CN110757865A - 用于制造鞋的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于至少部分地制造服装特别是鞋的方法、系统和设备，其中，该方法包括用颗粒堵塞设备操纵该服装的至少一个部件。

Description

用于制造鞋的方法和系统
技术领域
本发明涉及与制造服装特别是鞋相关的方法、系统和设备。
背景技术
用于制造服装特别是鞋的常规方法，通常涉及制造和/或加工多种部件，诸如鞋底、鞋帮和增强元件，其中多种制造步骤可以在制造厂的多个加工站执行。可能需要广泛的制造方法和/或工具对该部件进行生产、加工、接合、装配、修改、染色、平移、旋转、固定、变形等。涉及的部件可以具有物理特性多样的多种不同材料。此外，一些部件或中间产品可能表现出复杂且柔性的三维形状，这可能使它们的握持和进一步的加工复杂化。
因此，用于生产服装(诸如鞋)的常规制造方法是成本密集和劳动密集的。尤其是，以上概述的众多不同的制造步骤还为过程自动化带来了相当大的障碍。
为了克服以上缺点中的一些，申请人已经在DE102013221018A1和DE102013221020A1中公开了用于生产多种鞋的多种方法和设备。例如，一种方法包括在不同加工站执行的若干步骤，这些加工站通过传送带连接。所公开的方法加工鞋部件，诸如三维预成型鞋帮和预制鞋底，用于最终装配完整的鞋。
此外，EP2786670A1公开了一种由聚合物颗粒制造鞋底的方法，其中该方法的单独步骤在生产设施的多种加工站处进行。虽然所公开的设施在某种程度上提高了整个工艺的生产率，但是它仅涉及由聚合物颗粒制造鞋底。
所公开的生产方法的共同缺点是由于以下事实：用于对多种鞋部件进行平移、旋转、保持在适当位置、模塑、接合、变形和/或变换的多种机械或机电工具通常由固体材料(诸如金属、塑料、碳等)构成。因此，当改变和/或为给定的制造厂调适某一部件或整个鞋的设计、尺寸、形状和/或材料时，通常，在该制造厂可以重新开始生产鞋之前，所述制造工具还需要替换或调整以为了要生产的新的鞋的设计。
显然，对给定的制造厂的这种重新配置本身是耗时、成本密集且劳动密集的，并且可能需要大量储备定制工具和机器，和/或复杂的快速成型设施。
DE2840188A1、WO2006/082100A1、US2013/0106127A1和WO2015/123128A1分别针对用于固体物品的夹持器，其中，所述夹持器的工作原理基于颗粒堵塞(jamming)的物理效应。由M.van Hecke在2009年12月发表在物理杂志Condensed Matter,Volume 22,Number 3上的综述文章“Jamming of soft particles:geometry,mechanics,scaling andisostaticity”(“软颗粒的堵塞：几何、力学、缩放和等静压”)给出了关于所述颗粒堵塞的科学背景的近期报告。
因此，本发明的根本问题是改进服装(特别是鞋)的制造，使得至少部分地克服以上概述的现有技术的缺点。
发明内容
上面提及的问题至少部分地被本申请的独立权利要求的主题解决。本发明的示例性实施例在从属权利要求中描述。
在一实施例中，本发明提供了一种用于至少部分地制造服装特别是鞋的方法，该方法包括用颗粒堵塞设备操纵服装的至少一个部件。
比如，用颗粒堵塞设备操纵服装的至少一个部件可以包括以下步骤中的至少一个：平移服装的至少一个部件，旋转服装的至少一个部件，将服装的至少一个部件保持在适当位置。
因此，颗粒堵塞设备可以用于在服装制造期间实施和/或促进多种加工步骤。例如，颗粒堵塞设备可以用于形成适应性的和/或可重新配置的鞋制造工具。
一例子可以是适应性表面，其可以通过各个鞋部件本身或通过单独的模板配置，并且可以用作适应性支撑盘，或者甚至用作夹持器，在可用于将各自的鞋部件接合至鞋的不同部件的工艺期间，用于安装、平移和旋转所述鞋部件。由于颗粒堵塞设备的适应性，不再需要对部件的特定尺寸和/形状的特别适应。相反，颗粒堵塞设备将或多或少地自动适应待操纵的部件的轮廓。本申请的发明人首次实现了的巨大效率增益，该效率增益是通过使用颗粒堵塞设备(用于制造鞋部件或鞋)可获得的，迄今为止没有其它技术提供这种适应不同表面结构、形状、材料等的大量的灵活性。
此外，用颗粒堵塞设备操纵服装的至少一个部件可以包括以下步骤中的至少一个：压紧服装的该至少一个部件，使服装的该至少一个部件变形，压延服装的该至少一个部件。
比如，鞋制造期间的几个加工步骤可以涉及将一片材料压制在曲面上，和/或通过使用可能的曲面作为相对面将不同的两片材料压制在彼此上。利用了颗粒堵塞设备的这种压制工具或装置可以确保：通过施加到各个曲面上的更均匀的压实压力来压制或压实各片材料。
此外，用颗粒堵塞设备操纵服装的至少一个部件可以包括以下步骤中的至少一个：模塑服装的该至少一个部件，在颗粒堵塞设备的表面的至少一部分上形成该至少一个部件，撷取服装的该至少一个部件的至少一部分的负浮雕。
比如，如果操纵服装的至少一个部件包括模塑服装的该至少一个部件，该模塑步骤可以包括：用多个聚合物颗粒填充模具体积，该模具体积至少部分地由颗粒堵塞设备的一部分限定，并且通过至少部分地永久连接聚合物颗粒的表面，形成服装的该至少一个部件。至少部分地永久连接聚合物颗粒的表面可以包括，例如，向聚合物颗粒施加热和/或黏合剂和/或电磁辐射。
更通常地，颗粒堵塞设备可以用于设计容易重新配置的模具，该模具用于模塑服装部件。与常规技术相比，这是一个重要的优点，在常规技术中，即使使用最先进的快速成型法，对模具的任何改变仍然导致整个制造过程中相当长的停机时间。
在本发明的一些实施例中，服装的至少一个部件可以是鞋的鞋帮、内底、中底、增强元件和/或外底。
在本发明的一些实施例中，颗粒堵塞设备可以包括柔性外表面，该柔性外表面形成腔体，其中该腔体可以包括多个颗粒，并且其中多个颗粒可以适于在腔体的体积减小时发生堵塞。
比如，颗粒堵塞设备可以包括腔体，该腔体由柔性聚合物或橡胶材料制成的外表面界定，其中腔体填充有多个聚合物或陶瓷珠粒，珠粒的平均体积充分小于腔体的体积。当然，具有众多不同形状、尺寸、材料和/或几何结构的众多不同颗粒可以用于所述适于在腔体的体积减小时发生堵塞的多个颗粒。特别地，该颗粒的参数可以适应于服装制造期间的分别的加工步骤，其中涉及分别的颗粒堵塞设备。腔体可以还包括开口，可以通过该开口将空气吸出腔体，导致腔体的体积减小，迫使腔体内的珠或颗粒彼此接触，以增加彼此之间的摩擦力，最终，在腔体的体积减小到某个阈值以下时发生堵塞。
对于一些实施例，堵塞设备的柔性外表面可以在高达200℃的温度下是耐热的——例如，该温度对应于所用压力范围内与水的饱和蒸汽相关的温度，举例来说，该压力范围在模塑中底(包括聚合物颗粒)期间使用。
另外，取决于服装制造期间所采用的应用，和/或加工步骤，和/或加工参数(例如加工温度)，和/或制造材料等，多个颗粒可以包括聚合物材料、陶瓷材料、有机材料、金属和/或矿物。
另外，取决于服装制造期间所采用的应用，和/或加工步骤，和/或加工参数(例如加工温度)，和/或制造材料等，柔性外表面可以包括聚合物、乳胶、硅树脂和/或橡胶材料。
另外，腔体的体积与来自多个颗粒的颗粒平均体积之间的比可以大于20，优选大于50，最优选大于100，以便实现颗粒堵塞设备的足够的空间分辨率。
另外，多个颗粒中的颗粒可以基本上为椭球形，并且多个颗粒中的颗粒平均长径比可以大于1，优选大于1.5，最优选大于2，以便优化堵塞配置中的堵塞和/或非堵塞配置中的颗粒重排。
本发明的另一实施例提供了一种用于至少部分地制造服装的系统，该系统包括颗粒堵塞设备，其中，颗粒堵塞设备适于操纵服装的至少一个部件。
特别地，这样的系统可以适于执行根据本发明的以上所讨论的实施例中任一个的方法。
比如，这种系统可以包括多种子系统/部件，诸如用于从一个或几个包括弹性外表面的腔体吸出空气的真空泵，其中，各自的腔体可以完成多种任务，和/或可以包含在服装制造期间的多种加工步骤中。例如，该系统可以还包括多个传感器、致动器、控制器、计算机、连接器、软管等，并且可以采用和/或包含至少一个颗粒堵塞设备，以在服装制造期间完成常规的和/或新颖的加工步骤，诸如服装部件的平移、旋转、握持、模塑和/或变形等。
在又一实施例中，本发明提供了一种用于制造服装的颗粒堵塞设备，其中，该颗粒堵塞设备可以适于为服装的至少一个部件提供模具、致动器和/或基准体的至少一部分，其中，颗粒堵塞设备可以包括柔性外表面，该柔性外表面形成腔体，其中，该腔体包括多个颗粒，其中，多个颗粒适于在该腔体的体积减小时发生堵塞。
比如，这种颗粒堵塞设备可以适于提供用于模塑颗粒发泡零件的模具的一部分，该颗粒发泡零件诸如包括熔合的聚合物颗粒的中底。这种模具又可以转而适于在模塑期间将可重新配置的压力施加到模塑零件上，和/或可以适于表现出可重新配置的形状，其中，压力和/或形状可以通过颗粒堵塞设备重新配置/调适。
在本发明的一些实施例中，颗粒堵塞设备的柔性外表面可以在高达200℃的温度下是耐热的，该温度与聚合物零件的颗粒发泡模塑相关。
另外，以上颗粒堵塞设备可以包括鞋楦，作为服装的部件的基准体。特别地，该鞋楦可以通过颗粒堵塞设备重新配置。
另外，以上颗粒堵塞设备可以包括用于模塑鞋底的颗粒发泡模具，作为用于服装的部件的模具。特别地，该颗粒发泡模具可以通过颗粒堵塞设备重新配置。
另外，以上颗粒堵塞设备可以包括适应性底盘，作为用于服装的部件的致动器。特别地，该适应性底盘可以通过颗粒堵塞设备重新配置。
比如，在颗粒的堵塞之前，可以使用可程控的销模将可程控的形状压印到鞋楦上。然后，堵塞作用可以用于暂时保存由可程控的销模提供的该压印的形状，以便在涉及鞋楦的后续鞋制造步骤中使用。这样，可以显著减少大量储备不同鞋楦的需要。
在另一实施例中，本发明提供了一种用于获得物体或表面的负浮雕的方法，该方法包括：用颗粒堵塞设备的一部分覆盖物体的至少一部分，其中，颗粒堵塞设备的该部分包括柔性外表面，该柔性外表面形成腔体，其中，该腔体填充有多个颗粒，多个颗粒适于在腔体的体积减小时发生堵塞；以及，通过减小腔体的体积来撷取物体的至少一部分的负浮雕。
比如，以上用于获得负浮雕的方法可以用在制造无纺布的方法中，该无纺布用于服装制造，其中，该方法包括：通过以上方法获得物体或表面的负浮雕；将多根纤维沉积在负浮雕的表面的至少一部分上；以及，通过至少部分地连接沉积的多根纤维来形成无纺布。
例如，以这种方式可以生产这样一种无纺布，其精确地适配于某些服装部件和/或模板体的复杂表面几何结构。
附图说明
下面将参照附图更详细地描述本发明的各方面。这些图示出：
图1-a是阐述颗粒堵塞设备的应用的示意图，颗粒堵塞设备作为在鞋制造期间可用的适应性底盘。
图1-b是阐述颗粒堵塞设备的应用的示意图，颗粒堵塞设备作为在鞋制造期间可用的适应式变形垫。
图1-c是阐述颗粒堵塞设备的应用的示意图，颗粒堵塞设备作为在鞋制造期间可用的适应式变形垫。
图2是阐述颗粒堵塞设备的应用的示意图，颗粒堵塞设备作为在鞋制造期间可用的适应性鞋楦。
图3是阐述颗粒堵塞设备的应用的示意图，颗粒堵塞设备作为在服装制造期间可用的用于形成颗粒发泡部件的适应性模具。
图4-a是阐述颗粒堵塞设备的应用的示意图，颗粒堵塞设备作为适应性基准体，用于生产在服装制造期间可用的无纺布。
图4-b是阐述颗粒堵塞设备的应用的示意图，颗粒堵塞设备作为适应性基准体，用于生产在服装制造期间可用的无纺布。
图4-c是阐述颗粒堵塞设备的应用的示意图，颗粒堵塞设备作为适应性基准体，用于生产在服装制造期间可用的无纺布。
图5是阐述颗粒堵塞设备的应用的示意图，颗粒堵塞设备作为适应性压实设备，用于压紧和/或接合在鞋制造期间可用的两层织物。
图6是阐述使用加压空气来缩短重新配置在鞋制造期间可用的颗粒堵塞设备所需的时间的示意图。
图7是阐述颗粒堵塞设备的应用的示意图，颗粒堵塞设备作为用于形成在鞋制造期间可用的颗粒发泡部件的适应性模具。
图8是阐述颗粒堵塞的另外的应用的示意图，颗粒堵塞并非排他地涉及服装制造。
具体实施方式
在下文中，参照在服装并且特别是鞋制造期间可用的工艺、系统、设备和工具，更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然下面相对于本发明的示例性实施例描述了特定特征组合，应当理解，本公开不限于这样的实施例。换言之，并非所有特征都必须存在以实现本发明，并且可以通过将一实施例的某些特征与另一实施例的一个或多个特征组合来修改实施例。
图1-a阐述了颗粒堵塞设备的应用，颗粒堵塞设备在鞋制造期间提供可用的适应性底盘130。比如，为了由鞋底组件120和鞋帮110装配鞋100(诸如运动鞋)，可能需要通过接合方法(诸如红外焊接、胶合等)将该鞋帮110与鞋底组件120接合。特别地，在装配期间可能需要相对于鞋底组件120精确地定位鞋帮110，以便成功地执行接合程序，以确保鞋部件110和120二者之间的持久结合。
由于鞋部件——鞋底组件120和鞋帮110——二者都可包含柔性材料和/或可以表现出复杂的三维形状，用于在装配期间握持和定位鞋部件110和120二者的致动器可以适于定制式适配于各个鞋部件的至少一部分。比如，鞋底组件120可以通过适应性底盘130保持在适当位置，适应性底盘130由颗粒堵塞设备提供，和/或是颗粒堵塞设备的一部分，并且可以适于定制式适配于鞋底组件120的外表面的下部。例如，适应性底盘130可以包含弹性和/或柔性材料层作为外表面140，形成至少部分地填充有颗粒150的内部空间或腔体。在起始配置中，由适应性底盘130的外表面140形成的腔体的体积足够大，使得颗粒150可以基本上相对于彼此自由移动。在这方面以及在本申请的其余部分，术语“基本上”应定义为“在典型的设计、制造和/或操作公差范围内”
因此，适应性底盘130的外表面140可以定制式适配于鞋底组件120的几何形状和尺寸。
在一些实施例中，颗粒150的几何结构、尺寸和/或材料可以根据颗粒堵塞设备的预期应用而变化。比如，颗粒150的几何结构、尺寸和/或材料可以根据鞋底组件120的尺寸、形状和材料而变化，鞋底组件120将通过颗粒堵塞设备的一部分(诸如适应性底盘130)来安装和/或操纵。
为了将鞋底组件120安装在由颗粒堵塞设备提供的适应性底盘130上，可以减小由外表面140形成的腔体的体积，从而导致施加在腔体内的颗粒150上的外力。这导致腔体内的颗粒150之间的摩擦力增加。最终，摩擦力变得如此之大，以致颗粒150开始堵塞或完全堵塞，并且适应性底盘130的外表面140围绕鞋底组件120的下部变硬。这反过来导致适应性底盘130的外表面140和鞋底组件120的下表面之间的摩擦力增加，其中该摩擦力可以足以使鞋底组件120由适应性底盘130夹持、保持在适当位置、在空间中四处移动和/或旋转。
在一些实施例中，适应性底盘130可以是较大的颗粒堵塞设备的一部分，该较大的颗粒堵塞设备转而可以包括这样的装置，该装置用于减小和扩大由适应性底盘130的外表面140形成的腔体的体积。例如，颗粒堵塞设备可以包括真空发生装置(诸如泵)，该真空发生装置连接到适应性底盘130，并适于从适应性底盘130中吸出空气或任何其他气体，从而减小由外表面140形成的腔体的体积。然而，也可想到适于控制由适应性底盘130的外表面140形成的腔体的体积的其他装置。比如，腔体的体积可以由活塞控制，该活塞可以从腔体插入和缩回，以改变腔体的体积。此外，其他途径可以适于改变外表面140的表面积，例如通过释放和缩回外表面140。
此外，颗粒堵塞设备还可以包括调节由适应性底盘130的外表面140形成的腔体内的颗粒150的数量和/或类型的装置。例如，当鞋底组件120的尺寸、几何结构和/或材料从一个制造批次改变到下一个制造批次时，这可以用于调节腔体的填充程度和/或颗粒150的材料特性。
此外，适应性底盘130可以集成在还包括传送带和/或其他机器人致动器的加工站中。例如，适应性底盘130可以安装在机器人臂上，该机器人臂可以适于将鞋底组件120这样定位在空间中，使得鞋帮110可以(比如通过红外焊接、胶合等)与鞋底组件120可靠地接合。
图1-b阐述了在服装特别是鞋制造期间可用的颗粒堵塞设备的实施例。在该实施例中，颗粒堵塞设备也可以命名为适应式变形垫135。与图1-a所示的适应性底盘130非常类似，图1-b的适应式变形垫135包含弹性和/或柔性材料层作为外表面140，形成至少部分地填充有颗粒150的内部空间或腔体。在起始配置中，由适应式变形垫135的外表面140形成的腔体的体积足够大，使得颗粒150可以基本上自由地相对于彼此移动。
适应式变形垫135的外表面140在底端连接到底盘160，底盘160包括适于将内部空间/或腔体与外部空间连接的通道165，使得通过气体出口170和180空气和/或气体可以被吸入或泵出和/或再次被进入或泵入，以改变腔体的体积，从而可逆地迫使颗粒150相对于彼此堵塞或自由移动。
比如，该变形垫可以在服装和鞋制造期间用作适应式支撑结构。
图1-c阐述了这种适应式变形垫135在鞋制造期间的应用。特别地，适应式变形垫135可以适于为可以由机器人195致动的机器人致动器臂190提供支撑结构。机器人致动器臂190可以将布置在鞋楦表面上的鞋帮110放置到适应式变形垫135上。在堵塞之前，在由适应式变形垫135的外表面140界定的腔体内，颗粒可以基本上自由地相对于彼此移动。这样，在堵塞颗粒150之前，外表面可以使其形状适于楦制鞋帮110的形状。
当通过通道165-a和165-b以及出口170和180，将气体或空气泵出到腔体外而减小腔体的体积时，颗粒150开始堵塞，并且适应式变形垫提供单独支撑结构，以在某些制造步骤期间支撑楦制鞋帮。
比如，在移印(pad printing)加工期间，用高达2000N的压力将硅树脂印头(由黑色箭头197表示)压制在楦制鞋帮110上。在没有适应式变形垫135提供支撑的情况下，压力可能引起机器人致动器臂190和/或机器人195弯曲和/或变形，从而不利地影响移印加工。适应式变形垫允许对楦制鞋帮110的支撑可以容易地被调整，和/或将其自身调整为不同的鞋楦形状和/或鞋的形庄和/或鞋尺寸，它们以规律的生产顺序彼此跟随。
示例性的生产方法可以包括以下步骤：
1.机器人195将楦制鞋帮110压入适应式变形垫
-机器人195保持握持住鞋楦
-适应式变形垫135内的颗粒150仍然能够自由移动，并且外表面140的形状是可变形的
-因此，适应式变形垫135调整至楦制鞋帮110的形状
2.通过气体出口170、180向适应式变形垫135的腔体的内施加真空
-结果，迫使由外表面140界定的腔体内的颗粒150堵塞，并且适应式变形垫135变硬
3.印花机将其印头197下推到楦制鞋帮上
4.机器人195从适应式变形垫135上移除楦制鞋帮110
5.关掉真空，并让空气进入腔体中
6.适应式变形垫135内的颗粒150停止堵塞，并且适应式变形垫松弛成其原始形状
图2描绘了颗粒堵塞设备的另一应用，在鞋制造期间作为可用的适应性鞋楦200。与以上详细讨论的适应性底盘130相似，该适应性鞋楦200可以包括柔性和/或弹性外表面，该外表面至少部分地形成填充有多个颗粒的腔体，颗粒适于在该腔体的体积减小到低于某一阈值时发生堵塞。
在本发明的一些实施例中，可以使用可被计算机控制的销模205将预先限定的形状、尺寸和/或几何结构压印到适应性鞋楦200上。比如，多个销220可以配置为从至少一个底盘组件210重复地伸出和缩回。底盘组件210可以包括诸如机电致动器的装置，以实施伸出和缩回多个销220。例如，可以通过封装在至少一个底盘组件210内的单独步进电机而伸出和缩回该多个销220，每个步进电机配置为控制多个销220中的单独的销的伸出程度。
为了将给定的形状、尺寸和/或几何结构压印到适应性鞋楦200上，该适应性鞋楦200可以配置成第一非堵塞配置，使得适应性鞋楦200内的颗粒可以相对于彼此基本上自由地移动。因此，适应性鞋楦200的形状、尺寸和/或几何结构可以适应于由销模205的多个销220所定义的配置。当适应性鞋楦200已经适应于由销模205的多个销220所定义的销配置时，颗粒堵塞设备可以用于迫使适应性鞋楦200内的颗粒堵塞，从而保存由销模205压印在适应性鞋楦200上的形状、尺寸和/或几何结构。
比如，通过减小适应性鞋楦200的体积，可以迫使适应性鞋楦200内的颗粒堵塞。在通过使适应性鞋楦200内的颗粒堵塞，保存由销模205压印到适应性鞋楦200上的形状、尺寸和/或几何结构后，可以由销模205的至少一个底盘组件210的致动器装置缩回多个销220，使得适应性鞋楦200可以从模具体积中移除，并且在需要适应性鞋楦200和/或得益于适应性鞋楦200的鞋制造期间，适应性鞋楦200可以用作进一步加工步骤可用的基准体。
另外地或替代性地，销模205可从适应性鞋楦200周围的位置移除，并且适应性鞋楦200可以留在其原始位置，以在各个鞋制造方法的进一步的加工步骤期间应用。
比如，在包括鞋帮230和鞋底组件240的鞋的装配期间，可以使用这种适应性鞋楦200。特别地，适应性鞋楦200可以用作在用于接合鞋底组件240与鞋帮230的加工步骤期间提供模板的基准体。另外地或替代性地，适应性鞋楦200还可以用作这样的基准体，其在加工步骤期间为布置在适应性鞋楦200的表面的至少一部分上的某些鞋部件(诸如鞋帮230和/或鞋底组件240)的塑性形变提供模板。
在本发明的一些实施例中，当通过销模205将给定形状、尺寸和/或几何结构压印到适应性鞋楦200上时，颗粒堵塞设备可以配置成也调整适应性鞋楦200内的颗粒的数量和/或类型。
图3描绘了颗粒堵塞设备的另一应用，该颗粒堵塞设备作为适应性模具300，用于形成在鞋制造期间可用的颗粒发泡部件。与以上详细讨论的适应性底盘130和适应性鞋楦200相似，该适应性模具300可以包括柔性和/或弹性外表面，该外表面至少部分地形成填充有多个颗粒的腔体，颗粒适于在该腔体的体积减小到低于某一阈值时发生堵塞。
比如，该适应性模具300可以包括至少第一模具部分300a和第二模具部分300b，其可以配置为适应于模板体310的形状、尺寸和/或几何结构。该模板体310可以是，例如制造模板，例如在快速成型设施中生产的，例如通过CNC(computer numerical control，计算机数控)铣削和/或增材制造。例如，该模板体310可以是用于鞋的鞋底(特别是中底)的模板。
另一示例性模板体310可以是要制造的鞋的穿用者的身体部位。
以上参照图2的适应性鞋楦200所说明的颗粒堵塞作用也可以用于通过至少第一模具部分300a和第二模具部分300b来保存模板体310的形状、尺寸和/或几何结构。在模板体310的形状、尺寸和/或几何结构被保存之后，适应性模具300可以接着用于模塑与模板体310的形状、尺寸和/或几何结构相对应的鞋部件。比如，模具300可以用于鞋部件(诸如中底)的颗粒发泡模塑，该鞋部件包括多个聚合物颗粒320，诸如膨胀热塑性聚氨酯(eTPU，expanded thermoplastic polyurethane)颗粒，和/或膨胀聚醚嵌段酰胺(ePEBA，expandedpolyether block amide)颗粒，和/或任何其它适合于鞋部件(特别是中底)的模塑的聚合物颗粒。
为了模塑与给定的模板体310的形状、尺寸和/或几何结构相对应的鞋部件，由适应性模具300的至少第一部分300a和第二部分300b形成的模具体积可以填充有多个聚合物颗粒320。在填充完成或者甚至都还在填充期间，可以永久地连接多个颗粒320，这是通过至少部分地永久连接该聚合物颗粒320的表面，例如通过向这些聚合物颗粒施加热和/或通过施加黏合剂和/或电磁辐射。例如，至少部分连接和/或熔合聚合物颗粒320的表面所需的热可以通过下述方式提供：通过加热的蒸汽，诸如饱和水蒸气；和/或，通过电磁辐射，诸如射频(RF，radio frequency)、微波(MW，microwave)、红外(IR，infrared)和/或紫外(UV，ultraviolet)辐射。
在用于至少部分地永久连接和/或熔合由模具300形成的模具体积内的多个颗粒320的表面的各个工艺基本完成后，模塑的鞋部件(诸如模塑的中底)可以从适应性模具300的模具体积中移除，并且可以用于各个鞋制造方法的进一步的加工步骤。
图4-a描绘了颗粒堵塞设备的另一应用，颗粒堵塞设备作为用于生产在服装制造期间可用的无纺布440的适应性基准体400。与以上详细讨论的适应性底盘130、适应性鞋楦200和/或适应性模具300相似，用于生产无纺布440的该适应性基准体400可以包括柔性和/或弹性外表面，该外表面至少部分地形成填充有多个颗粒的腔体，所述颗粒适于在该腔体的体积减小到低于某一阈值时发生堵塞。
与以上参照图3所讨论的适应性模具300非常类似，颗粒堵塞设备也可以提供适应性基准体400，适应性基准体400可以用于获得模板体410的负浮雕(negative relief)。为了做到这一点，适应性基准体400首先配置在非堵塞配置中。然后，将其以该非堵塞配置覆盖模板体410放置，使得适应性基准体的外表面定制式适配于模板体410的表面的至少一部分。
在本发明的一些实施例中，适应性基准体的外表面的材料，以及适应性基准体400内的堵塞颗粒的尺寸、形状、几何结构和/或材料可以被调适，使得当适应性基准体400覆盖模板体410放置以定制式适配于模板体410的至少一部分时，模板体410的特征可以以足够的空间分辨率来分辨。特别地，可能需要适应性基准体400内的颗粒的平均尺寸至少小于要被适应性基准体400分辨的模板体410的表面的最小特征。
此外，可能需要调适适应性基准体400的外表面的材料的形变特性，使得适应式基准体的外表面可以解析所述要在图4描绘的方法步骤中解析的模板体410的表面的最小特征。
在适应性基准体400已获得对模板体410的表面的至少一部分的足够精确的定制式适配后，颗粒堵塞设备可以迫使适应性基准体400内的颗粒堵塞，并且由此使适应性基准体400的外表面变硬，使得模板体410的表面的该部分的负浮雕被处于堵塞配置中的适应性基准体400保存。该堵塞可以，例如通过减小适应性基准体400的体积而引起，使得适应性基准体400内的颗粒之间的摩擦力超过堵塞所需的阈值。
当模板体410的至少一部分的表面几何结构被适应性基准体400通过利用颗粒堵塞作用而保存时，适应性基准体400可以将自身用作模板，以用于各个鞋制造方法的进一步加工步骤。比如，由适应性基准体400获得并保存的模板体410的表面的至少一部分的负浮雕可以用作模板表面，以生产这样的无纺布440，该无纺布440定制式适配于处于堵塞配置的适应性基准体400的表面。为了生产无纺布440，可以使用纤维沉积装置420，以多根织物纤维430沉积到处于堵塞配置的适应性基准体400的表面上。例如，可以使用众所周知的纤维加工方法，诸如无纺布的熔喷和/或无纺布的纺粘，以将一层织物纤维430沉积到适应性基准体400的表面上，以最终形成无纺布440——通过在纤维沉积装置420沉积织物纤维期间和/或之后互连所述织物纤维。
图4-b和4-c示出了用于在适应性基准体400的表面上生产无纺布440的方法的另外的实施例。在图4-b中，模板体410是人体躯干，并且通过参照图4-a详细描述的方法，使用适应性基准体400来生产上身的衣装。
在图4-c中，适应性基准体400与图2的适应性鞋楦200相似。在适应性基准体400的表面上形成无纺布440后，可以迫使(例如，通过让空气进入)适应性基准体400内的颗粒停止堵塞，并且可以从适应性基准体400上移除无纺布440。
当然，以上讨论的获得基准体的一部分的负浮雕的方法也可以用于不同于生产无纺布的其它加工步骤。
图5描绘了颗粒堵塞设备在鞋类制造中的另一应用。在一个实施例中，颗粒堵塞设备可以用于提供适应性压实设备500，压实设备500可用于例如压紧和/或压实一层织物，和/或连接在鞋制造期间可用的两层织物520、530。
比如，在鞋制造期间，将织物的两层520、530相互压制在一起可能是必要的，其中，该压制是在模板体510的表面上执行。当该表面表现出复杂的表面结构，诸如弯曲的突出部和/或弯曲的凹部时，可能难以遍及模板体510的表面范围向两个织物层520、530施加恒定且均匀的压力。
为了遍及模板体510的表面的范围提供恒定和/或均匀的压实压力，可以采用适应性压实设备500，该适应性压实设备500利用以上参照图1-4所详细讨论的颗粒堵塞作用。比如，适应性压实设备500可以包括柔性和/或弹性外表面，该外表面形成填充有多个颗粒的腔体，所述多个颗粒适于在例如腔体的体积减小时发生堵塞。在第一步骤中，适应性压实设备500可以以非堵塞配置压在织物的第一层520和/或第二层530上。结果，适应性压实设备500的外表面可以开始符合模板体510的表面结构。
为了在两层织物520、530上施加期望的恒定和/或均匀的压实压力，适应性压实设备500内的颗粒的堵塞程度可以逐渐增加，并且同时适应性压实设备500可以在模板体510的方向上移动地越来越多。这样，适应性压实设备500首先建立与模板体510的表面结构的定制式适配。该定制式适配然后确保在给适应性压实设备500引起堵塞之后，施加到两个织物层520、530上的压力在遍及模板体510的相关表面区域的范围上基本上恒定和/或均匀。
图6阐述了可以如何使用加压空气或加压工艺气体，以缩短重新配置颗粒堵塞设备(在鞋制造期间可用的)所需的时间。特别地，为了利用以上参照图1-5所详细讨论的颗粒堵塞作用，需要迫使各个颗粒堵塞设备的腔体600a内的颗粒经历堵塞。在一些实施例中，该堵塞是通过减小腔体600a的体积而引起的，例如通过开口610从腔体中吸出空气/气体，该开口610可连接到真空发生装置，诸如泵。
当腔体600a的体积减小到低于某一阈值时，腔体内的颗粒发生堵塞，并且颗粒堵塞设备配置成处于堵塞配置。如以上所讨论的，鞋制造期间的多种加工步骤可以得益于这种颗粒堵塞设备。然而，在完成涉及该颗粒堵塞设备的特定制造步骤之后，可能有必要将该颗粒堵塞设备从堵塞配置600a重新配置为非堵塞配置600b，使得可以重新开始各个加工步骤。
在通过从腔体600a中吸出空气而引起颗粒堵塞的情况下，颗粒堵塞设备的所述重新配置可能需要用——与在引起颗粒堵塞期间已经吸出的空气的量——基本相同的量的空气来重新填充腔体600b。通过主动地将所述量的空气注入腔体600b中，例如通过开口620注入加压空气，可以减少用空气重新填充腔体600b所需的时间。或者，颗粒堵塞设备可以不用空气而用任何种类的工艺气体来操作，所述工艺气体适于且便于执行腔体600a、600b的所需体积变化。
图7描绘了颗粒堵塞设备的另一应用，用于模塑聚合物零件(特别是鞋部件730)。特别地，在颗粒堵塞设备的外表面700形成的腔体内的适于堵塞的颗粒720可以是也用于形成鞋部件730的相同的聚合物颗粒。
为了形成各个鞋部件730，颗粒堵塞设备的腔体可以填充有多个颗粒720，多个颗粒720既适于在腔体的体积减小时发生堵塞，也适于永久地连接以形成模塑的零件，诸如鞋部件730。当颗粒堵塞设备仍然处于非堵塞配置时，腔体700a(包括聚合物颗粒720)的形状、尺寸和/或几何结构仍然可以通过以上参照图1-5所详细讨论的途径和程序来调适。比如，颗粒堵塞设备的腔体的形状、尺寸和/或几何结构可以通过使用图2中阐述的可控的销模205来调整。
然后，可以因此使用颗粒堵塞作用，以在形成模塑部件730之前保存压印到腔体700a上的形状、尺寸和/或几何结构。比如，可以通过减小腔体700b的体积而引起颗粒堵塞，使得腔体700b内的聚合物颗粒720之间的摩擦力足够大。在保存了压印在腔体700b上的形状、尺寸和/或几何结构之后，可以通过至少部分地永久连接腔体700b内的聚合物颗粒720的表面来形成鞋部件730。
比如，该永久地连接可以通过向腔体700b内的颗粒720提供热和/或黏合剂和/或电磁辐射来执行。在鞋部件730已经形成之后，鞋部件730可以从颗粒堵塞设备提供的腔体中释放，或者腔体700b的外表面可以与永久地连接的聚合物颗粒720(一起形成模塑的鞋部件730)一起移除。当然，上述颗粒堵塞和颗粒模塑的组合可以容易地应用于众多不同的颗粒类型——包括多种尺寸、形状、几何结构和材料。
图8阐述了以上参照针对鞋的制造的某些示例性实施例讨论的颗粒堵塞的独特的特性可以容易地推广到鞋制造领域之外。例如，颗粒堵塞可以用于设计定制式适配缓冲元件，诸如防护用具。
比如，可以经由颗粒堵塞设备来生产个性化的头部防护用具(诸如头盔800)，该颗粒堵塞设备类似于参照图3、图4和图7所详细讨论的设备。特别地，头盔800可以包含多个堵塞颗粒，所述堵塞颗粒由定制式适配于穿用者头部尺寸和/或形状的外表面界定。堵塞颗粒的材料可以选择成，使得头盔800可靠地保持其单独的形状，同时提供用于头部防护的必要缓冲特性。当然，基于相同的原理，可以容易地设计其它防护用具。
基于颗粒堵塞的缓冲用具的另一例子包括汽车座椅，该汽车座椅包括刚性框架结构820和颗粒堵塞部分810。该颗粒堵塞部分810可以仅一次性定制式适配于司机的解剖学体型，或者设计为可重新配置。比如，汽车座椅可以进一步包括用于重复地在颗粒堵塞部分810内引起和释放堵塞作用的装置，以便重新配置汽车座椅与不同驾驶员的解剖学体型的适配。

Claims (24)

1.用于至少部分地制造服装(100)特别是鞋的方法，所述方法包括用颗粒堵塞设备操纵服装(100)的至少一个部件(120)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述用颗粒堵塞设备操纵服装的至少一个部件，包括以下步骤中的至少一个：
平移所述服装的所述至少一个部件；
旋转所述服装的所述至少一个部件；
将所述服装的所述至少一个部件保持在适当位置。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述用颗粒堵塞设备操纵服装的至少一个部件，包括以下步骤中的至少一个：
压紧所述服装的所述至少一个部件；
使所述服装的所述至少一个部件变形；
压延所述服装的所述至少一个部件。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述用颗粒堵塞设备操纵服装的至少一个部件，包括以下步骤中的至少一个：
模塑所述服装的所述至少一个部件；
在所述颗粒堵塞设备的表面的至少一部分上形成所述至少一个部件(230)；
撷取所述服装的所述至少一个部件(410)的至少一部分的负浮雕。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述模塑步骤包括：
a.用多个聚合物颗粒(320)填充至少部分地由所述颗粒堵塞设备的一部分(300)限定的模具体积；以及
b.通过至少部分地永久连接所述聚合物颗粒(320)的表面，形成所述服装的所述至少一个部件。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述至少部分地永久连接所述聚合物颗粒(320)的表面的步骤包括：
向所述聚合物颗粒(320)施加热和/或黏合剂和/或电磁辐射。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所述服装的所述至少一个部件是鞋帮(110)、内底、中底(120)、增强元件和/或外底的一部分或全部。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，所述颗粒堵塞设备包括：
a.柔性外表面(140)，所述柔性外表面(140)形成腔体，
b.其中，所述腔体包括多个颗粒(150)；以及
c.其中，所述多个颗粒(150)适于在所述腔体的体积减小时发生堵塞。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述柔性外表面(140)和/或所述多个颗粒(150)在高达至少200℃的温度下是耐热的。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述多个颗粒(150)包括聚合物材料、陶瓷材料、有机材料、金属和/或矿物。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的方法，其中，所述柔性外表面(140)包括聚合物、乳胶、硅树脂和/或橡胶材料。
12.根据权利要求8-11中任一项所述的方法，其中，所述腔体的体积与所述多个颗粒(150)中的颗粒平均体积之间的比大于20，优选大于50，最优选大于100。
13.根据权利要求8-12中任一项所述的方法，其中，所述多个颗粒(150)中的颗粒基本上为椭球形，并且所述多个颗粒中的颗粒平均长径比大于1，优选大于1.5，最优选大于2。
14.用于至少部分地制造服装(100)的系统，所述系统包括颗粒堵塞设备，其中，所述颗粒堵塞设备适于操纵服装(100)的至少一个部件(120)。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述系统适于实施权利要求1-13中任一项所述的方法。
16.用于制造服装(100)的颗粒堵塞设备，所述颗粒堵塞设备适于为服装的至少一个部件提供模具(300)、致动器(130)和/或基准体(200，400)的至少一部分，其中，所述颗粒堵塞设备包括：
a.柔性外表面(140)，所述柔性外表面(140)形成腔体
b.其中，所述腔体包括多个颗粒(150)；以及
c.其中，所述多个颗粒(150)适于在所述腔体的体积减小时发生堵塞。
17.根据权利要求16所述的颗粒堵塞设备，其中，所述柔性外表面(140)和/或所述多个颗粒(150)在高达至少200℃的温度下是耐热的。
18.根据权利要求16或17所述的颗粒堵塞设备，其中，所述多个颗粒(150)包括聚合物材料、陶瓷材料、有机材料、金属和/或矿物。
19.根据权利要求16-18中任一项所述的颗粒堵塞设备，其中，所述柔性外表面(140)包括聚合物、乳胶、硅树脂和/或橡胶材料。
20.根据权利要求16-19中任一项所述的颗粒堵塞设备，其中，所述腔体的体积与来自所述多个颗粒(150)的颗粒平均体积之间的比大于20，优选大于50，最优选大于100。
21.根据权利要求16-20中任一项所述的颗粒堵塞设备，其中，所述多个颗粒(150)中的颗粒基本上为椭球形，并且所述多个颗粒中的颗粒平均长径比大于1，优选大于1.5，最优选大于2。
22.根据权利要求16-21中任一项所述的颗粒堵塞设备，包括作为所述基准体的鞋楦(200)，和/或作为所述模具的用于模塑鞋底的颗粒发泡模具(300)，和/或作为所述致动器的适应性底盘(130)和/或适应式变形垫。
23.用于获得物体或表面(410)的负浮雕的方法，所述方法包括：
a.用颗粒堵塞设备的至少一部分(400)至少部分地覆盖所述物体或表面(410)；
b.其中，所述颗粒堵塞设备的所述部分(400)包括柔性外表面，所述柔性外表面形成腔体；
c.其中，所述腔体填充有多个颗粒，所述多个颗粒适于在所述腔体的体积减小时发生堵塞；以及
d.通过减小所述腔体的体积来撷取所述物体或表面(410)的负浮雕。
24.用于制造无纺布(440)的方法，所述方法包括：
a.通过权利要求23所述的方法获得物体或表面(410)的负浮雕；
b.在所述负浮雕的表面的至少一部分上沉积多根纤维(430)；以及
c.通过至少部分地连接沉积的多根纤维来形成无纺布(440)。
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