CN111086131A - 一种鞋底快速制造方法 - Google Patents

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江剑
董志根
沈光
李飞
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Abstract

本发明公开了一种鞋底快速制造方法，采用三维造型软件进行鞋底的数字模型设计，再进行布尔运算设计鞋底的阴模，获得注塑鞋底模具的CAD三维模型。利用铸造专用树脂材料，通过SLA光固化3D打印制得鞋底模具蜡型，再通过精密铸造工艺进行制壳、焙烧、浇铸进而获得鞋底的金属模具。最后再通过注塑成型工艺批量加工鞋底。通过上述方式，本发明采用3D打印技术直接制造鞋底模具蜡型，进而直接制造鞋底金属模具。不需要进行cnc代木鞋模的制作，也不需要硅胶覆模去制备铸造金属模具用的石膏模，颠覆了传统鞋底金属模具的制造工艺，节省了成本、人工以及时间。

Description

一种鞋底快速制造方法
技术领域
本发明涉及制鞋技术领域，具体涉及一种利用3D打印技术进行快速制造鞋底的方法。
背景技术
传统鞋底的生产工艺为：1、三维软件进行鞋底的设计获得鞋底的三维模型；2、CNC加工出代木鞋底模样(代木是一种较软的材料)；3、翻模获得硅胶阴模；4、根据硅胶阴模翻出鞋底石膏型；5、再通过鞋底石膏型配合特定耐高温砂箱进行金属鞋底注塑模具铸造；6、根据鞋底金属模具进行批量注塑生产鞋底。
这里采用cnc机加工的方法进行代木鞋底模样加工，就存在了加工周期一般比较长，而且有的复杂图案机加无法处理的情况。同时再采用硅胶覆模，最后再通过石膏型铸造的方法制造金属鞋底注塑模具，整个过程工艺复杂，时间周期长，且人工多，成本比较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是解决现有的鞋底制造工艺复杂、周期长、人工多的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种鞋底快速制造方法,包括如下步骤：
(1)设计鞋底的数字模型；
(2)根据鞋底模型，进行模具设计获得注塑鞋底模具三维模型；
(3)通过SLA光固化3D打印制得鞋底模具蜡型；
(4)对鞋底模具蜡型进行组树；
(5)对鞋底模具蜡型反复多次进行粘浆、淋浮砂以及干燥，再进行脱腊、焙烧获得鞋底模具陶瓷型壳；
(6)对陶瓷型壳浇铸金属液体；
(7)冷却后，去除陶瓷型壳以及浇铸系统，获得鞋底金属模具；
(8)利用鞋底金属模具注塑成型，批量生产鞋底。
进一步的，鞋底的数字模型可通过三维设计软件设计获得也可以通过三维扫描设备进行逆向工程后再经过三维软件处理后获得。
进一步的，鞋底模具蜡型为中空结构，内部填充为蜂窝结构或者十字网状结构或者其他能够使得内部整体联通的空隙结构，内部填充率控制在8％以下。
进一步的，制得鞋底模具蜡型后对其进行打磨，使其表面光滑。
进一步的，焙烧过程需要控制焙烧温度在800～1000℃，并且保温2小时。
进一步的，型壳的面层砂为70-140目的细砂，背层采用的砂为30-60目的粗砂。
从上述技术方案可以看出本发明具有以下优点：本发明采用3D打印技术直接制造鞋底模具蜡型，进而直接制造鞋底金属模具。不需要进行cnc代木鞋模的制作，也不需要硅胶覆模去制备铸造金属模具用的石膏模，节省了成本、人工以及时间。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式做具体说明。
本发明的鞋底快速制造方法,如图1所示，包括如下步骤：
(1)设计鞋底的数字模型，数字模型，可通过三维设计软件设计获得也可以通过三维扫描设备进行逆向工程后再经过三维软件处理修改后获得。此处为本技术领域的常用技术手段，在此不再进行赘述。
(2)根据鞋底模型，可以通过布尔算法进行模具设计获得注塑鞋底模具三维模型；
(3)通过SLA光固化3D打印制得鞋底模具蜡型，Materialize公司的Magics软件(含TetraShellTM软件模块)。数据处理时可自定义抽壳壁厚、内部支撑臂的长度和宽度、可自由选择位置来放置排料孔。选择合适的参数来进行轻量化处理能避免在脱蜡时出现胀壳，打印所需的树脂材料为一种热膨胀变形小，燃烧灰分低于0.2％的光敏树脂材料。
鞋底模具蜡型为中空结构，内部填充为蜂窝结构或者十字网状结构或者其他能够使得内部整体联通的空隙结构，内部填充率控制在8％以下。中空结构大大减少树脂原料的消耗，节省大量成本；基本消除了树脂在后期处理过程中的膨胀问题；且大大减少了除去型模步骤残留的灰烬量。
当零件的实心壁厚大于1.5mm，热膨胀就会胀坏型壳。所以必须把零件空心结构内部的树脂流干净。可以购买用来甩蜂蜜的设备并加以改造成离心甩干机。
把零件置入紫外灯箱中30分钟左右，不仅可以把零件表面未固化的树脂固化，让零件不再粘手，而且可以使零件更结实，尺寸更稳定。
制得鞋底模具蜡型后对其进行打磨，使其表面光滑。成型方式导致倾斜的面会有细小的台阶痕，一般需要打磨。由于用于铸造的型模是空心结构，壁很薄，打磨时要小心。精细打磨并喷涂层后可以得到非常高的表面光洁度。
(4)对鞋底模具蜡型进行组树；SL型模可以直接用蜡“焊接”在浇道上面，和正常的蜡型一样装配考虑到去除SL型模的方式。浇口的设计可以比蜡型的大些，这样有助于空气进入帮助燃烧型模。
(5)对鞋底模具蜡型反复多次进行粘浆、淋浮砂以及干燥，其实施方式中制得的型壳为七层，即进行七次淋砂，前四次所淋的砂为细砂，目数为140；后三次所淋的砂为粗砂，目数为50；内层采用细砂可以保证金属模具的精准度，而外层采用粗砂则可以提高型壳的透气性，还可以降低材料成本；挂第一层浆料前，清洗蜡树的时注意观察是否有气泡出现。如果有，说明型模密封性不好。蜡树浸入浆液时避免浮力对蜡树造成破坏。为了增强型壳的强度，可考虑多制一层壳或采用加强。
制壳完成后，进行脱腊、焙烧，焙烧过程需要控制焙烧温度为1000℃，并且到温后保温2小时，以确保型壳中树脂材料完全烧干净，无残留。二次焙烧前需要进行水洗去除灰分。二次焙烧升温至金属所需型壳温度并保持15分钟即可进行浇铸。型模不能像蜡一样熔化！必须通入充足的空气在高温下烧干净！请确保炉子里有足够的氧含量，浇口杯需要架空起来，便于空气进入。
(6)对陶瓷型壳浇铸金属液体；
(7)冷却后，去除陶瓷型壳以及浇铸系统，打磨抛光后获得鞋底金属模具；
(8)利用鞋底金属模具注塑成型，批量生产鞋底。鞋底金属模具还需要装配在金属标准模架内部，形成组合模，从而可以进行批量生产。

Claims (6)

1.一种鞋底快速制造方法，包括如下步骤：
(1)设计鞋底的数字模型；
(2)根据鞋底模型，进行模具设计获得注塑鞋底模具三维模型；
(3)通过SLA光固化3D打印制得鞋底模具蜡型；
(4)对鞋底模具蜡型进行组树；
(5)对鞋底模具蜡型反复多次进行粘浆、淋浮砂以及干燥，再进行脱腊、焙烧获得鞋底模具陶瓷型壳；
(6)对陶瓷型壳浇铸金属液体；
(7)冷却后，去除陶瓷型壳以及浇铸系统，获得鞋底金属模具；
(8)利用鞋底金属模具注塑成型，批量生产鞋底。
2.根据权利要求1所述的鞋底快速制造方法，其特征在于：鞋底的数字模型可通过三维设计软件设计获得也可以通过三维扫描设备进行逆向工程后再经过三维软件处理后获得。
3.根据权利要求1所述的鞋底快速制造方法，其特征在于：鞋底模具蜡型为中空结构，内部填充为蜂窝结构或者十字网状结构或者其他能够使得内部整体联通的空隙结构，内部填充率控制在8％以下。
4.根据权利要求1所述的鞋底快速制造方法，其特征在于：制得鞋底模具蜡型后对其进行打磨，使其表面光滑。
5.根据权利要求1所述的鞋底快速制造方法，其特征在于：焙烧过程需要控制焙烧温度在800～1000℃，并且保温2小时。
6.根据权利要求1所述的鞋底快速制造方法，其特征在于：型壳的面层砂为70-140目的细砂，背层采用的砂为30-60目的粗砂。
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