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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen Schuhschaft mit dreidimensionalen Ziermustern aus Polyurethan (PU) sowie einen Schuh mit dem derartigen Schuhschaft. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Halbfabrikat des genannten Schuhschafts, dessen Oberfläche mindestens eine durch ein 3D-Druckverfahren bedruckte PU-Ziereinheit aufweist, die aus einem als 3D-Druckmaterial dienenden Polyurethan besteht, sodass der Schuhschaft und die mit dem Schuhschaft hergestellten Schuhe mit dem dreidimensionalen Ziermuster vielfältig gestaltet werden können.
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Stand der Technik
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Das 3D-Druckverfahren und dessen Anwendungen sind derzeit sehr beliebt, wobei die relevanten Anwendungen bei einer Schuhherstellung nach dem Stand der Technik beispielsweise aus den Patentschriften
US 9,538,738 B2 ,
US 9,522,522 B2 ,
US 9,460,557 B1 und
US 9,453,142 B2 bekannt sind. Aus dem Internet ist im Übrigen zu erfahren, dass führende Schuhhersteller wie Nike, Adidas, Reebok usw. seit Kurzem alle eine Menge Geld in Forschung und Entwicklung von Schuhherstellung mit dem 3D-Druckverfahren investieren, weil durch die Schuhherstellung mit dem 3D-Druckverfahren ein beträchtlicher Anteil der Herstellungskosten eingespart werden kann. Wenn beispielsweise ein Schuhprototyp nach dem Stand der Technik entwickelt wird, werden mindestens 12 Schuhtechniker benötigt, wobei die Herstellungszeit etwa 4 bis 6 Wochen beträgt. Im Vergleich dazu werden nur 2 Schuhtechniker benötigt, wenn der Schuhprototyp mit einem 3D-Druckverfahren hergestellt wird, was eindeutig zeigt, dass das 3D-Druckverfahren im Vergleich zu einer üblichen Produktionslinie viel Zeit erspart, wodurch die für die Herstellung benötigten Arbeitsstunden stark reduziert werden.
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Auf dem technischen Gebiet der Schuhherstellung wird das 3D-Druckverfahren derzeit hauptsächlich zur Herstellung von kundenspezifischen Schuhen mit einem hohen Einzelpreis wie hochwertigen Stöckelschuhen bzw. Sonderschuhen verwendet. Obwohl das 3D-Druckverfahren bei dem Schuhdesign und der Schuhherstellung nach dem Stand der Technik schon auf dem technischen Gebiet der Schuhherstellung Anwendung findet, sind eine Vielzahl von Faktoren wie 3D-Druckmaterial, 3D-Druck-Betriebsart, Massenproduktionsgeschwindigkeit, unterschiedliche Schuhfunktionen (wie Festigkeit in Bezug auf eine Sportintensität), Herstellungskosten, Wettbewerbsfähigkeit auf dem Markt usw. gleichzeitig zu berücksichtigen, um das 3D-Druckverfahren zur Massenherstellung von üblichen Schuhen wie Joggingschuhen, Sportschuhen für unterschiedliche Ballsportarten usw. mit einem geringen Einzelpreis zu verwenden. In diesem Sinne gibt es bisher leider noch keine ausgereifte 3D-Drucktechnologie für die Schuhherstellung, insbesondere für die Herstellung der üblichen Sportschuhe mit einem akzeptablen Einzelpreis.
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Aufgabe der Erfindung
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Die 3D-Drucktechnolieogie auf dem Schuhherstellungsgebiet erfolgreich anzuwenden, insbesondere für die Herstellung der üblichen Sportschuhe mit einem akzeptablen Einzelpreis, wobei die oben genannten Faktoren wie das 3D-Druckmaterial, die 3D-Druck-Betriebsart, die Massenproduktionsgeschwindigkeit, die unterschiedlichen Schuhfunktionen (wie z. B. die Festigkeit in Bezug auf die Sportintensität), die Herstellungskosten, die Wettbewerbsfähigkeit auf dem Markt usw. mit berücksichtigt werden, ist daher eine der durch die vorliegende Erfindung zu lösenden Aufgaben. Ganz allgemein liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhafte Lösung bereitzustellen, um das oben genannte Problem am effektivsten zu beseitigen.
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Technische Lösung
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Zur Lösung der Aufgabe schlägt die Erfindung vor, einen Schuhschaft mit dreidimensionalen Ziermustern aus Polyurethan mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie einen Schuh mit dem derartigen Schuhschaft zu schaffen. Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Schuhschafts sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Das Herstellungsverfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Schuhschafts umfasst folgende Schritte: Bereitstellen eines Schaft-Halbfabrikates, das bereits eine Schaftform aufweist; Bedrucken des Schuhschafts mindestens mittels eines 3D-Druckers, wobei Polyurethan (PU) als 3D-Druckmaterial verwendet wird, das mindestens über eine an dem 3D-Drucker angebrachte Düse ausgespritzt wird, um den 3D-Druck auf dem Schaft-Halbfabrikat zu ermöglichen. Durch dieses 3D-Druckverfahren wird mindestens eine PU-Ziereinheit auf der Oberfläche des Schaft-Halbfabrikates hergestellt, wobei die PU-Ziereinheit je nach einem vorgegebenen Ziermuster eine Vielfalt von verschiedenen Ziermustern beinhalten kann. Das Herstellungsverfahren umfasst ferner den Schritt der Aushärtung, wodurch der Schuhschaft mit dem dreidimensionalen Ziermuster aus PU fertiggestellt wird. Die vorliegende Erfindung ermöglicht nicht nur ein vielfältiges Aussehen der hergestellten Schuhe durch das erfindungsgemäße Ziermuster, sondern erhöht auch die Produktionsleistung bei der Schaftherstellung bzw. bei der Herstellung von Schuhen mit dem erfindungsgemäßen Schuhschaft, was die Wettbewerbsfähigkeit auf dem Markt mit erhöht.
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Gemäß der Erfindung können ein flüssiges Zweikomponenten-PU, ein feuchtigkeitshärtendes Einkomponenten-PU oder ein thermoplastisches PU (TPU) als 3D-Druckmaterial verwendet werden. Dabei wird eine erste Flüssigkeit des flüssigen Zweikomponenten-PUs mit einer langsamen Reaktionszeit unmittelbar vor einer Verwendung mit der zweiten Flüssigkeit des flüssigen Zweikomponenten-PUs vermischt. Das feuchtigkeitshärtende Einkomponenten-PU reagiert beim 3D-Druck mit Luftfeuchtigkeit und wird gehärtet, nachdem das Ziermuster gedruckt ist. Das thermoplastische PU-Material (TPU) wird bei dem 3D-Druck zuerst durch Erhitzung geschmolzen und dadurch in einen flüssigen Zustand gebracht und dann über die Düsen des 3D-Druckers ausgespritzt, wobei das Polyurethan in Form eines Strahls aus der Düse austritt, (ausgespritzt wird).
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Wenn das flüssige Zweikomponenten-PU als 3D-Druckmaterial verwendet wird, werden die erste Flüssigkeit, beispielweise eine Polycyanatester-Flüssigkeit, und die zweite Flüssigkeit wie eine Polyalkoholflüssigkeit unmittelbar vor der Verwendung vermischt, wobei die erste und die zweite Flüssigkeit zuerst in einen vor der (zumindest einen) Düse des 3D-Druckers angeordneten Behälter geleitet und dort gleichmäßig vermischt werden. Dann wird das vermischte, flüssige Zweikomponenten-PU-Material vor der Härtung über die Düse ausgespritzt, um das gewünschte Ziermuster auf das Schaft-Halbfabrikat aufzubringen.
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An dem mindestens einen 3D-Drucker kann auch eine Mehrzahl von Düsen mit gleicher oder unterschiedlicher Größe angeordnet sein. Letzteres ermöglicht, dass die Düsen mit geeigneter Größe während einer 3D-Druckarbeit wahlweise verwendet werden können, um die Arbeitsleistung des 3D-Drucks zu erhöhen.
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Das Schaft-Halbfabrikat wird flach ausgebreitet auf einen an dem 3D-Drucker ausgebildeten Arbeitstisch gelegt, damit das beim 3D-Druck verwendete PU über die Düse(n) des 3D-Druckers schnell auf die Oberfläche des Schaft-Halbfabrikates gedruckt wird.
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Als Alternative dazu lässt sich das Schaft-Halbfabrikat gemäß der vorliegenden Erfindung durch das 3D-Druckverfahren direkt mit dem verwendeten 3D-Drucker herstellen, um Fertigungskosten von bei einem herkömmlichen Herstellungsverfahren von Schaft-Halbfabrikaten benötigten Formwerkzeugen und Verarbeitungskosten, die durch nachfolgende Weiterverarbeitung des Schuhschaftes wie Trimmen und Entgraten verursacht werden, zu vermeiden.
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Ferner wird das Schaft-Halbfabrikat zuerst durch entsprechende Verarbeitungsschritte mit einem Schuhboden wie z. B. einer Innensohle, einer Mittelsohle, einer Außensohle vollständig bzw. zum Teil zu einer Gesamtheit verbunden, um ein Schuh-Halbfabrikat, das eine entsprechende Schuhform aufweist, auszubilden. Dann wird das Schuh-Halbfabrikat an einer drehbaren Haltevorrichtung befestigt, sodass sich das Schuh-Halbfabrikat gegenüber der Düse des 3D-Druckers drehen lässt, was ermöglicht, dass das PU über die Düse schnell auf die Oberfläche des Schaft-Halbfabrikates gedruckt wird.
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Das Schaft-Halbfabrikat wird zuerst mit einem Schuhboden einschließlich der Innensohle, der Mittelsohle und der Außensohle zu einer Gesamtheit verbunden, um ein Schuh-Halbfabrikat, das schon die Schuhform aufweist, auszubilden, wobei mindestens eine Vertiefung bodenseitig an der Außensohle ausgebildet ist, was ermöglicht, dass die Düse des 3D-Druckers das PU separat voneinander zum einen auf die Oberfläche des Schaft-Halbfabrikates des Schuh-Halbfabrikats und zum anderen in die mindestens eine Vertiefung ausspritzt, um mindestens jeweils eine PU-Ziereinheit auf der Oberfläche des Schuhschaftes sowie an der Bodenseite der Außensohle auszubilden.
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Im Folgenden werden die Erfindung und ihre Ausgestaltungen anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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In den Zeichnungen zeigt
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1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schaft-Halbfabrikats, an dem eine Düse eines 3D-Druckers arbeitet,
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2 eine perspektivische Darstellung des Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schaft-Halbfabrikats nach der 3D-Druck-Bearbeitung in 1,
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3 eine perspektivische Darstellung des Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schaft-Halbfabrikats nach der 3D-Druck-Bearbeitung und vor der Verbindung mit einem Schuhboden,
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4 eine perspektivische Darstellung eines zusammengesetzten erfindungsgemäßen Schuhes gemäß 3,
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5 eine perspektivische Darstellung des Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schaft-Halbfabrikats, das vor der 3D-Druck-Bearbeitung zunächst mit der Mittelsohle des Schuhbodens verbunden ist,
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6 eine perspektivische Darstellung eines durch Verbindung des in 5 gezeigten Schaft-Halbfabrikats mit dem Schuhboden hergestellten Schuh-Halbfabrikats,
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7 eine Seitenansicht des in 6 gezeigten Schuh-Halbfabrikats, bei dem eine 3D-Druck-Bearbeitung vorgenommen wird,
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8 eine perspektivische Darstellung des in 7 gezeigten Schuh-Halbfabrikats nach der 3D-Druck-Bearbeitung,
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9 eine perspektivische Darstellung des in 8 gezeigten Schuh-Halbfabrikats nach der 3D-Druck-Bearbeitung und vor der Verbindung mit einer Außensohle,
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10 eine perspektivische Darstellung des in 9 gezeigten Schuh-Halbfabrikats nach der Verbindung mit der Außensohle,
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11 eine perspektivische Darstellung des Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schaft-Halbfabrikats, das vor der 3D-Druck-Bearbeitung zunächst mit der Mittel- und Außensohle des Schuhbodens verbunden ist,
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12 eine perspektivische Darstellung eines durch Verbindung des in 11 gezeigten Schaft-Halbfabrikats mit dem Schuhboden hergestellten Schuh-Halbfabrikats,
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13 eine Seitenansicht des in 12 gezeigten Schuh-Halbfabrikats, bei dem eine 3D-Druck-Bearbeitung vorgenommen wird,
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14 eine perspektivische Darstellung des in 12 gezeigten Schuh-Halbfabrikats, bei dessen Außensohle eine 3D-Druck-Bearbeitung vorgenommen wird,
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15 eine perspektivische Darstellung des in 14 gezeigten Schuh-Halbfabrikats (von unten gesehen), bei dessen Außensohle die 3D-Druck-Bearbeitung abgeschlossen ist, und
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16 eine perspektivische Darstellung des in 14 gezeigten Schuh-Halbfabrikats (von oben gesehen), bei dessen Außensohle die 3D-Druck-Bearbeitung abgeschlossen ist.
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Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
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In 1 und 2 ist ein erfindungsgemäßer Schuhschaft mit einem dreidimensionalen Ziermuster aus PU dargestellt, wobei der Schuhschaft – wie es in der 2 dargestellt ist – folgende Bestandteile umfasst: ein Schaft-Halbfabrikat 10, das aus entsprechenden Schaftmaterialien hergestellt ist und eine Schaftform aufweist, und mindestens eine PU-Ziereinheit 40, die mindestens mittels eines 3D-Druckers 30 gedruckt wird, wobei das PU 20 als 3D-Druckmaterial verwendet wird, sodass das PU 20, das aus der Düse 31 des 3D-Druckers 30 austritt, auf die Oberfläche des Schaft-Halbfabrikates 10 gedruckt wird und mit diesem zusammen eine Gesamtheit bildet.
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Das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Schuhschaftes umfasst folgende Schritte.
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Schritt 1: Bereitstellung eines Schaft-Halbfabrikates 10. Das Schaft-Halbfabrikat 10 lässt sich mit einem üblichen Schuhfertigungsverfahren herstellen, ist aber nicht darauf beschränkt, wobei Kunstleder wie PU, Polyvinylchlorid (PVC) oder eine Kombination von den beiden als Schaftmaterialien verwendet werden können. Anschließend wird ein Formwerkzeug, beispielsweise ein Schaftformwerkzeug angefertigt. Dann wird ein roher Schuhschaft durch ein Spritzgussverfahren mittels des genannten Formwerkzeuges hergestellt. Schließlich wird der rohe Schuhschaft randseitig entgratet bzw. getrimmt, sodass ein wie in der 1 dargestelltes Schaft-Halbfabrikat 10 ausgebildet ist, das schon eine entsprechende Schaftform aufweist, wobei die Form des Schaft-Halbfabrikates 10 beispielsweise entsprechende Formgestaltungen bzw. Schnürösen aufweist, deren Position und Anzahl unbeschränkt sind und deren Formen sich je nach dem gewünschten Design variieren lassen.
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Schritt 2: 3D-Druck mit mindestens einem 3D-Drucker 30, wobei das PU 20 als Druckmaterial verwendet wird. Das genannte PU 20 kann entweder ein flüssiges Zweikomponenten-PU, ein feuchtigkeitshärtendes Einkomponenten-PU oder ein thermoplastisches PU (TPU) sein. Um die Beschreibung der vorliegenden Erfindung zu vereinfachen, wird hier lediglich das flüssige Zweikomponenten-PU, dessen zwei Komponenten unmittelbar vor der Verwendung vermischt werden, als ein Ausführungsbeispiel angeführt – worauf die vorliegende Erfindung jedoch keinesfalls beschränkt sein soll –, wobei die erste Flüssigkeit 21 ohne darauf beschränkt zu sein eine Polycyanatester-Flüssigkeit sein kann, während die zweite Flüssigkeit 22 – wiederum ohne darauf beschränkt zu sein – eine Polyalkoholflüssigkeit sein kann. In dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die erste Flüssigkeit 21 und die zweite Flüssigkeit 22 zu einer gleichmäßigen Vermischung separat voneinander jeweils durch ein Förderungsrohr 33 in einen vor der Düse 31 des 3D-Druckers 30 angeordneten Behälter 33 geleitet, wobei die Vermischung in dem Behälter 32 durch ein in den Zeichnungen nicht dargestelltes Rührwerk erfolgt, worauf die vorliegende Erfindung aber ebenfalls auf keinen Fall beschränkt ist. Anschließend wird das vermischte, flüssige Zweikomponenten-PU 20a vor seiner Härtung über die Düse 31 auf die Oberfläche des Schaft-Halbfabrikats 10 ausgespritzt, um ein durch ein 3D-Druckverfahren hergestelltes Produkt zu verwirklichen. Weil die Bestandteile und deren Funktionen des in der vorliegenden Erfindung verwendeten 3D-Druckers 30 durchwegs aus dem Stand der Technik bekannt sind, werden die Bauteile des 3D-Druckers 30 wie die einzelnen Düsen 31, der Behälter 32 sowie deren Aufbau und Funktionen hier nicht näher erläutert.
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Schritt 3: Druck mindestens einer PU-Ziereinheit 40 auf der Oberfläche des Schaft-Halbfabrikates 10, wobei die PU-Ziereinheit 40 mittels eines 3D-Druckverfahrens gedruckt wird. Je nach einem vorgegebenen Ziermuster kann die PU-Ziereinheit 40 eine Vielfalt von verschiedenen Ziermustern beinhalten, die beispielsweise wie in der 2 dargestellte Reliefbilder 40a, 40b bzw. Reliefstreifen 40c, 40d aussehen, was aber Beschränkung der möglichen Ausgestaltungen sein soll, wobei die Reliefbilder sogar die Festigkeit des Schuhschaftes verstärken können. In der 2 sind beispielsweise Reliefbilder 41 an einer die Schnürösen 11 des Schaft-Halbfabrikates 10 umgebenden Stelle ausgebildet, wodurch die Reißfestigkeit der Schnürösen 11 erhöht wird.
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Schritt 4: Aushärtung. Durch die Aushärtung wird der in der 2 dargestellte Schuhschaft 10a mit den dreidimensionalen Ziermustern aus PU fertiggestellt. Der im Schritt 4 fertiggestellte Schuhschaft 10a wird anschließend weiter verarbeitet. Beispielsweise wird der Schuhschaft 10a mit einem Schuhboden 50 des Schuhes zu einer Gesamtheit verbunden, wie es in der 3 dargestellt ist, wobei der Schuhboden 50 in der Regel eine in den Zeichnungen nicht dargestellte Innensohle, eine Mittelsohle 51 und eine Außensohle 52 umfasst, worauf die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, wodurch ein in der 4 dargestellter Schuh 60 hergestellt wird, was ermöglicht, dass die vorliegende Erfindung die Wettbewerbsfähigkeit der erfindungsgemäßen Schuhe auf dem Markt erhöht.
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In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird der 3D-Drucker 30 mit einer Mehrzahl von den Düsen 31 unterschiedlicher Größe ausgerüstet. Beispielsweise ist der 3D-Drucker 30 in der 2 und der 3 mit zwei Düsen 31 ausgerüstet, worauf die vorliegende Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, wobei die einzelnen Düsen 31 nach einem in einem Computerprogramm festgelegten Konzept separat voneinander bzw. gleichzeitig arbeiten können. Übrigens lassen sich die einzelnen Düsen 31 in unterschiedlichen Abmessungen ausführen, sodass die Düsen 31 mit den geeigneten Abmessungen während des 3D-Druckverfahrens gezielt für die zu druckenden PU-Ziereinheiten 40 ausgewählt werden können, um die Arbeitsleitung der einzelnen Düsen 31 bei dem 3D-Druck zu erhöhen.
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Gemäß 1 und 2 wird das Schaft-Halbfabrikat 10 flach ausgebreitet auf einen in den Zeichnungen nicht dargestellten Arbeitstisch des 3D-Druckers 30 gelegt, sodass die Düsen 31 das 3D-Druckmaterial, das PU 20, schnell auf die Oberfläche des Schaft-Halbfabrikates 10 drucken können.
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Um die Arbeitsleistung bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Schuhschaftes 10a zu erhöhen, lässt sich das in dem Schritt 1 bereitgestellte Schaft-Halbfabrikat 10 als eine weitere Verbesserung direkt durch das 3D-Druckverfahren mit dem in der vorliegenden Erfindung verwendeten 3D-Drucker 30 herstellen, d. h. dass das Schaft-Halbfabrikat 10 direkt mit den Düsen 31 des 3D-Druckers 30 hergestellt wird, wie etwa durch die rechts in der 1 dargestellte Düse 31, um die Fertigungskosten eines bei einem herkömmlichen Verfahren für die Herstellung eines Schaft-Halbfabrikates benötigten Formwerkzeuges und die Verarbeitungskosten, die durch nachfolgende Weiterverarbeitung des Schuhschaftes wie Trimmen und Entgraten verursacht werden, einzusparen.
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Gemäß 5 lässt sich das im Schritt 1 bereitgestellte Schaft-Halbfabrikat 10 alternativ zuerst durch andere Verarbeitungsverfahren wie ein Klebe- und Pressverfahren vollständig bzw. zum Teil mit dem Schuhboden 50 wie z. B. mit einer in den Zeichnungen nicht dargestellten Innensohle, einer Mittelsohle 51 bzw. einer Kombination von den beiden zu einer Gesamtheit verbinden, worauf die Erfindung aber nicht beschränkt ist, um ein mit dem Schaft-Halbfabrikat 10 versehenes Schuh-Halbfabrikat 60a auszubilden, wie es in 6 dargestellt ist. Als ein weiterer Schritt wird das Schuh-Halbfabrikat 60a mithilfe einer im Design festgelegten Halte- bzw. Spannvorrichtung, die in den beiliegenden Zeichnungen aber nicht dargestellt ist, weiter verarbeitet. Beispielsweise wird das Schuh-Halbfabrikat 60a auf eine drehbare Haltevorrichtung aufgesteckt, sodass sich das Schuh-Halbfabrikat 60a gegenüber der Düse 31 des 3D-Druckers 30 drehen und daher seinen Drehwinkel – wie der Pfeil A in der 7 andeutet – einstellen lässt, was ermöglicht, dass die Düse 31 das 3D-Druckmaterial, das PU 20, auf die Oberfläche des Schuh-Halbfabrikates 10 druckt, um mindestens eine PU-Ziereinheit 40 auszubilden, wie es in 8 dargestellt ist.
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Das Schuh-Halbfabrikat 60a mit mindestens einer PU-Ziereinheit 40 wird weiter verarbeitet, wobei das Schuh-Halbfabrikat 60a beispielsweise mit der Außensohle 52 des Schuhbodens 50 zu einer Gesamtheit verbunden wird, wie es in 9 dargestellt ist, worauf die Erfindung aber nicht beschränkt ist, wodurch der Schuh 60 fertiggestellt wird, wie es in 10 dargestellt ist. Weil mindestens eine PU-Ziereinheit 40 durch 3D-Druckverfahren auf dem Schuhschaft des Schuhs 60 ausgebildet ist, weist der Schuh 60 im Vergleich zu einem herkömmlichen Schuh eine hohe Veränderbarkeit auf, was die Wettbewerbsfähigkeit des Schuhes 60 auf dem Markt tatsächlich erhöht.
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Gemäß 11 lässt sich das im Schritt 1 bereitgestellte Schaft-Halbfabrikat 10 alternativ zuerst durch die anderen Verarbeitungsverfahren wie Klebe- und Pressverfahren vollständig mit dem Schuhboden 50, beispielsweise mit einer in den Zeichnungen nicht dargestellten Innensohle, einer Mittelsohle 51, einer Außensohle 52, zu einer Gesamtheit verbinden, wodurch ein Schuh-Halbfabrikat 60b, das bereits eine Schuhform aufweist, ausgebildet ist, wie es in der 12 dargestellt ist, wobei mindestens eine Vertiefung 521 an der Bodenseite der Außensohle 52 einschließlich ihrer Seitenränder, die sich von der Bodenseite nach oben erstrecken, ausgebildet ist. Die Form und Position der mindestens einen Vertiefung 521 an der Bodenseite unterliegen keinen Beschränkungen und lassen sich je nach Design variieren. In 13 und 14 ist beispielsweise eine Mehrzahl von unregelmäßigen, quergesteiften Vertiefungen 521 an der Bodenseite der Außensohle 52 ausgebildet, worauf die vorliegende Erfindung aber nicht beschränkt sein soll. Als ein weiterer Schritt wird das Schuh-Halbfabrikat 60b beispielsweise auf eine in den Zeichnungen nicht dargestellte, drehbare Haltevorrichtung aufgesteckt, sodass sich das Schuh-Halbfabrikat 60b im Zusammenwirken der in den Zeichnungen nicht dargestellten Halte- bzw. Spannvorrichtung gegenüber den Düsen 31 drehen kann, wobei sich der Drehwinkel – wie der Pfeil B in der 13 andeutet – einstellen lässt, sodass der 3D-Druck mittels der Düse 31 auf der Oberfläche des Schaft-Halbfabrikates 10 von dem Schuh-Halbfabrikat 60b erfolgt, wobei mindestens eine PU-Ziereinheit 40, die als die erste PU-Ziereinheit 40 bezeichnet wird, ausgebildet wird. Darüber hinaus kann der 3D-Druck mittels der Düse 31 an der Bodenseite der Außensohle 52 von dem Schuh-Halbfabrikat 60b erfolgen, wie es in 14 dargestellt ist, sodass mindestens jeweils eine PU-Ziereinheit 70, die als die zweite PU-Ziereinheit 70 bezeichnet wird, in den einzelnen Vertiefungen 521 an der Bodenseite der Außensohle 52 ausgebildet wird, wie es in 14 und 15 dargestellt ist. Die zweiten PU-Ziereinheiten 70 erfüllen hier nicht nur eine Verzierungsfunktion, sondern auch eine Antirutschfunktion, weil sie beim Design so ausgelegt werden, dass sie eine größere Dicke aufweisen, sodass sie über die Oberfläche der Außensohle 52 hinausragen.
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Übrigens lässt sich der Druck der zweiten PU-Ziereinheiten 70 und der ersten PU-Ziereinheiten 40 entweder separat voneinander oder ununterbrochen durchführen. Bei einem separat voneinander durchgeführten Duck werden alle ersten PU-Ziereinheiten 40 zuerst mit der Düse 31 auf die Oberfläche des Schaft-Halbfabrikates 10 aufgebracht. Dann wird das Schuh-Halbfabrikat 60b in einem geeigneten Winkel so gedreht, dass sich die Außensohle 52 mit ihrer Bodenseite gegenüber der Düse 31 befindet, was ermöglicht, dass die Düse 31 das 3D-Druckmaterial gezielt in den einzelnen Vertiefungen 521 an der Bodenseite der Außensohle 52 ausspitzt, um alle zweiten PU-Ziereinheiten 70 herzustellen. Das heißt, dass die ersten PU-Ziereinheiten 40 und die zweiten PU-Ziereinheiten 70 dabei separat voneinander gedruckt werden und sich daher in einem voneinander getrennten Zustand befinden. Im Gegensatz dazu wird eine PU-Ziereinheit 40 bei einem ununterbrochenen Druck – wie es in der 13 dargestellt ist – zuerst mit der Düse 31 auf einen Abschnitt des Schaft-Halbfabrikates 10 aufgebracht, wobei ein Seitenrand einer zweiten PU-Ziereinheit 70 gleichzeitig mit hergestellt werden kann. Anschließend wird das Schuh-Halbfabrikat 62 so in eine Winkelstellung gedreht, dass sich die Außensohle 52 mit ihrer Bodenseite gegenüber der Düse 31 befindet, was ermöglicht, dass die Düse 31 gleichzeitig mit dem Aufbringen der zweiten PU-Ziereinheit 70 auf einen Abschnitt an der Bodenseite der Außensohle 52 beginnt, wie es in der 14 dargestellt ist. Danach wird das Schuh-Halbfabrikat 60b wieder so in eine Winkelstellung gedreht, dass sich das Schaft-Halbfabrikat 10 wieder gegenüber der Düse 31 befindet, um zu ermöglichen, dass die Düse 31 bei dem ununterbrochenen Druck wieder mit dem Aufbringen der ersten PU-Ziereinheit 40 auf die Oberfläche des Schaft-Halbfabrikates 10 beginnt, wie es in der 13 dargestellt ist. Dadurch werden die ersten PU-Ziereinheiten 40 und die zweiten PU-Ziereinheiten 70 bei dem ununterbrochenen 3D-Druck wechselweise hergestellt, wobei die Winkelstellung des Schuh-Halbfabrikats 60b dementsprechend eingestellt wird, bis die ersten PU-Ziereinheiten 40 und die zweiten PU-Ziereinheiten 70 sämtlich fertig hergestellt sind, wobei sich die ersten PU-Ziereinheiten 40 und die zweiten PU-Ziereinheiten 70 in den entsprechenden Abschnitten in einem miteinander verbundenen Zustand befinden, wie es in 15 und 16 dargestellt ist. Weil sich die ersten PU-Ziereinheiten 40 und die zweiten PU-Ziereinheiten 70 dabei in einem miteinander verbundenen Zustand befinden, wird die Konstruktionsfestigkeit des Schuhes 60 weiter erhöht.
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Die Erfindung betrifft zusammenfassend einen Schuhschaft mit dreidimensionalen Ziermustern aus Polyurethan (PU) sowie einen Schuh mit dem derartigen Schuhschaft, wobei ein Schaft-Halbfabrikat 10 bereitgestellt wird. Danach wird ein 3D-Drucker bereitgestellt, wobei das PU 20 als Druckmaterial verwendet wird. Dann geschieht das Drucken des Druckmaterials auf die Oberfläche des Schaft-Halbfabrikates 10 mit den am 3D-Drucker 30 angeordneten Düsen 31, sodass mindestens eine PU-Ziereinheit 40 durch das 3D-Druckverfahren auf das Schaft-Halbfabrikat aufgebracht wird. Schließlich wird ein Aushärtungs-Vorgang durchgeführt, sodass der Schuhschaft 10a mit den dreidimensionalen Ziermustern aus PU 20 fertig hergestellt wird. Damit wird ein vielfältiges Aussehen des Schuhes ermöglicht. Außerdem werden Kosten und Unannehmlichkeiten vermieden, welche bei einem herkömmlichen Herstellungsverfahren durch die Bereitstellung von verschiedenen Formwerkzeugen verursacht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Schaft-Halbfabrikat
- 10a
- Schuhschaft
- 11
- Schnüröse
- 20
- PU
- 20a
- Flüssiges Zweikomponenten-PU
- 21
- erste Flüssigkeit
- 22
- zweite Flüssigkeit
- 30
- 3D-Drucker
- 31
- Düse
- 32
- Behälter
- 33
- Förderungsrohr
- 40
- PU-Ziereinheit
- 40a, 40b, 41
- Reliefbild
- 40c, 40d
- Reliefstreifen
- 50
- Schuhboden
- 51
- Mittelsohle
- 52
- Außensohle
- 521
- Vertiefung
- 60
- Schuh
- 60a, 60b
- Schuh-Halbfabrikat
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 9538738 B2 [0002]
- US 9522522 B2 [0002]
- US 9460557 B1 [0002]
- US 9453142 B2 [0002]
