CN113619100B - 用于具有编结的部件的物品的鞋楦系统 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及用于具有编结的部件的物品的鞋楦系统。公开了鞋楦系统(100)和制造鞋楦系统的方法。鞋楦系统包括鞋楦构件(102)和外部层(104)。当加热到特征温度以上时，外部层变成是可变形的。该方法可以包括在鞋楦系统上形成编结的鞋类部件。通过将鞋楦系统加热到特征温度以上，外部层可以与编结的鞋类部件接合。

Description

用于具有编结的部件的物品的鞋楦系统
本申请是申请日为2015年10月16日，申请号为201910541370.9，发明名称为“用于具有编结的部件的物品的鞋楦系统”的申请的分案申请。
申请日为2015年10月16日，申请号为201910541370.9，发明名称为“用于具有编结的部件的物品的鞋楦系统”的申请是申请日为2015年10月16日，申请号为201580072009.6，发明名称为“用于具有编结的部件的物品的鞋楦系统”的申请的分案申请。
背景
本实施方案总体上涉及鞋类物品，并且特别地涉及用于制造鞋类物品的鞋楦系统(last system)。
鞋类物品通常包括两个主要元件：鞋面和鞋底结构。鞋面可以由多种材料形成，这些材料被缝合或者粘合性地结合在一起，以在鞋类内形成用于舒适且牢固地接纳足部的空腔。鞋底结构固定到鞋面的下部部分，并且通常定位在足部和地面之间。在包括运动鞋类款式的很多鞋类物品中，鞋底结构常常包括鞋内底、鞋底夹层和鞋外底。
鞋面可以使用鞋楦来制造。鞋楦可以是足部形状的外形，鞋面可以围绕该足部形状的外形来装配，使得鞋面具有足部的近似形状。
概述
在一个方面，制造用于鞋类物品的鞋面的方法包括提供鞋楦构件，其中鞋楦构件具有外表面。该方法还包括将可热变形的材料(heat deformable material)的外部层形成到鞋楦构件的外表面上。该方法还包括将编结的鞋类部件(braided footwear component)形成到外部层上。该方法还包括加热外部层，使得外部层与编结的鞋类部件接合以形成复合结构。该方法还包括从复合结构移除鞋楦构件。
在一些实施方式中，所述鞋楦构件比所述外部层更刚性。
在一些实施方式中，加热所述外部层包括将所述外部层加热到特征温度以上，其中所述外部层是在所述特征温度以上可变形的。
在一些实施方式中，所述特征温度是包括所述外部层的材料的玻璃化转变温度。
在一些实施方式中，所述特征温度是包括所述外部层的材料的熔化温度。
在一些实施方式中，将所述编结的鞋类部件形成到所述外部层上包括将所述鞋楦构件与所述外部层插入穿过编结装置。
在另一个方面，制造用于鞋类物品的鞋面的方法包括提供鞋楦构件，其中鞋楦构件具有外表面。该方法还包括将外部层的第一区形成到鞋楦构件的外表面上，其中第一区具有第一厚度，并且其中外部层包括可热变形的材料。该方法还包括将外部层的第二区形成到鞋楦构件的外表面上，其中第二区具有不同于第一厚度的第二厚度。该方法还包括将编结的鞋类部件形成到外部层上并加热外部层，使得外部层与编结的鞋类部件接合以形成复合结构。该方法还包括从复合结构移除鞋楦构件。
在一些实施方式中，所述外部层的所述第一区与所述复合结构的第一复合区相关联，其中所述外部层的所述第二区与所述复合结构的第二复合区相关联，其中所述第一复合区具有第一厚度，并且其中所述第二复合区具有不同于所述第一厚度的第二厚度。
在一些实施方式中，所述第一复合区比所述第二复合区厚。
在一些实施方式中，所述第一复合区比所述第二复合区更刚性。
在一些实施方式中，形成所述外部层的所述第一区包括使用添加制造工艺将所述可热变形的材料打印到所述鞋楦构件上。
在一些实施方式中，形成所述外部层的所述第二区包括使用所述添加制造工艺将所述可热变形的材料打印到所述鞋楦构件上。
在一些实施方式中，将所述编结的鞋类部件形成到所述外部层上包括将所述鞋楦构件与所述外部层插入穿过编结装置。
在另一个方面，用于制造鞋类物品的鞋楦系统包括具有外表面的鞋楦构件，其中鞋楦构件具有足部状的几何形状。鞋楦系统还包括设置在外表面上的外部层。鞋楦构件由第一材料制成，外部层由与第一材料不同的第二材料制成。外部层的第二材料具有特征温度，其中第二材料配置成当加热到特征温度以上的温度时是可模制的。外部层具有第一区和第二区，其中第一区具有第一厚度，并且其中第二区具有不同于第一厚度的第二厚度。
在一些实施方式中，所述特征温度是所述第二材料的玻璃化转变温度。
在一些实施方式中，所述特征温度是所述第二材料的熔化温度。
在一些实施方式中，所述第二材料是热塑性塑料。
在一些实施方式中，所述第一材料在预定温度下保持固态，所述预定温度是所述第二材料的所述特征温度以上的温度。
在一些实施方式中，所述第一材料是塑料材料。
在一些实施方式中，所述第一材料是热固性塑料。
在研究了以下附图和详细描述之后，实施方案的其它系统、方法、特征和优点对于本领域的普通技术人员将是明显的或将变得明显。意图是所有这样的另外的系统、方法、特征和优点都被包括在本描述和本概述内、在实施方案的范围内，并且由所附随的权利要求保护。
附图简述
参考以下附图和描述可以更好地理解实施方案。附图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在图示实施方案的原理上。此外，在附图中，相同的参考数字在全部的不同视图中表示相应的部分。
图1是包括鞋楦构件和外部层的鞋楦系统的实施方案的示意图；
图2是经受加热的鞋楦系统100的实施方案的示意图；
图3-图5是根据实施方案的使用添加制造机(additive manufacturing machine)形成鞋楦构件的步骤的示意图；
图6是将外部层施加到鞋楦构件的另一种方法的实施方案的示意图；
图7-图8是根据实施方案的在鞋楦系统上形成编结的鞋类部件的步骤的示意图；
图9是根据实施方案的在接收编结的鞋类部件后的鞋楦系统的示意图，包括移除编结的鞋类部件的一部分的步骤；
图10-图11是根据实施方案的被加热以形成复合结构的编结的鞋类部件和外部层的示意图；
图12是根据实施方案的从复合结构移除鞋楦构件的步骤的示意图；
图13是根据实施方案的包括复合结构和鞋底部件的成品鞋类的示意图；
图14是根据实施方案的由使用者穿着的鞋类物品的示意图；
图15示出了根据第一实施方案的复合结构中的线(strands)的可能配置；
图16示出根据第二实施方案的复合结构中的线的可能配置；
图17示出根据第三实施方案的复合结构中的线的可能配置；
图18是根据实施方案的制造包括变化厚度的区的鞋楦系统的过程中的步骤的示意图；
图19是具有带有变化厚度的区的外部层的鞋楦系统的实施方案的示意图；
图20是具有变化厚度的区的复合结构的实施方案的示意图；
图21-图22示出了复合结构的不同区对所施加的力的响应的示意图；以及
图23是包括具有变化厚度的各种不同区的外部层的鞋楦系统的实施方案的示意图。
详细描述
图1图示了鞋楦系统100的实施方案的等距视图(isometric view)。鞋楦系统100可以具有足部的近似几何形状，并且可以大致配置成接纳用于形成鞋类物品的鞋面的材料。在示例性实施方案中，鞋楦系统100被示出为具有大致的足部形状，然而在其它实施方案中，鞋楦系统100可以配置成具有任何所需要的足部几何形状。
鞋楦系统100可用于制造各种鞋类的部件(例如，鞋面)。鞋类的类型可以包括但不限于：登山靴、足球鞋、橄榄球鞋、胶底运动鞋、跑步鞋、交叉训练鞋、英式橄榄球鞋、篮球鞋、棒球鞋以及其它种类的鞋。此外，在一些实施方案中，鞋楦系统100可以用于制造各种其它种类的非运动相关的鞋类，包括但不限于：拖鞋、凉鞋、高跟鞋类、乐福鞋(loafer)。
尽管该实施方案描绘了配置用于制造鞋类物品的鞋楦系统，但是其它实施方案可以使用用于制造其它种类物品的鞋楦系统。这样的物品可以包括但不限于：服装物品、帽子、手套、袜子、袋子、垫子、运动装备以及可以使用某种种类的鞋楦来制造的任何其它种类的物品。在其它实施方案中，可以改变鞋楦系统的几何形状以适应任何其它种类的物品。
鞋楦系统100还可以包括鞋楦构件102和外部层104。特别地，如图1中所见，外部层104可以设置在鞋楦构件102的外表面106上。如图1的放大剖视图所示，鞋楦构件102可以包括鞋楦系统100的芯部分或内部部分。具体地，在至少一些实施方案中，鞋楦构件102可以由外部层104完全覆盖。可选地，在一些其它实施方案中，鞋楦构件102的仅一些部分可由外部层104覆盖，而鞋楦构件102的其它部分可以暴露在鞋楦系统100的最外表面上。
为了说明的目的，外部层104在示例性实施方案中被描绘为大体上透明的，使得鞋楦构件102透过外部层104至少部分地可见。在一些实施方案中，外部层104可以由至少部分透明的材料制成。然而，在其它实施方案(未示出)中，外部层104可以是大体上不透明的，使得鞋楦构件102透过外部层104甚至是部分地也不可见。
参照图1，为了参考的目的，鞋楦系统100可以分成鞋前部部分10、鞋中部部分12以及鞋跟部分14。因为鞋楦系统100与足部共同拥有近似相似的几何形状，所以这些部分可以大体上与足部的相应部分相关联。鞋前部部分10可以大体上与脚趾和连接跖骨与趾骨的关节相关联。鞋中部部分12可以大体上与足部的足弓相关联。同样地，鞋跟部分14可以大体上与足部的包括跟骨的脚跟相关联。此外，鞋楦系统100可以包括外侧面16和内侧面18。特别地，外侧面16和内侧面18可以是鞋楦系统100的相对的侧面。此外，外侧面16和内侧面18二者都可以延伸经过鞋前部部分10、鞋中部部分12和鞋跟部分14。
应理解，鞋前部部分10、鞋中部部分12和鞋跟部分14仅意图用于描述的目的并且不意图划分鞋楦系统100的精确的区。同样地，外侧面16和内侧面18意在大体上表示鞋楦系统100的两个侧面，而不是将鞋楦系统100精确地划分成两半。此外，在全部实施方案中，鞋前部部分10、鞋中部部分12、鞋跟部分14、外侧面16和内侧面18可以用于指鞋楦系统100的各个部件(包括鞋楦构件102和/或外部层104)的部分/侧面。
为了一致和方便起见，在整个本详细描述中对应于图示的实施方案使用了方向性形容词。如在整个本该详细描述中和在权利要求中使用的术语“纵向”指延伸部件(例如，鞋楦系统)的长度的方向。在一些情况下，纵向方向可以从部件的鞋前部部分延伸至鞋跟部分。此外，如在整个本详细描述中和在权利要求中使用的术语“横向”是指沿部件的宽度延伸的方向。换言之，横向方向可以在部件的内侧面和外侧面之间延伸。此外，如在整个本详细描述中和在权利要求中使用的术语“竖直”是指大体上垂直于横向方向和纵向方向的方向。例如，鞋楦系统100的竖直方向可以大体上从鞋楦系统100的底侧面110延伸到鞋楦系统100的顶侧面112。此外，如本文所使用的，术语“外”和“内”(例如，外表面和内表面或外部分和内部分)是指相关部分和/或表面。部件的外部分或外表面可以设置成比部件的内部分或表面更远离参考内部位置(例如，中心轴线，内部空腔等)。
鞋楦构件102的几何形状可以在不同的实施方案中变化。在一些实施方案中，鞋楦构件102可以具有足部的近似几何形状。可以使用本领域已知的鞋类鞋楦的任何几何形状。当然，在一些其它实施方案中，鞋楦构件102可以包括不对应于足部的其它几何特征。这种特征可以包括凸缘、手柄、开口或其它特征。例如，一些实施方案可以包括允许鞋楦在制造过程期间安装到或以其它方式附接到机器、支架或固定装置的几何特征。
鞋楦构件102的尺寸可以在不同的实施方案中变化。示例性尺寸可以包括通常与鞋类鞋楦相关联的尺寸，包括用于各种不同鞋子大小的尺寸范围。在一些实施方案中，例如，鞋楦构件102可以与特定的足部大小相关联，特定的足部大小可以对应于高度、长度和宽度的给定范围。
包含鞋楦构件102的材料可以在不同的实施方案中变化。可以用于鞋楦构件102的示例性材料包括但不限于：木材、金属、塑料、橡胶、复合材料以及可能的其它材料。在一些实施方案中，鞋楦构件102可以由热固性聚合物制成。在其它实施方案中，鞋楦构件102可以由热塑性聚合物制成。可设想的是，在至少一些实施方案中，鞋楦构件102可以由已知用于打印三维物体的材料制成，如下面进一步详细讨论的。
外部层104的几何形状可以在不同的实施方案中变化。在一些实施方案中，外部层104可以包括形成在鞋楦构件102的外表面106上的相对薄的材料层。例如，在示例性实施方案中，鞋楦构件102的鞋前部部分10可以具有从鞋楦构件102的中心轴线132到外表面106测量的径向厚度130。相比之下，外部层104可以具有在外部层104的内表面107和外部层104的外表面108之间测量的厚度140。在一些实施方案中，厚度130可以大体上大于厚度140。换句话说，鞋楦构件102的至少一些部分(例如，鞋前部部分)可以比外部层104大体上更厚。在一些情况下，厚度130可以比厚度140大五到十倍。在其它情况下，厚度130可以比厚度140大十到二十倍。作为一个示例，厚度130可以具有三至八厘米的值，而厚度140可以是大约一至十毫米。
在图1-图17中所示的实施方案中，外部层104可以具有大体上恒定的厚度。然而，在其它实施方案中，外部层104可具有在鞋楦系统100的不同区上变化的厚度。具有对于外部层的变化的厚度的实施方案将在下面讨论并在图18-图23中示出。
鞋楦构件102和外部层104的材料特性可以变化。例如，在不同的实施方案中，鞋楦构件102和外部层104的相对刚度和/或硬度可以变化。为了比较的目的，鞋楦构件102可以以第一刚度为特征，而外部层104以第二刚度为特征。在一些实施方案中，第一刚度可以大于第二刚度(例如，鞋楦构件102可以比外部层104更刚性)。在其它实施方案中，第二刚度可以大于第一刚度(例如，外部层104可以比鞋楦构件102更刚性)。在还有的其它实施方案中，第一刚度可以大体上等于第二刚度(例如，鞋楦构件102和外部层104可以是同样刚性的)。在示例性实施方案中，外部层104可以比鞋楦构件102刚性小。
在不同的实施方案中，外部层104可以由不同材料制成。在一些实施方案中，外部层104可以由可热变形的材料制成。在整个本详细描述中和在权利要求中使用的术语“可热变形的材料”是指可以变得柔韧、可模制或可以在加热时熔化和/或流动的任何材料。可热变形的材料可以包括热固性聚合物和热塑性聚合物。此外，可热变形的材料还可以包括由热固性材料和热塑性材料的组合(例如，热塑性弹性体(TPE))组成的材料。
可热变形的材料(例如，热固性聚合物和热塑性聚合物)可以与特征温度相关。在整个本详细描述中和在权利要求中所使用的术语“特征温度”是指材料的一个或更多个性质变化时的温度。这种变化可以包括或可以不包括相变。在一些情况下，例如，特征温度可以与材料的玻璃化转变相关，在这种情况下，材料中没有相变，但材料变得更柔韧和/或可模制。在这种情况下，特征温度可以与材料的玻璃化转变温度相关。在其它情况下，特征温度可以与相变，例如从固态到液态(即熔化)的变化相关。在这种情况下，特征温度可以与材料的熔化温度相关。
在一些实施方案中，外部层104可以由一种或更多种热塑性材料制成。热塑性材料可以在特征温度以上变得柔韧或可模制，并且然后当冷却到特征温度以下时恢复到固态。特征温度的值可以根据所使用的具体材料来确定。可用于外部层的示例性热塑性塑料包括但不限于：丙烯酸、尼龙、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯(PVC)和热塑性聚氨酯(TPU)。
当由不同的材料制成时，鞋楦构件102和外部层104可具有不同的熔化温度和/或玻璃化转变温度。在一些实施方案中，例如，鞋楦构件102可以由具有相对较高的玻璃化转变温度和/或熔化温度的材料制成。可选择地，鞋楦构件102可以不具有玻璃化转变温度和/或熔化温度，而是可以在特征温度以上降解(例如，燃烧)。相比之下，外部层104可具有相对低的玻璃化转变温度和/或熔化温度。因此，例如，如果外部层104与可以是玻璃化转变温度或熔化温度的特征温度相关联，则鞋楦构件102可被配置成在超过特征温度的温度下保持固体形态。当鞋楦系统100被加热到特征温度以上时，这种设置可允许外部层104变得柔韧和/或熔化，同时鞋楦构件102保持固体形态以维持所需的足部几何形状。
图2是通过热源180使鞋楦系统100经历加热的示意图。热源180可以是任何种类的热源，包括但不限于：加热灯、电加热器、火焰以及可能的本领域已知的任何其它类型的热源。为了清楚起见，热源180被描绘为单个源，然而其它实施方案可以包括以任何配置布置在鞋楦系统周围的任何其它数量的热源。
如图2中所见到的，热源180使鞋楦系统100的部分190的温度升高到特征温度(例如，与外部层104相关联的玻璃化转变温度和/或熔化温度)以上。在该特征温度之上，外部层104可变得柔韧和/或熔化。因此，如在放大的横截面图所见到的，部分190已经开始在鞋楦构件102的外表面106上熔化。此外，明显的是，鞋楦构件102保持其形状并且即使在加热到特征温度以上时也未变形。
在不同的实施方案中，热源180可配置成在一定温度范围内操作。在一些实施方案中，热源180可以将鞋楦系统100的部分(或全部)加热到大约在100摄氏度和200摄氏度之间的范围内的温度。在其它实施方案中，热源180可以将鞋楦系统100的部分(或全部)加热到大约在150摄氏度和300摄氏度之间的范围内的温度。在还有的其它实施方案中，热源180可以将鞋楦系统100的部分(或全部)加热到大体上大于300摄氏度的温度。此外，在一些其它实施方案中，热源180可以将鞋楦系统100的部分(或全部)加热到低于100摄氏度的温度。应当理解，热源180的操作范围可以根据用于制造鞋楦系统100的材料的类型(例如，包括鞋楦构件102和外部层104的材料)以及可能的其它制造注意事项来选择。具体地，在一些情况下，可以选择热源180的操作范围，使得鞋楦系统的外部层可以被加热到玻璃化转变温度和/或熔点之上，同时保持在鞋楦构件变得柔韧、熔化和/或降解的温度以下。
实施方案可以包括使用添加制造工艺形成鞋楦系统的设置。在一些实施方案中，可以使用添加制造工艺来构建鞋楦构件和/或外部层。在一个实施方案中，鞋楦构件102和外部层104两者都可以使用添加制造工艺来构建。
图3-图5示出了使用添加制造装置200制造鞋楦系统100的过程中的步骤的示意图。术语“添加制造”，也被称为“三维打印”，是指通过添加工艺制造三维物体的任何技术，其中材料层在计算机的控制下相继铺设。可以使用的示例性添加制造技术包括但不限于：例如熔融沉积建模(fused deposition modeling)(FDM)的挤出方法、电子束自由形成制造(electron beam freeform fabrication)(EBF)、直接金属激光烧结(DMLS)、电子束熔化(EBM)、选择性激光熔化(SLM)、选择性热烧结(SHS)、选择性激光烧结(SLS)、基于石膏的3D打印(plaster-based 3D printing)、分层体制造(LOM)、立体光刻(SLA)和数字光处理(DLP)。在一个实施方案中，添加制造装置200可以是配置成打印热塑性材料(例如，丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)或聚乳酸(PLA))的熔融沉积建模型打印机。
在Crump于1989年10月30日提交的题为“Apparatus and Method for CreatingThree-Dimensional Objects”的第5,121,329号美国专利中公开了使用熔丝制造(FFF)的打印装置的示例，该申请通过引用并入本文，并且以下被称为“3D物体”申请。本公开的实施方案可以利用在3D物体申请中公开的系统、部件、装置和方法中的任何。
添加制造装置200可以用于制造在形成鞋类物品中使用的一个或更多个部件。例如，添加制造装置200可以用于形成鞋类鞋楦(或简称为“鞋楦”)，鞋类鞋楦可用于形成鞋类物品的鞋面。另外，在至少一些实施方案中，添加制造装置200可以用于形成用于鞋类物品的其它部件，包括但不限于：鞋底部件(例如鞋内底部件、鞋底夹层部件和/或鞋外底部件)、装饰部件、覆盖部件、鞋眼(eye-stays)、面板或用于鞋面的其它部分、以及可能的其它部件。这种设置可以使用在Sterman于2014年5月9日提交的题为“System and Method forForming Three-Dimensional Structures”的美国专利公开第2015/0321418号、现在的第14/273,726号美国专利申请中公开的系统和/或部件中的任何，该申请的全部内容通过引用并入本文。
如图3-图4中所示，添加制造装置200可以包括装置壳体201、致动组件202和挤出头205。添加制造装置200还可以包括平台206。在一些情况下，挤出头205可以经由致动组件202在z轴(即，竖直轴线)上平移，而添加制造装置200的平台206可在x方向和y方向(即，水平轴线)上移动。在其它情况下，挤出头205可以在固定平台上方具有完全的三维运动(例如，x-y-z运动)。
图3-图4描绘了如何使用添加制造装置200形成定制鞋楦构件102。具体地，随着挤出头205铺设连续的材料层，鞋楦构件102形成。例如，图3示出了正在形成的鞋楦构件102的初始层210。在图4中，已经形成了鞋楦构件102的最终层212。
在一些实施方案中，外部层104还可以用添加制造工艺来形成。如图5中所示，一旦形成鞋楦构件102，添加制造装置200可用于在鞋楦构件102上形成外部层104。在图5中所示的实施方案中，外部层104的顶部部分220已经被形成(例如，打印)到鞋楦构件102的外表面106上。
虽然示例性实施方案描绘了鞋楦构件102在外部层104被添加之前完全形成，但是在其它实施方案中，鞋楦构件102和外部层104可以被制造成使得外部层104的一些部分在鞋楦构件102完全形成之前被挤出。例如，在另一个实施方案中，鞋楦构件102的鞋前部部分和外部层104的相关的鞋前部部分可以在形成鞋楦构件102(和外部层104)的鞋中部部分和/或鞋跟部分之前形成。
还应理解，在其它实施方案中，鞋楦系统100可以以任何其它方式形成。例如，在图6中所示的一个可选实施方案中，鞋楦构件300可以与含有可模制材料302(例如，熔化的热塑性材料)的容器310相关联。在将鞋楦构件300的部分304浸入到可模制材料302中时，部分304可以覆盖有可模制材料302的层320。层320可以固化以在鞋楦构件300上形成外部层的一部分。尽管在该示例中仅覆盖鞋楦构件300的一部分，但是应当理解，这种方法可用于在鞋楦构件300的整个外部上形成外部层。在还有的其它实施方案中，用于形成外部层的材料可以喷涂到鞋楦构件300上，或者以其它方式使用热量和/或压力来施加。
图7-图8示出了使用编结装置400将编结的鞋类部件形成到鞋楦系统100上的方法的示意图。示例性编结装置可以包括任何包覆编结装置(overbraiding device)、径向编结装置和三维编结装置。编结装置400可以配置成将拉伸元件(例如，丝(threads))施加到鞋楦上，以便在鞋楦上形成编结的线。为此，编结装置400可以配置有多个线轴402，多个线轴402布置在编结装置400的周界部分404上。来自线轴402的丝406可以朝向中心编结区域410径向向内进给。
示例性方法在鞋楦系统上提供编结的鞋类部件。如在整个本详细描述中和在权利要求中使用的术语“编结的鞋类部件”(或简称为“编结的部件”)是指拉伸线(例如，丝、纱线(yarns)等)中的一些拉伸线与另外的拉伸线编结的任何布置。此外，如本文所使用的编结是指其中的三个或更多个线材料进行缠结的任何布置。
在使用编结装置来制造鞋面的实施方案中，用于制造鞋面的材料可以主要包含可使用编结装置形成鞋面的各种类型的拉伸元件(或拉伸线)。这样的拉伸元件可以包括但不限于：丝、纱线、绳、线材、缆线以及可能的其它类型的拉伸元件。如本文所使用的，拉伸元件可以描述大体上长形的材料，其中材料的长度远大于相应的直径。换句话说，与通常可以是近似二维(例如，厚度远小于其长度和宽度)的纺织材料的片材或层相比，拉伸元件可以是近似一维的元件。示例性实施方案示出了各种丝的使用，但是应当理解，与编结装置相容的任何其它类型的拉伸元件可以用在其它实施方案中。
可以与编结装置一起使用的示例性丝或纱线包括由以下材料制成的纤维，这些材料包括但不限于：羊毛、亚麻和棉以及其它一维材料。纤维可以由动物源、植物源、矿物质源和合成源形成。动物材料可以包括例如：毛发、动物毛皮、动物皮肤、蚕丝等。植物材料可以包括例如：草、灯心草(rush)、大麻、剑麻(sisal)等。矿物质材料可以包括例如：玄武岩纤维、玻璃纤维、金属纤维等。合成纤维可以包括例如：聚酯、芳族聚酰胺、丙烯酸、碳纤维以及其它合成材料。
在图7中，将编结的鞋类部件形成到鞋楦系统100上的过程可以通过使鞋楦系统100与编结装置400相关联来开始。在一些情况下，鞋楦系统100可以与编结装置400在特定定向上对齐，使得鞋楦系统100的期望部分与鞋楦系统100的中心编结区域410对齐。
在图8中，鞋楦系统100可以被进给穿过编结装置400的中心编结区域410，以形成以编结的鞋面形式的编结的鞋类部件。在一些实施方案中，鞋楦系统100可由操作者手动地进给穿过编结装置400。在其它实施方案中，连续的鞋楦进给系统可用于使鞋楦系统100进给穿过编结装置400。本发明的实施方案可以利用Bruce在2014年9月24日提交的题为“Article of Footwear with Braided Upper”的美国专利公开第2015/0007451号、现在的美国专利申请第14/495,252号中公开的方法和系统中的任何，该申请的全部内容通过引用并入本文。此外，一些实施方案可以包括用于保持物品和/或使物品进给穿过编结装置的另外的设置。例如，一些实施方案可以包括可以有助于使物品进给穿过编结装置的支撑平台、轨道、输送机或其它结构。
如图8中所示，随着鞋楦系统100进给穿过编结装置400，编结的鞋类构件500围绕鞋楦构件102形成。具体地，编结的鞋类部件500形成到鞋楦系统100的外部层104的外表面上。在这种情况下，编结的鞋类部件500包括符合鞋楦系统100的连续编结的鞋面部件，并且因此具有鞋楦系统100的近似几何形状。
图9-图11示出了使编结的鞋类部件的线与外部层接合的过程中的步骤。如本文所使用的，接合可以指使编结的鞋类部件的线与包括鞋楦系统的外部层的材料结合、熔合、固定或以其它方式附接。首先参考图9，在从编结装置400移除带有编结的鞋类部件500的鞋楦系统100之后，可以移除编结的鞋类部件500的部分510。具体地，在一些情况下，部分510可以邻近编结的鞋类部件500的鞋领口部分512，鞋领口部分512可以产生开口514，鞋楦构件102可以最终被穿过该开口514移除。
首先，在图9中所示的配置中，编结的鞋部件500的线550设置在外部层104的外表面108上。为了开始接合线550和外部层104，可以使用热源600来加热鞋楦系统100，如图10和图11中所示。为了清楚起见，图10和图11中描绘了两个热源。然而，在其它实施方案中，可以使用任何数量的热源。此外，热源600可以相对于鞋楦系统100定位在任何位置和/或以任何定向定位。在一些情况下，热源600可以配置为输送机系统上的站的一部分，使得带有编结的鞋类部件500的鞋楦系统100在离开编结装置400之后自动地移动到热源600附近。
如图10中所见，当外部层104的温度升高到预定温度(例如，特征温度，如玻璃化转变温度或熔化温度)以上时，外部层104可以变得柔韧。编结的鞋类部件500中的张力可能倾向于将线550拉入外部层104中(即，径向向内)，外部层104此时是柔韧的并且能够接纳线550。接下来参考图11，继续加热，包括外部层104的材料变得足够柔韧，以进一步在线550周围模制。这允许外部层104的材料填充线550之间的空间，从而部分地(或完全地)包围线550。
在编结的鞋类部件500和外部层104已经接合或以其它方式集成在一起之后，可以移除热源600。在一些情况下，编结的鞋类部件500和包括外部层104的材料可以被冷却到预定温度以下，使得包括外部层104的材料再次形成实质上固态的材料。在一些实施方案中，冷却还可以使用风扇或其它冷却机构来促进。
如在图12中所见，在冷却之后，可以从编结的鞋类部件500和外部层104移除鞋楦构件102。在一些实施方案中，编结的鞋类部件500和外部层104已经接合在一起从而形成复合结构650。此外，复合结构650可以呈现鞋类鞋面的形式。
如在整个本详细描述中和在权利要求中所使用的术语“复合结构”是指包含两种或更多种材料的结构。在示例性实施方案中，复合结构配置为以编结配置布置的多个拉伸线(即，编结的鞋类部件)，其中线至少部分地固定到可热变形的材料(例如，热塑性塑料)上。复合结构可以具有对应于可热变形的材料和嵌入的拉伸线两者的材料性质。因此，当被冷却到玻璃化转变温度(或熔化温度)以下时，可热变形的材料可以用作至少部分地涂覆拉伸线并限制它们的相对运动的结合剂(例如，树脂、基体和/或粘合剂)。特别地，复合结构可以提供比单独的编结的鞋类部件更刚性的结构。
为了清楚起见，包括外部层104的材料在与编结的鞋类部件500接合并被冷却成固体之后，可以被称为复合结构的基体部分。此外，包括基体部分的材料可以被称为基体材料。通过将编结的鞋类部件的线与基体部分接合，线可以部分地固定在适当位置中，从而减少线变得混乱的趋势和/或减少初始编结图案随着时间的流逝而劣化的趋势。该基体部分也可以赋予改善的耐磨性、强度、支撑以及甚至缓冲(取决于所选的基体材料)。在一些情况下，使编结的鞋类部件与基体部分接合还可以有助于减少编结的鞋类部件中的不需要的伸展。此外，基体部分(例如，热塑性塑料)可以填充线之间的空间，以减少污垢和/或碎屑穿过鞋面进入物品的倾向。换句话说，在一些情况下，基体部分可以用作编结的鞋类部件的开放网状物结构的密封剂。
一些实施方案还可以包括将鞋底元件结合到复合结构650的步骤。在图13中，示例性实施方案包括第一鞋底部件700和第二鞋底部件702，第一鞋底部件700和第二鞋底部件702已经结合到复合结构650以便形成完成的鞋类物品670。鞋底部件可以包括一个或更多个鞋底元件，包括鞋内底元件、鞋底夹层元件和/或鞋外底元件。此外，鞋底部件可以使用粘合剂、缝合、焊接或用于使鞋面和鞋底接合的本领域已知的任何其它方法来接合到复合结构(例如，鞋面)。
在图13中，看到复合结构650包括与基体部分652接合的(编结的鞋类部件的)线550。如已经讨论的，基体部分652包括先前形成鞋楦系统100的外部层104(参见图1)的材料(例如，热塑性材料)。在这种情况下，基体部分652形成线550可以部分(或完全)嵌入其内的基体。
图14示出了正在使用者的足部799上穿着的鞋类物品670的示意性等距视图。图15-图17示出了沿图14中所示的切割表面截取的复合结构的各种可能的配置。如在图15中所见到的，在一些实施方案中，线550可以暴露在鞋类物品670的外表面672上。在这种情况下，线550可以部分地但不完全地嵌入在基体部分652内。此外，线550可以通过基体部分652的内表面653与足部799隔开。这种配置可以通过在线550有时间完全穿过外部层104之前冷却外部层104来实现。该配置可以通过限制线550和足部799之间的接触而有助于改善足部799的感觉。
可选地，如图16中所示，线550可以完全被包裹在基体部分652内，使得没有线550的部分暴露在基体部分652的内表面653或外表面655上。这种配置可以通过形成具有大体上大于线550的直径740的厚度730的基体部分652来实现。该配置可以改善感觉并减少对线550的磨损，因为线550被保护以免接触鞋类物品670的外部的物体和足部。
在图17中示出的还有的另一种配置中，线550可以部分地但不完全地嵌入在基体部分652内。在这种情况下，线550可以暴露在基体部分652的内表面653上，但是可以不暴露在基体部分652的外表面655上。这种配置可以通过在冷却外部层104之前允许线550有时间穿过外部层104的整个厚度收缩来实现。该配置可以提供线550抵抗与基体部分652的外表面655上的物体接触的增大的耐磨性。当然，在还有的其它实施方案中，基体部分652可以足够薄，使得线550暴露在基体部分652的内部表面和外表面两者上。
实施方案可以包括用于改变鞋类物品的复合结构的材料特性的设置。在一些实施方案中，鞋楦系统可以配置有具有不同厚度的区或地带的外部层。当与编结的鞋类部件的线结合时，不同厚度的区或地带可以因此在物品的不同地带上提供不同的材料特性。这些材料特性可以包括但不限于：刚度、硬度、伸展性、柔性以及可能的其它材料特性。例如，具有大于第二区的第二厚度的第一厚度的第一区可以为第一区提供超过第二区的更大的刚度。
图18示出了用于形成鞋楦系统800的过程中的步骤。参考图18，鞋楦构件802已经使用添加制造装置900形成。此时，添加制造装置900的挤出头905正在形成鞋楦系统800的外部层804。更具体地，外部层804形成有趾部区810和相邻的鞋面前片区812。如图18中所见，趾部区810已经形成有比鞋面前片区812更大的厚度。换句话说，与在鞋面前片区812中相比，更多的材料已经在趾部区810铺设到鞋楦构件802上。
图19示出了通过图18中所示的添加制造工艺生产的鞋楦系统800的实施方案的示意图。参考图19，鞋楦系统800包括趾部区810以及踝部区816。在该实施方案中，趾部区810和踝部区816两者都具有比外部层804的其余区域大体上更大的厚度。具体地，趾部区810具有第一厚度830，踝部区816具有第二厚度832，并且外部层804的其余部分(例如，鞋面前片区812)具有第三厚度834。在示例性配置中，第一厚度830大于第三厚度834。另外，第二厚度832也大于第三厚度834。
图20示出了复合结构1000的示例性配置，复合结构1000可以通过在鞋楦系统800(参见图19)上形成编结的鞋类部件1002并且施加热量以将外部层804与编结的鞋类部件1002结合而产生。此外，复合结构1000可以附接到鞋底部件1001以形成鞋类物品1003。参考图19和图20，外部层804的趾部区810已经与编结的鞋类部件1002的线1004组合，从而形成用于复合结构1000的增厚的趾部区1010。同样地，外部层804的踝部区816已经与编结的鞋类部件1002的线1004组合，从而形成用于复合结构1000的增厚的踝部区1012。
如图20中所示，趾部区1010具有第一厚度1020，踝部区1012具有第二厚度1022，并且复合结构1000的其余区域(例如，鞋面前片区1014)具有第三厚度1024。此外，第一厚度1020大于第三厚度1024，且第二厚度1022大于第三厚度1024。与例如鞋面前片区1014和复合结构1000的其它区域相比，该布置可以引起趾部区1010和踝部区1012的更刚性配置。
图21和图22示出了复合结构1000的鞋面前片区1014中的一些和趾部区1010的特写的示意图，其中足部插入包括复合结构1000的鞋类物品内。图21表示其中复合结构1000不受任何力的状态，而图22表示其中力已经施加到复合结构1000的状态。
在图22中，在趾部区1010处施加第一力1202。而且，在鞋面前片区1014处施加第二力1204。为了比较趾部区1010和鞋面前片区1014的材料性质，认为在这种情况下，第一力1202和第二力1204是相等的。当球同时撞击在复合结构1000的趾部区1010和鞋面前片区1014两者时，可以实现这种力分布(force profile)。
如通过比较图21和图22中所见到的，趾部区1010的相对刚度防止趾部区1010在施加第一力1202的情况下大幅地变形。相比之下，看到鞋面前片区1014由于其相对较低的刚度而在第二力1204下变形。因此，该配置允许对脚趾的增加的保护。换句话说，在一些情况下，趾部区1010可以以与脚趾盖和/或脚趾垫类似的方式起作用以保护脚趾。尽管图21和图22示出了趾部区1010至鞋面前片区1014的相对刚度，但是可以理解的是，踝部区1012同样可被配置成以类似于趾部区1010的方式抵抗变形。踝部区1012的这种配置可以允许踝部区1012为脚踝提供与趾部区1010为脚趾提供的强度和支撑类似的强度和支撑。
图23示出了用于鞋楦系统的外部层的变化厚度的几个不同地带或区，其可以引起由外部层和编结的鞋类部件构建的复合结构在厚度上的相应变化。参考图23，鞋楦系统1300包括鞋楦构件1302和外部层1304。在一些实施方案中，外部层1304可以包括增厚的底部鞋底区1310，当外部层1304并入鞋类物品中时，增厚的底部鞋底区域1310可以在足部下方(例如，到足部的足底)提供额外的强度、支撑和可能的缓冲。在一些实施方案中，外部层1304可以包括增厚的鞋跟区1312，当外部层1304接合到鞋类物品中时，增厚的鞋跟区1312可以为脚跟提供额外的强度、支撑和可能的缓冲。
变化厚度的地带可以不限于具有大面积的区。在一些情况下，变化厚度的地带可以以各种几何形状形成，这些几何形状包括长形形状(例如，脊、通道等)。例如，在一些实施方案中，外部层1304可以包括增厚的鞋眼区1314，增厚的鞋眼区1314可以有助于增加包含外部层1304的物品中的鞋眼的强度。特别地，在一些情况下，鞋眼可以形成为外部层1304的鞋眼区1314内的孔，并且可以通过相关联的编结的鞋类部件的线进一步加强。鞋眼区1314在图23中被看到具有界定鞋楦系统1300的紧固区1315的周界的大体上长形的形状。在一些实施方案中，外部层1304可以包含例如在趾部区1321中的增厚的脊区1318(或脊部分)。这些脊区1318可以包括外部层1304中的增加厚度的带或线条。这种脊可以在形成复合结构的过程期间保持其大致形状，使得脊可以为完成的鞋类物品提供控球功能或其它功能。
尽管复合结构(包括外部层)的以下实施方案的特征在于具有比结构的其余部分更厚的多个地带或区，但是其它实施方案可以包括比其余部分大体上更薄的区。例如，可设想的是，在另一个实施方案中，复合结构的大部分可具有第一厚度，而区(例如，内侧面区)可具有大体上小于第一厚度的第二厚度。较小厚度的这种区可以促进足部的某些区域的增大的感觉或本体感受，因为这些区可以比鞋面的其余部分刚性小，并且因此为穿用者提供更多的触感。
应当理解，其它实施方案可以在鞋楦构件的外表面上使用选择性地应用的材料区。特别地，外部层不需要被应用在鞋楦构件的整个表面上，而是可以被应用在选定的区中。作为一个示例，实施方案可以包括具有靠近趾部、鞋面前片部、鞋跟部和/或踝部的分离(例如，不接合的)区的外部层。在这种情况下，编结的部件的仅一些部分或区可以与外部层接合，使得所得到的结构可以包括分离的复合区。例如，实施方案可以包括鞋面，鞋面具有嵌入在趾部区中的基体部分中的编结的线的复合区，但是在鞋面前片区中可以仅具有编结的线(即，没有基体部分)。可热变形的材料的这种选择性应用可以为所得到的鞋面提供可变刚度的区。
尽管已经描述了多个实施方案，但是该描述旨在是示例性的而不是限制性的，并且对于本领域普通技术人员来说将明显的是，在实施方案的范围内的更多的实施方案和实现方式是可能的。因此，除了根据所附权利要求及其等同物之外，实施方案不受限制。而且，在所附的权利要求的范围内可以做出各种修改和改变。

Claims (23)

1.一种鞋类物品，包括：
至少一个鞋底部件；以及
鞋类部件，所述鞋类部件接合到所述至少一个鞋底部件，所述鞋类部件包括固态的材料，所述固态的材料由以下形成：多根编结的线在可热变形的材料处于特征温度以上的温度时接合到所述可热变形的材料并且在所述可热变形的材料冷却到所述特征温度以下时形成所述固态的材料，其中所述鞋类部件具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面。
2.根据权利要求1所述的鞋类物品，其中，所述可热变形的材料的内表面将所述多根编结的线和所述鞋类部件的所述第一表面分开。
3.根据权利要求2所述的鞋类物品，其中，所述鞋类部件具有第一部分和第二部分，所述第一部分具有第一厚度，所述第二部分具有第二厚度，其中所述第一厚度大于所述第二厚度。
4.根据权利要求3所述的鞋类物品，其中，所述第一部分位于所述鞋类物品的趾部区中。
5.根据权利要求3所述的鞋类物品，其中，所述第一部分位于所述鞋类物品的鞋跟区中。
6.根据权利要求3所述的鞋类物品，其中，所述第一部分位于所述鞋类物品的鞋面的鞋眼区中。
7.根据权利要求3所述的鞋类物品，其中，所述第一部分位于所述鞋类物品的鞋面的鞋底区中。
8.根据权利要求1所述的鞋类物品，其中，所述多根编结的线完全包裹在所述可热变形的材料内。
9.根据权利要求1所述的鞋类物品，其中，所述多根编结的线的至少一部分暴露在所述第一表面和所述第二表面中的每一个上。
10.根据权利要求1所述的鞋类物品，其中，所述鞋类部件的所述第一表面包括所述可热变形的材料，并且其中所述多根编结的线部分地但不全部地嵌入所述可热变形的材料内。
11.根据权利要求10所述的鞋类物品，其中，所述可热变形的材料的一部分将所述多根编结的线与所述鞋类部件的所述第一表面分开。
12.根据权利要求11所述的鞋类物品，其中，所述可热变形的材料的将所述多根编结的线与所述鞋类部件的所述第一表面分开的所述部分的厚度小于所述多根编结的线的厚度。
13.根据权利要求10所述的鞋类物品，其中，所述鞋类部件的所述第一表面还包括所述多根编结的线的内表面。
14.根据权利要求1所述的鞋类物品，其中，所述多根编结的线的至少一部分将所述可热变形的材料的内表面与所述鞋类部件的第一表面分开。
15.一种制造用于鞋类物品的鞋面的方法，包括：
提供鞋楦构件，所述鞋楦构件具有在所述鞋楦构件的外表面上的可热变形的材料的外部层；
将编结的鞋类部件形成到所述外部层上；
加热所述外部层，使得所述外部层与所述编结的鞋类部件接合以形成复合结构；以及
从所述复合结构移除所述鞋楦构件，
其中，所述复合结构由所述编结的鞋类部件在所述可热变形的材料处于特征温度以上的温度时接合到所述可热变形的材料而形成，并且其中，当所述可热变形的材料冷却到所述特征温度以下时所述复合结构形成固态的材料。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述鞋楦构件比所述外部层更刚性。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，加热所述外部层包括将所述外部层加热到特征温度以上，其中所述外部层是在所述特征温度以上可变形的。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述特征温度是包括所述外部层的材料的玻璃化转变温度。
19.根据权利要求15所述的方法，其中，将所述编结的鞋类部件形成到所述外部层上包括将所述鞋楦构件与所述外部层插入穿过编结装置。
20.一种制造用于鞋类物品的鞋面的方法，包括：
使用添加工艺形成鞋楦构件，所述鞋楦构件具有外表面，其中，所述添加工艺包括在计算机的控制下连续铺设材料层；
使用所述添加工艺将外部层的第一区形成到所述鞋楦构件的所述外表面上，其中所述第一区具有第一厚度，并且其中所述外部层包括可热变形的材料；
使用所述添加工艺将所述外部层的第二区形成到所述鞋楦构件的所述外表面上，其中所述第二区具有不同于所述第一厚度的第二厚度；
将编结的鞋类部件形成到所述外部层上；
加热所述外部层，使得所述外部层与所述编结的鞋类部件接合以形成复合结构；以及
从所述复合结构移除所述鞋楦构件，
其中，所述复合结构由所述编结的鞋类部件在所述可热变形的材料处于特征温度以上的温度时接合到所述可热变形的材料而形成，并且其中，当所述可热变形的材料冷却到所述特征温度以下时所述复合结构形成固态的材料。
21.根据权利要求1所述的鞋类物品，其中，所述第一表面是所述鞋类部件的外表面，其中所述第一表面包括所述可热变形的材料，并且其中通过将所述多根编结的线至少部分地嵌入所述第一表面上的所述可热变形的材料内，所述多根编结的线接合到所述可热变形的材料。
22.根据权利要求15所述的方法，其中，形成所述复合结构还包括
将所述编结的鞋类部件至少部分地嵌入所述外部层的所述可热变形的材料内。
23.根据权利要求20所述的方法，其中，形成所述复合结构还包括将所述编结的鞋类部件至少部分地嵌入所述外部层的所述可热变形的材料内。
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