实施方式中，材料的初始模量随应力的方向从纤维增强方向移动得越来越远而减少，并且随着负载移回朝向纤维增强的方向而增大。通过知道每个组件层片的材料特性和它们之间的相互作用效应，可以制造具有与组成组分截然不同的特定特性的材料。

表2描绘了根据本公开的额外柔性片材料。所列的示例性产品中的一种或两种可以包含单向带，如上面的样品S06和S07所使用得#538。在多种实施方式中，单向带“片材”被切割成一定尺寸，并铺设在多个方向，以形成多方向的纤维增强的片。表2中的各种材料可包括铺设在角度取向(0°；45°)用于特定性能特征的单向带层。

表2：额外的示例性柔性片材料

在多种实施方式中，在表2中列出的两种产品中的每个均可以包括单向带层。单向带层可通过展开纤维并用粘合剂涂布它们，以形成基本上连续的片材来制造。在多种实施方式中，单向带层可包括无纺基材。

在表2所示的各个柔性片材料可以包含#538单向带片。在多种实施方式中，这些单向带“片材”被切割成一定尺寸，并铺设在多个方向，以形成优选的三方向纤维增强的片材。表2的各个产品可利用具有下列组成和特征的#538单向带层：(1)约14克的在单向带中的不透气CT71粘合剂和14克Dyneema SK75 1760dtex的纤维，其中，当其交叉层叠时，优选产生一个纤维基质网，其使水形成珠并且将是空气可渗透的，但采用显著的大气压力允许水通过；(2)单向带#538可以包含会使其着色至所需的任何程度的添加剂；和(3)单向带#538可以是自然色的(半透明淡黄色)，使得所得到的产物是半透明的浅黄色。

另外，如上面表2中所示，层压板S40包括沿着#538单向带三个层在底部和顶部表面上的不透气可焊接聚氨酯薄膜W6-2.0。这种材料包含0°/+45°/-45°单向带取向，导致在90°方向的低模量，因为缺乏在该方向的纤维。

表2中的层压板S45在一侧包含经编针织物，以增加耐磨性，并且在另一侧包含非透气聚氨酯薄膜W6-2.0，使得该层压板是防水-不透气的，纤维被铺设在约0℃/+45°/-45°，使得该材料(通过纤维角度和可伸缩的薄膜和可伸缩的经编针织物的组合)在90°方向具有低模量。

在多种实施方式中，替代性的表面涂层可以包括各种类型的针织物、纺织物、无纺物、网、透气薄膜(多孔和无孔)、多层膜和泡沫。在多种实施方式中，在除了所述实例之外的配置中向层片的叠层加入各种材料：在单向带的层之间具有纺织材料；在单向带层片之间具有薄膜层；在单向带的两个层片之间具有纺织材料和可焊接薄膜层等，也是可以的。其它可替代的纤维角度可用于在纤维增强的方向驱动低模量和在非纤维增强的方向驱动高模量(假定柔性基质和其它非纤维组件也是低模量的)。

用在本系统中的多种增纤维/织物可包括，但不限于，尼龙、聚酯、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)(例如，和)、对位和问位芳纶(例如，))、液晶聚合物(LCP)(例如，)、聚酰亚胺、其它合成聚合物(例如，聚苯并恶唑(PBO)、聚苯并咪唑(PBI)、聚酰亚胺苯并二噻唑(PIBT)、聚(对亚苯基苯并二噻唑)(PBZT)、聚乳酸(PLA)、聚(对亚苯基对苯二甲酰胺)(PPTA)等)、金属纤维、玻璃纤维、碳纤维、或它们的组合。

通过阅读本说明书，那些本领域的普通技术人员现在将认识到，在适当情况下，考虑到这样的问题，例如设计偏好、用户偏好、成本、结构要求、可用材料、技术的进步等，其它现在已知的或本文以后开发的增强布置，例如，使用刚性或半刚性的负载传递构件、插入件、应用新的涂料等，也是可以的。

制造过程

在本系统的多种实施方式中，一个网布层被拉伸覆盖在阳模上面并固化为模具的形状(也参见下面讨论图15)。网布由两个或更多个粘合剂涂布的纤维增强层制成，例如，单向带。根据需要，可以加入不止一个网布层，以改善最终材料的尺寸稳定性和撕裂强度。层的数量、粘合剂或纤维类型、表面层的类型或配置、和所述网布的初始状态(未固化或固化)，所有都是变量，这些变量是可在不改变基本的发明构思情况下而被取代的。本实施方式中的至少一个优选的应用是鞋，其中所述网布可以围绕“鞋楦(last.)”而被拉伸。根据本公开的各种鞋类的实施方式在本文的稍后的部分中描述。在本系统的多种实施方式中，额外的单向带层可被添加以限制沿特定载荷路径的拉伸。在本系统的其他实施方式中，表面层可以被添加到围绕模具固化的叠层中。

在多种实施方式中，单带层包括稀疏地展开的基本平行的纤维，所述纤维涂有或嵌入基质粘合剂。构成这些单带层的单丝纤维被展开，使得构成该纤维的单丝被大致肩并肩地定位，个别地涂有粘合剂或嵌入在粘合剂或树脂中。定位可以是这样的，使得单丝之间的间隔距离或单丝的面积重量分布可以是均匀的、不均匀的，或使得单丝层在包含厚度为几丝线的重量较重的单向带之间引入间距。定位可以是这样的，单丝之间的间隔距离可以是均匀的、不均匀的或者使得单丝邻接或重叠。在一些情况下，单丝纤维束可引入构成单丝的扭转或缠结来限制或控制展开。然而，在含有许多丝线的纤维内展开和涂布丝线的概念是类似的。在多种实施方式中，粘合剂包括弹性聚合物。此选项提供单向带顺应性，并允许它在其非纤维增强的方向被拉伸和模塑。单向带层可以被单独放置在模具上用于局部增强。

图3示出了可用来生产根据本公开的三维成形制品101的各种工具和成型布置的实施例的剖面图。用于在复杂的部件上模制单向带同时保持纤维均匀性的方法包括：第一创建网布的步骤，其中两层的扁平单向带以不同取向(例如0°和90°)被粘在一起，或以特定设计所需的任何其它的相对取向被粘在一起。将所得网布在其偏压方向伸展但丝线通过交叉层的加强稳定。这使得丝线被定位并以维持丝线对准且使丝线起皱最小化的方式被拉伸到模具中。

用于创建根据本公开的三维成形部件(其是对称的，如，球形、卵形、圆筒形、或立方体)的制造方法的一个实施方式(也可参见图2中的示例)包括提供具有基本上兼容尺寸的阳模和阴模。第一0°/90°网布可以由至少两层的单向带来制备。以这种方式构建的网布在偏压方向显著伸展，并且因此可以在阳模上拉伸。第二0°/90°单向带网布可以从第一层以45°取向，并且在阳模和第一网布上拉伸。任选地，薄膜或表面层在第一和第二网布上拉伸。该第一叠层然后可从阳模中取出，倒置，并放置在互补的阴模中。任选地，释放衬垫，例如特氟纶，在阳模上拉伸。释放衬垫然后被从阳模中取出，倒置，并放置在阴模中的第一叠层上。接下来，任选的薄膜或表面层可以在阳模上拉伸，此时在叠层的第一层上。接着，第三0°/90°单向带网布可以在阳模上拉伸。任选地，第四0°/90°单向带网布可以从第一层以45°取向，并在阳模和所述第三网布上拉伸。该第二叠层然后从该阳模取出，倒置，并放置在阴模中的第一叠层或可选的释放衬垫上。所述第一叠层优选得包含可在第二叠层上折叠以形成第一和第二叠层的边缘连接的一些过量悬垂材料。在各种不同的实施方式中，这些层被真空袋装到阴模并在高压釜中固化。当部分固化后，任选的释放衬垫防止第一和第二叠层在除折叠边缘之外的位置连接在一起。按照这样的方法，创建了连续形成的三维成形制品101，它不需要任何附加的接合。在各种实施方式中，所得到的三维成形制品101可以通过切割孔进入所述层并用空气填充该部分而被膨胀到其最终的三维形状。在各种实施例中，释放衬垫，当被使用时，可以通过该孔取出。

用于创建任何对称或非对称的三维成形件的制造方法的另一个实施方式包括，仅提供阳模或阴模，在其上，或在其中，网布(如商购或由单向带层制成)、单向带层、纺织物或无纺物、释放衬垫、薄膜、隔膜、和/或表面涂层，以任何组合以与前述实施方式类似地方式被铺放。所得到的复合铺叠可以随后通过已知的任何方法连接而产生三维部件。最终的固化部件然后可移除离阳模，或从阴模具拉出。在多种实施式中，模具被溶解掉，和/或熔化掉以释放该三维部件。

用于创建根据本公开的三维成形部件(其是对称的，例如，球形，卵，气缸，或立方体)的制造方法的另一实施方案包括，仅提供阳模或阴模，在其网布上，单带层、一个或多个剥离衬里和/或表面涂层以与前述实施方式类似地方式被铺放，其中，重叠的周边边缘粘合在一起，并且所得物体膨胀到三维部件。

在一个示范性实施例中，制造三维成形柔性复合部件的方法包括：在阳模上或在阴模内通过如下构建复合铺叠：层叠至少一个第一纤维增强的网布和任选的第一表面层、释放衬垫、以及额外的至少一个第二纤维增强的网布和任选的第二表面层，使得所述释放衬垫夹在所述网布层之间。复合铺叠的网布层然后仅沿其外周的边结合(如固化)。释放衬垫确保了两个网布层在固化过程中不会粘在一起。以这种方式，所述网布层被嵌套在模型(shape)中，其中释放衬垫将它们分开。一旦固化，所得到的复合铺叠可以通过如下被膨胀到其最终的三维形状：切割孔进入一侧直到释放衬垫中间，并且用空气或液体填充该部分。在多种实施式中，释放衬垫(当使用时)可以通过该膨胀孔移除。在其他实施方式中，释放衬垫可以用溶剂溶解并其液化或溶解残留物从充气孔排出。

提供了制造三维成形的、柔性复合材料部件的方法，所述方法包括以下步骤：提供至少一个阳模或一个阴模；通过下列步骤构建的复合铺叠：(i)在阳模上或在阴模内施加第一纤维增强网布层和任选的第一表面层；(ii)将释放衬垫施加在所述第一纤维增强网布层上；并且(iii)将第二纤维增强网布层和任选的第二表面层施加在所述释放衬垫上，使得所述释放衬垫夹在所述网布层之间，其中，所述纤维增强网布层各自均包含两个或更多个以不同方位放置的单向纤维的层；通过沿重叠边缘周边连接所述第一和第二网布层而创建放气部件；提供通过所述网布层中的任意一个的孔，使得流体连通所述放气部件外部和所述网布层之间的位置；以及通过经由所述孔将流体注入所述放气部件而使所述放气部件膨胀。在多种实施方式中，用于膨胀的流体可以是流体或气体，如压缩空气。在多种不同实施方式中，液体膨胀流体可具有溶解被截留在膨胀三维部件内的释放衬垫的双重作用。

在多种实施方式中，该方法进一步包括在所述膨胀之前或之后从所述阳模或阴模除去所述放气部件的步骤。

在多种实施方式中，该方法进一步包括在所述膨胀之后通过所述孔除去所述释放衬垫的步骤。

在多种实施方式中，该方法进一步包括在所述膨胀期间或之后溶解所述释放衬垫的步骤。

在多种实施方式中，该方法进一步包括，所述阳模或阴模是可溶解和/或能够熔化的(例如通过施加热量)。

在多种实施方式中，该方法进一步包括以下步骤：施加涂层到所述孔中；通过转动所述三维成形的、柔性复合部件以使所述涂层围绕所述三维成形柔性复合部件内侧移动；并且使所述涂层干燥或任选固化所述涂层。

在多种实施方式中，该方法进一步包括以下步骤：将涂层倾注到所述三维成形的，柔性复合部件的外表面上；转动所述三维成形的、柔性复合部件以涂布外表面；并且使所述涂层干燥或任选固化所述涂层。

在多种实施方式中，通过这样的方法产生的三维成形柔性复合部件配置成为可气体膨胀的。

在多种实施方式中，通过这样的方法产生的三维成形柔性复合部件被整合到袋内。

在多种实施方式中，该方法进一步包括向所述三维成形的、柔性复合部件加入至少一个增强结构的步骤。

在通过这种方法生产的三维成形柔性复合部件被整合到鞋内。

在多种实施方式中，上述的膨胀孔可通过设置在膨胀部件的内部或施加到膨胀部件的外侧的液体涂层封闭。

上述的实施方式通过如下实现两个对称部件的接合：从一个铺叠折叠伸长材料在另一个铺叠上或在另一个铺叠上方以形成可固化的接缝以便所形成的复合部件内在结构上是无缝的。部件被固化之后，它可膨胀，第二侧将反转，而这种接缝的痕迹将位于该部件的中心线。该示例性方法可用于薄的、柔性材料，其中一旦该部件膨胀，该折痕在中心线处变得可忽略。

在多种实施方式中，针孔泄漏被密封或预防，和/或表面摩擦系数被修正，通过将涂料涂覆/注射到膨胀三维形状的膨胀孔内和/或在膨胀三维性质的外表面上，其中旋转该部件以均匀地涂布内壁和/或外壁，任何过量的涂料从孔倒出或离开外表面并且所述涂料进行干燥或固化。

本文所公开的方法相对于现有的制造工艺是改进，因为所得部件仅需要有限数量的二次加工用于完成。对于其中包装体积有限的应用来说，或者在减轻重量是至关重要的情况下，能降低部件的厚度和/或重量的具有最小接缝的部件是有益的。

图4示出了可用于制造根据本公开的多种三维成形制品101的工具和成型布置的替代实施方式的剖面图。如图4的实施方式所示，未固化的或可成形的叠层板，诸如包括网布层，可以夹在柔性隔层之间。未固化且和未形成的复合材料可以放置在阳模和阴模工具之间用于成形和固化。

图5示出了成型工具和成型布置的实施方式的剖面图，所得层压材料成形和固化为复合部件。如图所示，热和/或压力和/或真空可以以任何组合用于将叠层结构成形和固化为复合部件。各种用于成形和固化的方法包括但不限于高压釜压缩、水力或隔膜形成，等等本领域技术人员已知的其它方法。

图6示出了根据各种本公开的多种实施方式的另一个成型并固化操作的剖视图。在图6中所示的工艺中，预先固化并形成的层压部件(例如由图4-5中所描绘的操作所产生的部件)被夹在柔性隔层之间以及位于模具的阳模和阴模工具之间。层状结构(具有或不具有任何数量的表面层)，被放置在模具上，使用多种方法形成和/或固化，所述包括但不限于，高压釜压缩、水力或隔膜形成，或者本领域技术人员所知的其它方法。

图7a、7b和7c示出了根据本公开的阴模工艺的一个实施方式的分解示意图。在图7a-c中所描绘的工艺中，部件被铺设于模具上和可膨胀气囊插入该部件将压力施加到所述部件的内侧，以迫使材料进入模具的形状，而被固化。

如图7a所示，复合部件130a被放置在阴模170之内，而可膨胀气囊175a被插入到所述复合部件130a中将压力施加到所述部件的内部，而部件是由热、紫外线、RF和电子束固化中的任意一种或其组合固化。弹性气囊175a向复合部件130a施加均匀的压力(例如，空气或流体压力)，迫使该部件进入模具的形状。

图7b示出了适合阴模170的内部形状的扩展复合部件130b。如果需要，该弹性气囊175b(现在膨胀至模具的形状)可以被共固化到复合部件130b的内表面以形成，例如，制品的内部压力囊或内皮肤或层。如果不需要该内囊材料层，气囊可被放气并从模具中取出，留下膨胀并固化到位的部件130b而没有共固化囊层。

图7c示出了从现在打开的模具170中释放的成形复合部件135的实施方式。

图8以透视图的方式示出了根据本公开包含用于连接点的整合的结构增强件、通孔、用于增强承载能力的增强带的三维成形制品101的一个实施方式。这种整合结构加强可以由单向带或其他复合材料的层制成，它们被掺入构成该部件的网布层之间或表面上并且共固化成最终部件。通过向部件引入这种结构增强件，用于连接点和通孔加固的后处理接合步骤被减少或消除了。

另一个示例性实施方式，可用于鞋类应用，例如，包括使用可膨胀气囊作为3D成形工具的选择，其中复合单向带和/或B-阶段、C-阶段、或热塑性基质、预铺设层(pre-plied)、角度铺设层或层压体切割图案可以是分层和组装在其上。对于这样的实施方式，可膨胀气囊优选具有足以容纳其上的材料分层结构刚性。

为了在可膨胀气囊上的组装和铺叠，可以实现至少三种解决气囊刚性问题的方法。第一种方法是使用支持该弹性气囊的可移动的多组件三维形成工具，在制造过程中的某个点可移动，以允许所述柔性复合部件被从模具和气囊除去。第二种方法是使用可用织物复合物增强的弹性体气囊，使得它可以在其中具有足够的刚性以充当用于包含上部的构成组件的形状的点来加压。第三种方法是用形状记忆聚合物(SMP)与弹性加压工具配合。这样的聚合物在低温下是刚性的，但在高于其转变温度的温度下转换为高伸长率、柔韧的弹性体。高于其转变温度，SMP可以被放置在加热的模具中并被加压以在其弹性相形成工具，精准地复制模具的形状，在鞋模制系统的情况下，将是鞋子内部所需的形状。

当模具被冷却到低于SMP的转变温度时，SMP转换为以鞋帮内侧尺寸的形状的刚性固体。在这个“刚化”形式，该工具可以被用作铺叠成型工具用于该鞋成型工艺。刚化的SMP的形成结构的一个例子是在图24中所示的管180。对于该实施方式，通过将SMP冷却至低于其转变温度将SMP刚化为管状形式。图25示出将SMP加热至高于其转变温度，在阴模182(只示出在模具的下半部分)内成形，然后在压力下冷却至低于所述SMP的转变温度，以产生形状为模具182的腔的刚性成型工具之后的SMP管181。图26示出了其中将纤维束183施加到刚化工具184的过程的实施方式。

在多种实施方式中，如，例如在鞋类应用中，固化的复合鞋帮可以通过下列方式从刚化工具中取出：在稍微高于转变温度，而SMP仍处于其弹性体的形状时，从模具中除去固化组件；或在组件已经从模具中除出之后通过在内部吹热风以软化它足够用于取出来进行取出。在各种其它实施方式中，刚化工具可以被完整地留在复合体上，以保持复合体的形状完好并提供可容易转位的“盒”式系统来存储、携带和负载工程化“底盘”鞋帮到任何下游制造操作。这种下游操作可以包括，例如，与装饰性外层整合、以及将鞋帮层压到底部，如果该步骤在初始的(和任选的一步)成型工艺没有完成的话。

然后，可以将在形状上具有复合鞋铺叠的工具放入阴模，并且将SMP加压加热超过其转变温度，此温度下，它软化并作为弹性压力囊以将鞋帮中的材料合并和层压在一起。

用于构建三维部件的另一个示例性实施方式包括使用可溶性模具作为3D成形工具的选项，由此复合单向带和/或B-阶段、C-阶段、或热塑性基体、预铺设层(pre-plied)、角度铺设层或层压体切割图案可以是分层和组装在其上。一旦三维部件固化，通过使模具材料熔化或溶剂化，并从部件的孔排空它的手段，从部件中除去该模具材料。可用于这样的模具的材料包括盐芯、蜡、水溶性的或可溶于溶剂的材料、泡沫材料等。

工艺包括在模具中拉伸网布层并将其在以形成柔性的三维复合部件的位置固化，该方法的各种实施方式在下面描述高性能复合鞋类组件的实施方式中进一步说明，但是对本领域技术人员来说很明显的是，这些概念可被应用到其它三维成形制品的构建。

图11以透视图的方式示出了根据本公开的三维复合制品系统100的复合鞋帮102的实施方式。在各种实施方式中，复合鞋帮102包含柔性的复合材料103。

图12A示出了一个侧视图，其用图解法描述了根据本公开的三维复合制品系统100的多种实施方式的复合鞋帮102代替性实施方式。

参考图12A的图示，本系统的复合鞋帮102的多种实施方式包括位于所述组件内沿着临界负载路径106的增强纤维104的工程布局。这种负载路径106可以通过使用计算机分析(例如，三维有限元分析，等)和/或物理试验来鉴定。鞋帮的其它区域被设计能够提供增加的顺从性，例如，以容纳穿用者脚的生物力学关节运动。参照图12B的图示，本系统的代替性复合鞋帮102包含增强纤维104的相对各向同性的布置。在两个示例性实施方式中，所产生的复合结构实现低结构重量，同时保持适当水平的强度、支撑性、和耐久性。此外，根据本公开内容的各种制造方法维持高水平施工性，如将在这里更详细进行说明。

图13示出了局部分解图，描绘了与图11的复合鞋帮102的结构相一致的示例性的柔性复合材料103。

图14示出的图一般性描述了制造可用在多种鞋应用中的模块化设计复合鞋帮102的方法。鞋帮在包括设计和制造步骤的多步骤过程中制造。设计阶段202和制造阶段204可以计算机辅助。所述制造阶段204可实现至少一种自动化制造过程。

对于一般鞋类，可能希望有可控弯曲内建在鞋中，使得该鞋的一些部分是柔软和适形的。这种弯曲可以允许在铰接接头(如脚踝)有最佳的自由和活动范围。在各种其它应用中，挠曲性和顺从性可增强、控制，或在保护免受损伤的情况下，同时或分别约束或限制一个或多个方向上的运动范围，以执行与特定运动或鞋类应用有关的有意目的或功能。

一个实例是超轻篮球鞋，其设计成显示用于负载最佳的负载转移并响应切割、短跑和跳跃式运动的工程结构，结合在运动员正常使用的踝运动的整个范围内的工程顺从性，但内置于踝支撑不限制流动性或在运动的正常范围约束运动，而是作用于支撑脚踝并且限制其中发生损伤(例如过度旋转或翻滚或由于碰到脚或扭脚)的运动或运动的范围。

因为该超轻重量的鞋和在运动正常范围内的运动自由度的组合，以减少疲劳，运动员的身体性能可能会提高。工程顺从性和负载路径可以提供响应于运动表现的更有效的肌肉转化率，同时提供减震和冲击吸收、踝关节的支持和在不希望的运动范围控制限制运动(例如旋转和扭转)，同时随着限制在正常方向的运动范围，以防止在产生损伤的方向模式中由损伤导致关节伸展过度。

基于多方向取向单向带的系统可以显示出促进此类工程顺从性系统的设计(engineering)的各向异性材料特性，同时实现了使用非常高的强度和高模量工程纤维好处，否则将产生对于实际应用来说过硬或过重的鞋帮。单向带可以具有在基本一个方向上取向的单向单丝。在沿纤维单丝的方向，该单向带可能是非常强的，并由于单丝的高杨氏模量表现出最小拉伸。在垂直于单丝的方向，有可能是没有增强件，使得在该方向上的拉伸由弹性体基质的性能控制。一般，该性能可以是非常顺从或“容易伸长的”并且能够经历反复大的变形并且从这些变形恢复而对基质没有损坏或降解。

通过使用两个或多个包含弹性体基质的单向带，单向增强件在强度和低拉伸是所需的方向取向，而其中有所需顺从性的方向留下未增强，所得到的层压体可制成选择性刚性，其中沿各单向带的纤维轴具有低拉伸而在有没有定向的增强纤维的方向具有顺从性。

这种选择性顺从性可通过在各单向层之间任选添加弹性体的薄夹层，以允许单向带旋转在顺从(complaint)层间弹性体层内略微铰链来增强，这使得更多的控制背离方向(off-directional)顺从性，促进了较大的变形，并且通过利用具有不同类型的粘弹性响应的各种等级的弹性体，提供了能够调整层压板响应的能力。

顺从夹层可以具有一个或者下列性能的组合：(1)高能量恢复性，以赋予变形的叠层板弹簧样性能，以允许层压板来存储和恢复弹性能；(2)高的损失和能量吸收以吸收和扩散冲击与碰撞；(3)粘弹性阻尼来控制对瞬态动力的瞬态响应；和/或(4)速率灵敏度，使得基质性能要么变硬或变得更加顺从以响应快速施加的瞬态负荷和冲击。

可使用航天单向复合材料的改编来预测和设计复合体的性能，用于引入顺从的、非线性性质矩阵材料性能和大的、非线性几何和材料变形。

由于系统中的非线性，在轴线上的纤维为主的性能，特别是横向基质主导方向的基质为主的性能，以及基质为主的剪切方向应当通过下列方式半经验地确定：制备层压板样品并测定来获得横向基质主导方向和剪切方向上的非线性应力/应变关系。

这些性能可以被用作下面列出的分析过程的输入参数。虽然这个过程是专为刚性层压板设计，如果考虑非线性并且变形是可以接受的参数，任意方向上的强度和拉伸vs负载可以近似估计。

单向纤维增强层的有用的本构方程，以及可用于根据本公开的多种实施方式的设计过程的其它物理和数学信息，可以在与层压复合材料的主题相关的各种技术书籍中找到。主题为有限元分析的书是Thomas J.R.Hughes的“The Finite Element Method”，而有关复合材料性能和分析的书是“Introduction to Composite Materials，”S.W.Tsai andT.H.Hahn。

如上所述，柔性复合材料103的各种实施方式的物理性质通常是各向同性的(具有大致相同的物理性能，与方向无关)。或者，为了提供力负载(和其他性能因素)的特定工程化控制，该复合组合物的物理性质可以是各向异性的，具有非均匀的机械和或设计为用于特定应用的复合鞋帮在结构上优化的其他物理性质。

上面提到的柔性的复合材料103可以包含透气和不透气的组合物，或应用所需的无孔的、多孔或可透气的组合物或材料产品形式。此外，各种柔性复合材料103可以是透明的、不透明的、有色的、压印的，或可优选包含上述视觉安排的任意组合。多个着色层和切口可被用于生产着色图案。

在多种实施方式中，形成复合铺叠的增强和非增强材料可以被封装在聚合物基质105中。在多种实施方式中，在热塑性或非交联系统的情况下，复合铺叠被合并、形成和固化或稠合/结合，例如，利用热和压力的任何组合。

在多种实施方式中，至少一种计算机辅助设计产生用于复合鞋帮102的每个独特配置。在设计阶段202期间，利用性能标准来得到复合设计。在一些情况下，产生并分析计算机模型，以了解在各种负载和边界条件下鞋帮的性能。这样的计算机模型，完美地利用有限元分析，通过计算机模拟预测在各种野外条件下结构的行为而协助优化新的设计。一旦计算机设计进行了优化，可以产生一个或多个原型用于物理测试。该复合鞋帮102同时或随后被分析了可制造性，包括生产成本分析、材料可用性，存储稳定性分析等。如果鞋帮是在一个平面配置，成形性、一致性(conformably)和drapabilty以及额外的3-D成形步骤，可以被预想。如果是预想常规制鞋工业成鞋构建方法，也可以使用设计和分析以提供适合于当前的工业制造方法和现有的模具和生产设备的增强成形性。如果原型的性能是与性能和制造标准一致，那么鞋帮组件设计转移到制造阶段204。适合于这种分析和设计的市售分析软件包包括，但不限于，NASTRAN、ABAQUS、ANSYS和PATRAN。

设计阶段202和制造阶段204中的一个或两个可包括开发可用于优选的复合材料鞋帮的自动化制造的计算机辅助设计数据。示例性制造顺序在本公开的后续部分进行说明。

一旦制成，该复合鞋帮102处于被整合到一个或多个终端产品250中的条件下，如图所示。在各种不同的实施方式中，完成的鞋帮组件上可以储存以备将来使用或立即前进到后续的制造步骤，或直接前进到完成成品内。使用单一的鞋帮设计允许与多个最终产品之间共享鞋帮的最初设计/分析有关的时间和成本。

在阅读本说明书，那些本领域的普通技术人员现在将认识到，鞋帮向完成成品的整合涉及额外的制造步骤，如在本公开的后面部分通常描述。还应当注意的是，根据不同的最终用途的性质，后续鞋帮向完成成品的整合也可以包括一个或多个另外的设计步骤。

图15示出了示意图，一般性描绘了生产图11的复合鞋帮的方法的一个实施方式。图15示出设计阶段202，随后是制造阶段204。制造阶段204包括利用至少一个模具或类似成形工具208来执行复合材料铺叠206，如图所示。制造阶段204还包括至少一种固化步骤210，如图所示。固化步骤210可以利用热和压力通过聚合物链的交联以硬化聚合物基质。在各种不同的聚合物化学品情况下，固化可以通过化学添加剂、紫外线辐射、电子束、和其它过程来实现。或者，热塑性基质材料可以热形成，并且多层热熔融或结合、超声波或激光焊接。热塑性热熔体、反应性聚氨酯粘合剂系统可以使用溶剂焊接技术、接触粘合剂，或交联的或不交联的粘合剂或其它适当的方法被结合。如果使用交联粘合剂，可以使用以上所列用于交联的固化方法。

一般而言，固化技术包括，但不限于，压力和温度；压力和辐射；以及压力和热辐射固化，或它们的组合。

一般而言，加热方法包括但不限于，加热的网膜；无线电频率；电子束；感应加热；和，烤箱，或它们的组合。

图16示出一个示意图，其一般性地描绘了在图11的复合鞋帮102的生产中所用的一组示例性初始制造步骤。在该顺序中，以平面片材212的形式提供所选择的柔性复合材料103。平面片材212可以包含任何的前述结构和非结构的前体材料。平面片材212可以由原纤维组合物组成或可以包含预浸料B-阶段(或C-阶段)的前体复合材料。

在一个或多个后续步骤中，额外的增强纤维104可以添加到片材中，例如，使用一个或多个自动化的纤维铺设过程214。额外的纤维放置可以被设计来预测负载的路径、顺从性要求等。使用“圆角”纤维放置防止在复合织物内扭结，并且在一些应用中，提供了稳定的设计用负载路径。在各种应用中，单个纤维束或窄多纤维带可夹在材料层110之间以提高负载传递。或者，额外的增强件可以手动地施加。任选步骤包括向片材施加额外的材料。这种额外的材料可以包括结构性或非结构性纤维元件、预先成形的插入件、垫子、图形贴花、印花等。

接下来，片材前进到利用至少一个自动化切割过程216的切割步骤。在这个步骤中，将最终形成的鞋帮部件的片材的部分，从片材上切割，例如通过使用在设计过程中开发的至少一个计算机生成的图案。或者，切割可以手动执行。或者，切割可以在该序列中在任何先前点被执行。

各种自动化切割方法包括，但不限于：旋刀(即机械)；超声波；激光；模切；水射流；以及它们的组合。

在一些应用中，优选的是，在切割步骤期间应用登记标志，以促进随后的制造过程，如图所示。它进一步指出，在上述的制造步骤可交替地结合预先成形的工具(如阳模鞋楦或阴模)执行。

图17示出一个平面图，其示意地描绘了根据本公开的一个实施方式能够形成复合鞋帮112的平面复合部件218。值得注意的是，鞋帮图案可以包含在图17的示意图中未示出的附加特征。

图18示出了示意图，其一般性描绘了一组在生产图11的复合鞋帮中所用的随后的制造步骤。提供一种合适的三维成形工具208，本文中体现为鞋楦(last)220。在成鞋过程(lasting procedure)222中，平面复合组件218被成形为鞋楦220的外部形成，如通过使用一个或多个自动化的成鞋过程。或者，所述柔性复合材料可以手动应用于鞋楦220。

在多种实施方式中，可以使用真空辅助的粘合将构成材料保持到鞋楦中。或者，临时粘合剂可被用于暂时定位并保持材料与成形工具相邻。例如，鞋楦220可以涂覆有释放材料，接着是一种或多种粘合剂施胶材料，以使该材料与鞋楦保持相邻(这样的材料被复合以分解或从复合材料洗出)。

在成鞋过程222完成时，三维成形的柔性复合铺叠被移动到固化步骤210，如图所示。在各种不同的过程中，位于鞋楦220上的鞋帮进行固化步骤210。在一个替代实施方式中，在固化之前除去鞋楦220。

在成鞋过程222的替代性步骤中，在成鞋过程222(且在固化之前)期间向柔性复合材料103施加额外的增强纤维104。在成鞋过程222的替代步骤中，额外的聚合物粘合剂224被施加到柔性复合材料103。在这样的替代步骤中，未固化的鞋帮部件可包括预浸料和原纤维的组合，需要施加额外的粘合剂聚合物224，从而有助于随后将组成材料合并到统一的复合部件。各种有用的粘合剂-聚合物树脂包括热固性和/或热塑性树脂。

粘合剂可以利用下面的一个或多个非限制性的应用技术施加到纤维：喷涂；浸渍；热膜；热塑性薄膜；树脂注射；和干粉末涂料；以及它们的组合。

在成鞋步骤222的多种其它实施方式中，在自动化纤维布置过程中所有的构成材料(纤维、隔膜等)被应用到的鞋楦工具(或者，阴模)。在此替代性成鞋过程中，单丝束纤维和/或片材织物被施加到鞋楦或模具中，从而省去在图16所示的平板式材料的制造步骤。

在阅读本说明书之后，本领域的普通技术人员将认识到，在适当情况下，考虑到这样的问题，诸如设计偏好、制造偏好、成本、结构要求、可用材料、技术的进步等，其它铺叠和鞋楦安排，例如，整合额外的预先形成的补丁、隔片、鞋头档泥板、弹性插入物、布料或皮革外表面层、和与鞋帮部件固化之前的铺叠类似的功能，也是可以的。

因此，如上所述，复合鞋帮的铺叠是由一个或多个下列非限制性列表的技术完成：自动化铺叠；手工铺叠与自动化铺叠组合；全手动铺叠用于小批量或定制工作；平面铺叠(在图16中一般性地示出和描述)；部分预成形铺叠；在阳模鞋楦上铺叠(单丝束放置和/或织物悬垂)；在阴模工具内铺叠(单丝束纤维放置和/或织物悬垂)；和自动化“在工具上”铺叠(其中所有的纤维放置发生在鞋楦或模具中)；及其组合。

图19示出了示意图，其一般性描绘了可在图11的复合鞋帮的生产中使用的第一合并和固化方法。在这个实施例中，硬阴模工具252被用来实现阴模固化过程。在这种制造技术中，内部(即向外)的压力是用于合并。

在示例性阴模固化过程中，复合铺叠位于阴模工具252的空腔内，在阴模的内表面和液压成形型心轴、可膨胀膜片、或类似的弹性气囊之间。优选使用加压流体，使弹性工具膨胀并使复合铺叠压靠在在阴模工具252的内表面。在大多数情况下，流体和/或工具被加热以促进粘合剂聚合物基质的固化。一旦固化循环完成时，可膨胀的弹性工具被放气并且固化或B-阶段鞋帮部件从阴模工具252中取出。值得注意的是，此示例性技术，如在图19示意示出(并且，在其它实施方式中，如在图7a-c示出)，是非常适合于生产需要得复杂外部细节或成品外观的复合鞋帮。

或者，可膨胀鞋楦220与阴模工具252组合使用。在这种情况下，鞋楦是足够刚性以允许在成鞋程序222中铺叠(例如，参见图18)，而优先地保持充分折叠以从成品上部件可移除的能力。

图20示出了示意图，其一般性描绘了可在图11的复合鞋帮的生产中使用的第二合并和固化方法。图20一般性描绘了阳模过程，其使用例如基本上刚性的阳模鞋楦220。在该示例性制造技术中，使用外部压力用于复合材料的合并。这种技术可用于提供鞋帮组件内平滑的内表面。

这种阳模工具过程可包括真空袋、弹性外部气囊、模盒(使用压力或热膨胀用于合并压力)等的执行。该系统可以是与真空和/或大气压的高压釜内固化兼容的。刚性阳模鞋楦220的各种实施方式包括真空端口的布置，以提供真空辅助铺叠(例如，在铺叠和成鞋过程期间为了将构成材料保持到鞋楦上)。这种技术也适用于采用超塑成形技术和其它类似的压力或真空成型技术以将未固化的、B-阶段、C-阶段的单向层压固化平板或可热成形的热塑性基质宽广物品或工程平面预制件形成三维形状用于在鞋中直接使用或作为一种三维成形的预型体应用到鞋形式的工具、鞋楦或者心轴。

一个超塑成形类型的系统的实施方式示于图27。在图27中，鞋帮185包括塑性形成平坦片材的多向宽广物品，其中热塑性基质切割成图案化板、形成为三维形状，并层压在一起，如在一个单步操作中。图28和29演示单向带层和其它结构元件层-层铺叠在阳成形工具的实施方式，包括将整合环形带元件(整合系带负载)引入鞋帮的壳体。用于系带的带状元件提供了强有力的回路，将负载分布从系带均匀、可靠地引入薄、重量轻的鞋帮，并能够实现对鞋内到通道的负载路径优化控制，引导负载以优化从穿着者到个别鞋的应用和设计的个别预期的目的的负载传输。

在各种实施方式中，如在图28和29所示，鞋帮是围绕鞋帮的底部连续的，并且从鞋的两侧的负载路径被整合到鞋帮外壳。此负载路径连续性能力是独特的，并有可能使鞋帮与底部结构分离，省去了底部承载主要结构负载的需要。该负载路径连续性能力可能允许减震和负荷分配的优化，同时实现在鞋帮上更有效的负载路径设计优化和负载管理。它也允许在高强度和低拉伸结构连接之间掺入粘弹性层，并且在跑步或其他活动时允许鞋帮的鞋结构来管理震动、减震冲击，并有可能使鞋结构在尖锐瞬态冲击情况下(如踢球，从而存在短暂的，短暂的鞋/球撞击事件)硬化。在踢影响下使鞋硬化的能力潜在地提高了踢球者的踢蹬性能，同时仍然允许鞋对于运行和切割方向是最佳顺从的，并同时保持舒适。瞬态踢蹬冲击负载期间，鞋结构的短暂硬化可能会提高并优化从踢球者的脚到球的负载传输距离，以将踢球者更多的肌肉力量转化给予更多的动力和向球传输更多的能量，当踢球时踢的球更快，更远。鞋的硬化也使得它更加的稳定，所以踢蹬准确度在必须符合宽松以保持顺从性和必要的舒适度的鞋上潜在地改善了。

无论是在图20的阳模工具固化过程还是图9的阴模工具固化过程中，模具工具的实施方式可以利用包括弹性内部和/或外部模具表面的弹性模具盒/可拆模。在任一过程中，模具工具可额外利用注射共模制，以产生内部和/或外部部件的功能，如在图21中示意表示。

所述的注射共模制可用来将树脂灌入或注入干纤维或部分浸渍的材料或预成型体，或者产生混合和可注射的热塑性或热固性塑料以形成合金化混合树脂或粘合剂系统。

也可以使用树脂注入以再现构建于内和外模具表面的内部部件特征、纹理或表面光洁度和/或转移构建于内和外模具表面的外部部件特征、纹理或表面光洁度，如压花图案、形状，并且引入工具或表面层的表面，如在图21中示意表示。

内部和外部的模具表面上还可以引入成型、蚀刻或加工的图案，纹理，正面或负面的压痕，或者口袋以提供图案、形状、几何特征、压花仿真皮革或布料的纹理、沟槽、穿孔、图形、模拟缝合或接缝、图形、标识、有光泽或无光泽的表面光洁度。可使用各种方法形成表面，例如，喷涂到、刷到或浸入表面树脂被直接地施加到图案化模具表面，顺从或形成的膜热或真空形成至工具的表面，或者模具图案可以直接从模具表面转移到易受影响的表面饰面，该饰面被施加到专门设计用于接受和传送模具上图案的鞋帮。

插入物如鞋跟、加强筋和中底可直接在一次过程(one shot process)中使用预成型的热塑性塑料、热塑性基质、碳纤维或玻璃纤维增强的预成形的或预先制造的细节而模制成型或可以使用兼容的热固性基质被共固化到鞋帮。

特征，如鞋头挡泥板、鞋跟、贴花、用于踢球或磨损保护器的物品或垫可放置在形成元件负极的口袋或压痕中，以在一次过程或二次过程中在鞋帮的成型步骤期间将组件定位并在结合到鞋帮。特征，如鞋头挡泥板，可以是完全的或部分固化的弹性体或模塑热塑性塑料。结合可通过本文所讨论的方法或通过共固化(在部分固化的弹性体的情况下)。鞋帮或表面涂层的粘合剂基质可替换地使用，用于结合细节部件(如果合适的话)。

这些表面细节还可以使用用于当前鞋的生产类似的技术在模制步骤之后被结合。

图21示出了示意图，其一般性地示出了向图11的复合鞋帮施加饰面部件的方法。图21一般性地描绘了可以被描述为“一次使用(one shot)”的包容成型。在此过程中，外部特征(例如，鞋底部件254、模压计数器等)可以在固化步骤210期间施加到封闭模具内。这样的“一次”包容成型可以利用改性的注塑加工，如图所示。在该系统的一个示范性布置中，阴模工具252被修正为包括一个或多个聚合物注塑部件256，如图所示。在各种实施方式中，一种或多种弹性体聚合物在模具工具内注射，以形成例如有弹性的鞋底组件。固化过程在复合鞋帮102和注射组件之间形成永久连接。注射时间和聚合物化学可以被选择以最大化与形成鞋帮组件的复合材料的固化循环的兼容性。根据所需的机械性能、成型工艺、成本等选择各种弹性材料。各种注射的材料包括，但不限于，乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、发泡聚氨酯、柔性聚氯乙烯、粘弹性材料等。

图22示出了一个示意图，其一般性示出了向图11的复合鞋帮施加饰面部件的方法。在该示例性方法中，一种或多种弹性体材料251被引入到开放的多部分模具(含有预固化的或未固化的复合鞋帮102)。多部分模具的模具部件然后被组装以形成基本上围住负压痕的腔(具有对应于鞋底组件的特征的内部形状)。所例示的过程可以在复合鞋帮102和模制部件之间形成永久连接。

图23示出了示意图，其一般性示出了向图11的复合鞋帮施加饰面部件的一种替代性方法。在该替代性方法中，预成型的鞋底粘结或以其它方式永久固定到固化的复合鞋帮102上。

根据本公开的多种三维一体式零件的成本相对较低，因为每单位所用高性能纤维的低特定成本，低成本的便宜转换，容易得到高旦尼尔丝束，重量轻的单向带，以及自动化制造和生产鞋帮的潜在能力，使用“一次模制系统”以产生经饰面的鞋帮。如果在一次过程中鞋帮被结合到底部，成本也可以减少。更好的形状逼真度(主要是由于精度公差3D成型)，实现高效的下游生产和其余制造步骤的自动化，包括更好的压力完整性，包括更好的结构细节(系带，附着点等)的整合，包括没有导致失效或造成渗漏的接缝，并且包含均匀应变，等等优点。

在阅读本说明书之后，本领域的普通技术人员现在将认识到，在适当情况下，考虑到这样的问题，设计偏好、用户偏好、市场喜好、成本、结构要求、可用材料、技术的进步等，其它材料布置，例如，材料可以在高压釜内部或外部固化，精确材料单向带和其它组件可以改变以控制在偏轴和上轴纤维方向上材料的模量等，也是可以的。

另外通过阅读本说明书，本领域的普通技术人员现在将认识到，在适当情况下，考虑到这样的问题，设计偏好、用户偏好、市场喜好、成本、结构要求、可用材料、技术的进步等，其它粘合剂布置，例如，去除当前表面涂层和利用CT71作为粘合剂和涂料等，也是可以的。或者，优选地，如果纤维是可焊接到本身和/或表面涂层，可能不需要粘合剂。

此外通过阅读本说明书，本领域的普通技术人员现在将认识到，在适当情况下，考虑到这样的问题，设计偏好、用户偏好、市场喜好、成本、结构要求、可用材料、技术的进步等，其它材料和分层安排，以提高性能和可用性，如以下所示，也是可以的：

i.树脂

1.增韧剂

2.透气性粘合剂

3.不透气性粘合剂

4.FR添加剂

5.抗菌添加剂

6.其它树脂

a.水基

b.PU

ii.薄膜

1.透气性薄膜

2.不透气性的

3.定向结实的薄膜

iii.可以添加纹理

iv.耐磨层

1.纺织尼龙

2.纺织聚酯

3.无纺物

4.

v.无纺层

1.在外表面

2.在层片之间

vi.单向带纤维

1.纤维类型

a.芳纶

b.对芳纶

c.液晶聚合物

d.UHMWPE

e.聚酯

f.聚酰胺(尼龙)

g.聚苯并咪唑

2.树脂含量

a.增加

b.减少

3.纤维的量

a.增加

b.减少

4.单向带纤维混合物

a.层内

b.层间

vii.层片量可以变化

viii.每个层片中的单向带可以变化

ix.单向带方向可以变化

此外，在阅读了本说明书之后，本领域技术人员现在将认识到，在适当情况下，考虑到这样的问题，设计偏好、用户偏好、市场喜好、成本、结构要求、可用材料、技术的进步等，其它用途，例如医药支撑、安全装置(下降带)等，也是可以的。

对本领域的技术人员将显而易见的是，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以在本公开中作出多种修改和变型。因此，本公开旨在涵盖本公开的修改和变型，前提是这些修改和变型落在所附权利要求书及其等同物的范围内。

同样，在前文的描述中陈述了许多特征和优点，包括多种替代方案以及装置和/或方法的结构和功能的细节。本公开仅用于说明性意图，并因此并非旨在为穷举性的。对本领域的技术人员将显而易见的是，可以在本公开的原理内作出多种修改，特别是在零件的结构、材料、元件、部件、形状、大小和布置方面，所述修改的最大程度由表述所附权利要求书的术语的广泛、一般含义来指示。在这些多种修改不偏离所附权利要求书的精神和范围的情况下，它们旨在涵盖于所附权利要求书内。

Claims (12)

1.一种生产三维成形柔性复合部件的方法，所述方法包括以下步骤：

a.提供至少一个阳模或阴模；

b.通过下列步骤构建复合铺叠：

(i)在所述阳模上或所述阴模内施加第一纤维增强的网布层和任选的第一表面层；

(ii)在所述第一纤维增强的网布层上施加释放衬垫；

(iii)在所述释放衬垫上施加第二纤维增强的网布层和任选的第二表面层，使得所述释放衬垫夹在所述网布层之间，其中所述纤维增强的网布层各自均包含一个或多个以不同方位放置的单向纤维的层；

c.通过沿重叠边缘周边连接所述第一和第二网布层而创建放气部件；

d.提供通过所述网布层中的任意一个的孔，使得流体连通所述放气部件外部和所述网布层之间的位置；以及

e.通过经由所述孔将流体注入所述放气部件而使所述放气部件膨胀。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述膨胀之前或之后从所述阳模或阴模除去所述放气部件的步骤。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述膨胀之后通过所述孔除去所述释放衬垫的步骤。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述膨胀期间或之后使所述释放衬垫溶解的步骤。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述阳模或阴模是可溶的或能够熔融的。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括下列步骤：将涂料施加到所述孔内；通过旋转所述三维成形柔性部件以使所述涂料围绕所述三维成形柔性制品内侧移动；并且允许所述涂料干燥或任选地固化所述涂料。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括下列步骤：将涂料倾注、喷涂和/或浸渍到所述三维成形柔性部件的外表面上；旋转所述三维成形柔性部件以涂布外表面；并且允许所述涂料干燥或任选地固化所述涂料。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述三维成形柔性部件被配置成气体可膨胀的。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述三维成形柔性部件被整合到袋内。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括向所述三维成形柔性部件添加至少一个增强结构的步骤。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述三维成形柔性部件被整合到鞋内。

12.一种三维成形柔性复合部件，其通过权利要求1的方法制造。