CN105643864B - 制鞋方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种制鞋方法，其包括以下步骤：1）利用计算机辅助完成鞋模设计，得到鞋模的三维图形，并且完成对所述鞋模的三维图形进行逻辑布尔运算处理，得到翻制后的阴模的三维模型，再通过3D打印装置打印出所述阴模，所述鞋模为鞋底模型和/或鞋面模型；2）通过所述阴模翻制出石膏鞋模；3）通过所述石膏鞋模进行翻模，得到铸造用的金属模具；4）通过所述金属模具，采用注塑成型工艺，进行批量生产鞋制品。本发明采用3D打印技术完成阴模的制作，简化传统制鞋工艺中的代木鞋模的制作，提高了生产效率，且其打印精度也高于现有的CNC数控加工工艺，并且节省了人工成本。
Description
技术领域
本发明涉及制鞋技术领域，特别是涉及一种制鞋方法。
背景技术
目前，制鞋的传统工艺路线为：首先，进行鞋模设计，具体指完成鞋模的计算机辅助设计；再通过CNC数控加工出代木鞋模，代木是一种材料，较软；再通过代木鞋模进行硅胶模翻模；然后通过硅胶模，制出石膏鞋模；通过石膏鞋模，进行翻模，开出金属鞋底模具；最终通过使用金属鞋底模具，进行注塑成型，可以批量制作鞋底制品。由于其通过CNC数控加工代木鞋模，人工成本较高，且CNC数控加工其不能满足皮纹较为复杂鞋底的制作。
一般来说，鞋底具有一个显著的特点，那就是鞋底的结构非常复杂，主要是纹路、皮纹等图案的复杂度，造成了传统的加工的复杂度。另外，由于鞋的结构本身具有倒扣，所以在翻阴模时，采用硅胶模，主要是因为硅胶是软性的，易脱模。传统工艺为什么要翻制硅胶模，而不是直接用CNC加工出来呢，主要是因为鞋底的倒扣结构CNC无法加工出来，故传统工艺大量采用了铸造工艺。
因此，需要一种高效率、低成本的生产鞋的方法。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种制鞋方法，用于解决现有技术中制鞋效率低，成本高的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种制鞋方法，其包括以下步骤：
1)利用计算机辅助完成鞋模设计，得到鞋模的三维图形，并且完成对所述鞋模的三维图形进行逻辑布尔运算处理，得到翻制后的阴模的三维模型，再通过3D打印装置进行3D打印生成所述阴模，所述鞋模为鞋底模型和/或鞋面模型；
2)通过所述阴模翻制出石膏鞋模；
3)通过所述石膏鞋模进行翻模，得到铸造用的金属模具；
4)通过所述金属模具，采用注塑成型工艺，进行批量生产鞋制品。
优选的，所述步骤1)中打印所述阴模的材料为软性材料。
优选的，所述步骤1)中在进行3D打印前，需要获取所述翻制后的阴模的三维模型的3D打印数据，3D打印数据符合所述3D打印装置的要求，获取步骤为：获取所述翻制后的阴模的三维模型的原始数据，原始数据包括原始三角面片数据和映射的皮纹信息，并且将原始三角面片数据和映射的皮纹信息作为两个独立的子数据包存储；将所述原始数据导入3D打印所需数据处理软件中进行查看和摆放、生成支撑处理，处理后切层生成所述3D打印数据，在查看和摆放时先只对所述原始三角面片数据进行操作计算，直至摆放完成后再升级所述映射的皮纹信息。
进一步的，所述步骤1)中生成支撑处理时，只在所需添加支撑的周围生成含有皮纹信息的皮纹三角面片数据，并且对皮纹三角面片数据进行计算。
进一步的，所述步骤1)中切层时，仅对预设高度范围内的数据进行含有皮纹信息的皮纹三角面片数据的生成，以及对皮纹三角面片数据进行计算。
优选的，所述步骤1)中在进行3D打印前，需要获取所述翻制后的阴模的三维模型的3D打印数据，3D打印数据符合所述3D打印装置的要求，所述3D打印数据为内含皮纹信息的三角面片格式。
优选的，所述步骤1)中切层时，分切的每层厚度控制在0.01mm-0.1mm。
优选的，在所述步骤1)中，当采用立体光固化技术技术，使用所述3D打印装置进行打印阴模时，3D打印装置将打印激光光斑直径控制在200微米以下。
本发明还提供一种制鞋方法，在制鞋时利用计算机辅助完成鞋模设计，得到鞋模的三维图形，并且完成对所述鞋模的三维图形进行逻辑布尔运算处理，得到翻制后的阴模的三维模型，再通过3D打印装置进行3D打印生成所述阴模，生成所述阴模后直接通过注塑生产鞋制品，所述鞋模为鞋底模型和/或鞋面模型。
优选的，打印所述阴模所用材料为光敏树脂或者金属材料。
优选的，在通过注塑生产鞋制品之前，将已生成的所述阴模嵌设在金属框内形成组合模具，再通过所述组合模具注塑生产鞋制品。
优选的，在进行3D打印前，需要获取所述翻制后的阴模的三维模型的3D打印数据，3D打印数据符合所述3D打印装置的要求，获取步骤为：获取所述翻制后的阴模的三维模型的原始数据，原始数据包括原始三角面片数据和映射的皮纹信息，并且将原始三角面片数据和映射的皮纹信息作为两个独立的子数据包存储；将所述原始数据导入3D打印所需数据处理软件中进行查看和摆放、生成支撑处理，处理后切层生成所述3D打印数据，在查看和摆放时先只对所述原始三角面片数据进行操作计算，直至摆放完成后再升级所述映射的皮纹信息。
进一步的在进行所述生成支撑处理时，只在所需添加支撑的周围生成含有皮纹信息的皮纹三角面片数据，并且对皮纹三角面片数据进行计算。
进一步的在进行所述切层时，仅对预设高度范围内的数据进行含有皮纹信息的皮纹三角面片数据的生成，以及对皮纹三角面片数据进行计算。
优选的，在进行3D打印前，需要获取所述翻制后的阴模的三维模型的3D打印数据，3D打印数据符合所述3D打印装置的要求，且所述3D打印数据为内含皮纹信息的三角面片格式。优选的，通过3D打印生成的所述阴模具有80℃以上的耐高温性。
如上所述，本发明的制鞋方法，具有以下有益效果：其采用3D打印技术完成阴模或者阴模对应模具的制作，简化传统制鞋工艺中的代木鞋模的制作，提高了生产效率，且其打印精度也高于现有的CNC数控加工工艺，并且节省了人工成本。
附图说明
图1显示为利用本发明的制鞋方法制作出的鞋示意图。
图2显示为3D打印数据的获取过程图。
元件标号说明
1 鞋面
2 鞋底
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1及图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明提供一种制鞋方法，其包括以下步骤：
1)利用计算机辅助完成鞋模设计，得到鞋模的三维CAD图形，并且完成对鞋模的三维图形进行逻辑布尔运算处理，得到翻制后的阴模的三维模型，再通过3D打印装置进行3D打印生成所述阴模，所述鞋模为鞋底模型和/或鞋面模型；打印阴模的材料为软性材料，或者可以通过某种工艺手段处理后可以变软的材料；采用软性材料或通过特殊工艺处理使材料变软的目的是为了方便脱模；
2)通过3D打印的阴模翻制出石膏鞋模；
3)通过石膏鞋模进行翻制，得到铸造用的金属模具；生产时，将石膏粉去除，需将金属模具进行表面处理，以便得到完整的金属模具；
4)通过所述金属模具，采用注塑成型工艺，进行批量生产鞋制品，本方法生产的鞋如图1所示，其包括鞋底2和鞋面1。
本发明采用3D打印技术实现阴模的打印，简化传统制鞋工艺中的代木鞋模的制作，提高了生产效率，且其打印精度也高于现有的CNC数控加工工艺，并且节省了人工成本。
上述步骤1)中在进行3D打印前，需获取所述翻制后的阴模的三维模型的3D打印数据，3D打印数据符合所述3D打印装置的要求，3D打印数据的获取本发明通过两个实施例来实施。
第一实施例：为直接生成式。
其直接生成内含皮纹信息的三角面片格式(SAL)的数据，作为3D打印数据。本实施例简单易于操作，但是当所制鞋上皮纹信息很多时，易产生大数据量的3D打印数据。
第二实施例为：
3D打印数据的获取步骤为：见图2所示，获取翻制后的阴模的三维模型的原始数据，原始数据包括原始三角面片数据和映射的皮纹信息，并且将原始三角面片数据和映射的皮纹信息作为两个独立的子数据包存储；将原始数据导入3D打印所需数据处理软件中进行查看和摆放、生成支撑处理，处理后切层生成所述3D打印数据，在查看和摆放时先只对原始三角面片数据进行操作计算，直至摆放完成后再升级所述映射的皮纹信息。
第二实施例通过将原始三角面片数据和映射的皮纹信息作为两个独立的子数据包存储，本发明中的三角面片数据(其存储格式为STL)代指截面轮廓特征，见图2所示，映射的皮纹信息(平面图像信息)代指皮纹特征；在后续处理时只需对将原始三角面片数据进行查看和摆放处理，摆放完成后再升级映射的皮纹信息所对应的子数据包即可，生成含有皮纹信息的三角面片数据其格式为USTL，最终在切层形成切层数据，完成3DE打印数据的获取，整个数据处理操作简单，可以大大减少含皮纹或纹路特征的数据量，使得3D打印在鞋业的应用成为可能。
为提高皮纹的精度和精细化，上述生成支撑处理时，只在所需添加支撑的周围(即所添加的支撑附近小范围内)生成含有皮纹信息的皮纹三角面片数据，并且对皮纹三角面片数据进行计算。上述切层时，仅对预设高度范围内的数据进行含有皮纹信息的皮纹三角面片数据的生成，以及对皮纹三角面片数据进行计算。虽然在部分操作中增加了生成皮纹三角片数据的时间，但有效地避免了大数据量产生的问题。
无论是第一实施例还是第二实施例都是为了获取3D打印数据，当3D打印数据获取后即可导入上述3D打印装置进行3D打印。
为了实现鞋面精细皮纹的打印，以SLA立体光固化技术为例，采用激光扫描进行鞋模的打印，为了保证打印的精度和精细度，采用工业级的固体激光器，且将激光光束的光斑通过整形，使得最终在3D打印工作面的出口激光光斑达到小光斑的等级，比如小光斑的光斑直径为10微米-200微米，传统的光斑直径一般在150微米以上，而为了适应鞋的打印，上述步骤1)中的3D打印装置需将光斑直径控制在200微米以下，典型值如80微米，50微米等。
另一方面，很多传统零件或样品的打印对精细度的要求没有鞋高，一般打印的分层厚度在0.1-0.15mm，而鞋样的打印，需要保证分切的每层厚度控制在0.1mm或以下，典型值如0.06mm，分切的每层厚度区间值为0.01-0.1mm，精细的分层在一定程度上能控制更好的侧边质量，保证鞋样高精细的要求。
上述鞋模可以只为鞋底2，而鞋面1通过传统的CNC数控加工工艺完成；或者上述鞋模只为鞋面1。3D打印的工艺采用SLA、DLP(数字光处理)、LCD等光固化工艺，或者多喷头喷射技术(MJP)，3DP、选择性激光烧结(SLS)等，即上述3D打印装置为各3D打印工艺所对应的打印装置。备注：DLP技术(数字光处理)，LCD等都是面曝光光固化技术
采用3D打印阴模，简化了传统制鞋的生产流程，从计算机辅助鞋模三维设计到制鞋过程，省去了传统代木鞋模的过程，省去了多次翻制的过程，提高了制鞋精度，对鞋上的复杂皮纹可做到高精度制造，提高了质量保证。
3D打印可用于制鞋业的工艺包括：SLA激光快速成型光固化、面曝光光固化、3DP或MJP多喷头喷射技术、FDM熔融沉积技术、SLS选择性激光烧结技术等，即上述3D打印装置为各工艺所对应的打印装置。
上述成品鞋包含传统的穿戴鞋，还包括特殊或定制化设计的具有一定康复功能的矫正鞋等。
本发明还提供一种制鞋方法，在制鞋时利用计算机辅助完成鞋模设计，得到鞋模的三维图形，并且完成对所述鞋模的三维图形进行逻辑布尔运算处理，得到翻制后的阴模的三维模型，再通过3D打印装置进行3D打印生成所述阴模，生成所述阴模后直接通过注塑生产鞋制品，所述鞋模为鞋底模型和/或鞋面模型。本发明利用3D打印技术直接打印生成阴模，简化了传统的代木鞋模、石膏鞋模制造过程，提高了鞋的生成效率。本发明主要应用于小批量生成，生成的鞋主要用于进行设计验证、功能验证或试穿体验等。
本发明打印上述阴模对应的模具所用材料为光敏树脂或者金属材料，即该模具的材料为3D打印材料。比如说采用SLA技术打印，则上述模具材料是一种光敏树脂，不过该光敏树脂是耐高温的材料，且硬度较高。如果是采用SLM金属打印，则直接可以用于打印翻制的金属模具，用于批量生产。无论哪种打印，模具材料必须使用耐高温的材料，耐高温的要求是80℃-200℃或以上，也即通过3D打印生成的上述阴模具有80°以上的耐高温性，一般我们用的耐高温是120℃-200℃或以上。例如，一款纳米陶瓷的光敏材料，硬度较高，且能耐高温160摄氏度。
为提高经济实用性，在通过注塑生产鞋制品之前，将已生成的阴模嵌设在金属框内形成组合模具，再通过所述组合模具注塑生产鞋制品。这样在生产不同鞋时，金属框可以不变，只需更改3D打印生成的阴模即可。
本发明在利用3D打印装置进行3D打印生成上述阴模时，3D打印过程如上一制鞋方法中描述的过程相同。其获取3D打印数据的过程也包括上述第一实施例和第二实施例，在此不作详述。
综上所述，本发明的制鞋方法，其采用3D打印技术完成阴模或者阴模对应模具的制作，简化传统制鞋工艺中的代木鞋模的制作，提高了生产效率，且其打印精度也高于现有的CNC数控加工工艺，并且节省了人工成本。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (12)
1.一种制鞋方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)利用计算机辅助完成鞋模设计，得到鞋模的三维图形，并且完成对所述鞋模的三维图形进行逻辑布尔运算处理，得到翻制后的阴模的三维模型，再通过3D打印装置进行3D打印生成所述阴模，所述鞋模为鞋底模型和/或鞋面模型；在进行3D打印前，需要获取所述翻制后的阴模的三维模型的3D打印数据，3D打印数据符合所述3D打印装置的要求，获取步骤为：获取所述翻制后的阴模的三维模型的原始数据，原始数据包括原始三角面片数据和映射的皮纹信息，并且将原始三角面片数据和映射的皮纹信息作为两个独立的子数据包存储；将所述原始数据导入3D打印所需数据处理软件中进行查看和摆放、生成支撑处理，处理后切层生成所述3D打印数据，在查看和摆放时先只对所述原始三角面片数据进行操作计算，直至摆放完成后再升级所述映射的皮纹信息；
2)通过所述阴模翻制出石膏鞋模；
3)通过所述石膏鞋模进行翻模，得到铸造用的金属模具；
4)通过所述金属模具，采用注塑成型工艺，进行批量生产鞋制品。
2.根据权利要求1所述的制鞋方法，其特征在于：所述步骤1)中打印所述阴模的材料为软性材料。
3.根据权利要求1所述的制鞋方法，其特征在于：所述步骤1)中生成支撑处理时，只在所需添加支撑的周围生成含有皮纹信息的皮纹三角面片数据，并且对皮纹三角面片数据进行计算。
4.根据权利要求1所述的制鞋方法，其特征在于：所述步骤1)中切层时，仅对预设高度范围内的数据进行含有皮纹信息的皮纹三角面片数据的生成，以及对皮纹三角面片数据进行计算。
5.根据权利要求1所述的制鞋方法，其特征在于：所述步骤1)中切层时，分切的每层厚度控制在0.01mm-0.1mm。
6.根据权利要求1所述的制鞋方法，其特征在于：在所述步骤1)中使用所述3D打印装置进行打印阴模时，当采用立体光固化技术时，3D打印装置将打印激光光斑直径控制在200微米以下。
7.一种制鞋方法，其特征在于，在制鞋时利用计算机辅助完成鞋模设计，得到鞋模的三维图形，并且完成对所述鞋模的三维图形进行逻辑布尔运算处理，得到翻制后的阴模的三维模型，再通过3D打印装置进行3D打印生成所述阴模，生成所述阴模后直接通过注塑生产鞋制品，所述鞋模为鞋底模型和/或鞋面模型；在进行3D打印前，需要获取所述翻制后的阴模的三维模型的3D打印数据，3D打印数据符合所述3D打印装置的要求，获取步骤为：获取所述翻制后的阴模的三维模型的原始数据，原始数据包括原始三角面片数据和映射的皮纹信息，并且将原始三角面片数据和映射的皮纹信息作为两个独立的子数据包存储；将所述原始数据导入3D打印所需数据处理软件中进行查看和摆放、生成支撑处理，处理后切层生成所述3D打印数据，在查看和摆放时先只对所述原始三角面片数据进行操作计算，直至摆放完成后再升级所述映射的皮纹信息。
8.根据权利要求7所述的制鞋方法，其特征在于：打印所述阴模所用材料为光敏树脂或者金属材料。
9.根据权利要求7所述的制鞋方法，其特征在于：在通过注塑生产鞋制品之前，将已生成的所述阴模嵌设在金属框内形成组合模具，再通过所述组合模具注塑生产鞋制品。
10.根据权利要求7所述的制鞋方法，其特征在于：在进行所述生成支撑处理时，只在所需添加支撑的周围生成含有皮纹信息的皮纹三角面片数据，并且对皮纹三角面片数据进行计算。
11.根据权利要求7所述的制鞋方法，其特征在于：在进行所述切层时，仅对预设高度范围内的数据进行含有皮纹信息的皮纹三角面片数据的生成，以及对皮纹三角面片数据进行计算。
12.根据权利要求7或8所述的制鞋方法，其特征在于：通过3D打印生成的所述阴模具有80℃以上的耐高温性。
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