TWI622499B - 製造鞋類物件之方法 - Google Patents

Abstract

使用一列印系統以將一層材料選擇性列印於最初呈一平面或二維形狀之一表面上。在將該層材料列印至該表面上之後，該層材料曝露於來自一輻射源之一輻射量且部分固化。若干層材料可彼此疊置且亦部分固化。該平坦表面可重新塑形為一非平面或三維形狀，且該等層材料再次曝露於一輻射量且完全固化。

Description

製造鞋類物件之方法

本實施例大體上係關於三維列印系統及方法。

三維列印系統及方法可與各種技術相關聯，該等技術包含熔融沈積成形、電子束無模製造、選擇性雷射燒結以及其他類型之三維列印技術。

由三維列印系統形成之結構可與藉由其他製造技術形成之物體一起使用。此等包含在各種鞋類物件及/或服裝物件中使用之紡織物材料。

100‧‧‧基底材料元件/基板

110‧‧‧步驟

112‧‧‧步驟

114‧‧‧步驟

116‧‧‧步驟

120‧‧‧運動球

122‧‧‧層材料

124‧‧‧曲率

126‧‧‧厚度

130‧‧‧第一因素

132‧‧‧第二因素

133‧‧‧因素

134‧‧‧決策程序

200‧‧‧列印系統

210‧‧‧列印器件

212‧‧‧外殼組件

214‧‧‧托盤

216‧‧‧列印頭

220‧‧‧計算系統

222‧‧‧中央處理器件

224‧‧‧視覺顯示組件

226‧‧‧輸入器件

228‧‧‧電腦輔助設計(CAD)表示

230‧‧‧網路

300‧‧‧選擇性列印設計特徵

302‧‧‧油墨

310‧‧‧設計部分

320‧‧‧第一設計部分

322‧‧‧第一設計部分高度

330‧‧‧第二設計部分

332‧‧‧第二設計部分高度

340‧‧‧第三設計部分

342‧‧‧第三設計部分高度

350‧‧‧第四設計部分

352‧‧‧第四設計部分高度

360‧‧‧x-y-z笛卡爾座標系統

362‧‧‧x軸

364‧‧‧y軸

366‧‧‧z軸

370‧‧‧第一截面積

372‧‧‧第二截面積

374‧‧‧第三截面積

376‧‧‧第四截面積

400‧‧‧第一組態

402‧‧‧第一層

420‧‧‧第二組態

430‧‧‧第三組態

432‧‧‧層系統

500‧‧‧紫外光源

520‧‧‧第一輻射事件

522‧‧‧第二輻射事件

524‧‧‧第三輻射事件

528‧‧‧設計部分

530‧‧‧油墨

540‧‧‧液體狀態

541‧‧‧液體狀態

542‧‧‧部分固化或半固體狀態

543‧‧‧部分固化或半固體狀態

544‧‧‧輻射強度

546‧‧‧完全固化或固體狀態

560‧‧‧第一組態

562‧‧‧第二組態

564‧‧‧第三組態

600‧‧‧非平面模型

610‧‧‧輻射強度

620‧‧‧鞋面

650‧‧‧第二選擇性列印設計特徵

700‧‧‧例示性方法

702‧‧‧第一組態

704‧‧‧第二組態

706‧‧‧第三組態

708‧‧‧第四組態

710‧‧‧層系統

714‧‧‧平面基底材料元件

716‧‧‧輻射源

718‧‧‧第一輻射強度量

722‧‧‧模型

724‧‧‧最大輻射強度量

730‧‧‧所得物件

750‧‧‧先前方法

752‧‧‧第一組態

754‧‧‧第二組態

756‧‧‧第三組態

758‧‧‧第四組態

760‧‧‧層系統

764‧‧‧基板

766‧‧‧輻射源

782‧‧‧模型

784‧‧‧最大輻射強度量

786‧‧‧結構變形

參考以下圖式及描述可較佳理解實施例。圖中之組件不必按比例繪製，代替性地將重點放在繪示實施例之原理上。再者，在圖中，貫穿不同視圖，相同元件符號指定對應零件。

圖1係呈一平面組態之一基底材料元件之一實施例之一透視圖；圖2係在一基底材料元件上形成選擇性列印三維設計特徵之一通用程序之一實施例；圖3至圖4繪示在一輻射事件期間考量之一通用實施例及程序；圖5係具有可與一列印系統一起使用之基底材料元件之列印系統之組 件之一實施例之一示意圖；圖6係列印至一基底材料元件上之一選擇性列印設計特徵之一實施例之一示意圖；圖7至圖8繪示形成具有列印於一基底材料元件上之一三維結構之一選擇性列印設計特徵之步驟之一示意圖；圖9係將一液體轉換為一半固體狀態之一輻射源之一放大視圖；圖10係呈一液體狀態、一半固體狀態及一固體狀態之一層材料之橫截面視圖；圖11係使用選擇性列印設計特徵將一基底材料自一平面組態重新塑形為一非平面組態之一示意圖；及圖12係具有一層系統之一基底材料元件之兩個程序之間之一比較之一示意圖，其中將基底材料元件自一平面組態重新塑形為一非平面組態。

在一個態樣中，一種製造一鞋類物件之方法包括定位呈一平面組態之一基底材料元件。使用一列印器件將一第一層沈積至該基底材料元件上。在一第一輻射事件期間部分固化該第一層材料。使用該列印器件將一第二層材料沈積至該第一層材料上以形成一層系統。在一第二輻射事件期間部分固化該第二層材料。將該基底材料元件重新塑形為一非平面組態。在一第三輻射事件期間完全固化該層系統。

在另一態樣中，一種製造一鞋類物件之方法包括定位呈一平面組態之一基底材料元件。使用一列印器件將一第一層材料沈積至該基底材料元件上。在一第一輻射事件期間部分固化該第一層材料。使用該列印器件將一第二層材料沈積至該第一層材料上以形成一選擇性列印設計特徵。在一第 二輻射事件期間部分固化該第二層材料。將該基底材料元件重新塑形為一非平面組態。在一第三輻射事件期間完全固化該層系統。其中該選擇性列印設計特徵包含一第一設計部分及一第二設計部分。其中該第一設計部分具有一第一截面積。其中該第二設計部分具有一第二截面積。其中該第一截面積不同於該第二截面積。

在另一態樣中，一種製造一鞋類物件之方法包括定位呈一平面組態之一基底材料元件。使用一列印器件將一第一層材料沈積至該基底材料元件上。基於該第一層材料之至少一第一物理性質判定一第一輻射強度。在一第一輻射事件期間藉由發射該第一輻射強度而部分固化該第一層材料。使用該列印器件將一第二層材料沈積至該第一層材料上以形成一層系統。基於該第二層材料之至少一第二物理性質判定一第二輻射強度。在一第二輻射事件期間藉由發射該第二輻射強度而部分固化該第二層材料。基於該層系統之至少一第三物理性質判定一第三輻射強度。將該基底材料重新塑形為一非平面組態。在一第三輻射事件期間藉由發射該第三輻射強度量而完全固化該層系統。

一般技術者在檢查以下圖及詳細描述之後將或將變得瞭解實施例之其他系統、方法、特徵及優點。全部此等額外系統、方法、特徵及優點旨在包含於此描述及此概述中，在實施例之範疇內且由以下申請專利範圍保護。

圖1繪示用於列印之一基底材料元件之一實施例之透視圖。如貫穿本發明使用，基底材料元件或基板100可與衣服或服裝物件(諸如一鞋類物件)相關聯。在此例示性實施例中，基板100形成一鞋類物件之一鞋面。

在一些其他實施例中，基板100可與除了鞋類之外之其他衣服物件相 關聯。術語「物件」旨在包含鞋類物件及服裝物件兩者。如貫穿本實施方式且在申請專利範圍中使用，術語「鞋類物件」及其之變體包含任何鞋類及與鞋類相關聯之任何材料(包含一鞋面)且亦可應用至各種運動鞋類類型，包含(例如)棒球鞋、籃球鞋、交叉訓練鞋、自行車運動鞋、橄欖球鞋、網球鞋、足球鞋及登山靴。如貫穿本實施方式且在申請專利範圍中使用，術語「鞋類物件」及「鞋類」亦包含通常視為非運動、正式或裝飾性之鞋類類型，包含禮鞋、平底便鞋、涼鞋、拖鞋、船鞋及工作靴。

雖然在鞋類之背景內容中描述所揭示之實施例，但所揭示之實施例可進一步同等地應用至任何衣服、服裝或設備物件。舉例而言，所揭示之實施例可應用至(但不限於)禮帽、帽子、襯衫、針織衫、夾克、短襪、短褲、褲子、內衣、運動支援服裝、手套、腕/臂帶、袖套、髮帶、袋、任何針織材料、任何編織材料、任何不織布材料及運動設備(諸如運動球)。因此，如貫穿本實施方式且在申請專利範圍中使用，術語「服裝物件」及其之變體可指代任何服裝或衣服，包含任何鞋類物件以及禮帽、帽子、襯衫、針織衫、夾克、短襪、短褲、褲子、內衣、運動支援服裝、手套、腕/臂帶、袖套、髮帶、任何針織材料、任何編織材料、任何不織布材料。

參考圖1，基板100可具有一基本上平坦或平面幾何形狀。在一些實施例中，此平面幾何形狀容許將基板100放置於一列印系統之組件上用於列印。

參考圖2，展示用於在一基底材料元件上形成三維物體之一通用程序之一實施例。在一些實施例中，已將三維物體選擇性列印至一平坦基板上，且接著將平坦基板重新塑形為一非平面物體。在一些實施例中，一些或全部以下步驟可由包含於一列印系統內之一控制單元執行。在一些其他實施 例中，一些或全部此等步驟可由與一列印系統相關聯之額外系統或器件(諸如一列印器件)執行。另外，在一列印器件與一計算系統電子通信之情況下，一或多個步驟可由計算系統之一中央處理器件執行。另外，應理解，在其他實施例中，一或多個以下步驟可係選用的或可添加額外步驟。

在步驟110期間，一列印器件可將一油墨層或其他層材料列印至一平坦基板或基底材料元件之一表面上或至具有一非平面形狀之一物件之一平面部分上。在一些實施例中，油墨層將列印於基底材料元件之頂部上。在一些其他實施例中，油墨層可連續列印於一先前油墨層之頂部上，藉此形成一層系統。在一些實施例中，經列印油墨層將設計元件形成至基板上。

在一些實施例中，在一列印頭將油墨層沈積至基底材料元件上之後，列印系統可利用轉換油墨層且形成一三維特徵之佈建。換言之，可將油墨層自一液體狀態轉換為一半固體狀態或一固體狀態。在一些實施例中，轉換油墨層將提供結構性質至油墨層及/或層系統。在一些實施例中，一列印系統可使用一輻射源以在一輻射事件期間轉換或固化油墨層。如在本實施方式中且在申請專利範圍中使用，「固化」及其之變體涵蓋一聚合物材料之聚合或交聯。固化可由包含(但不限於)藉由紫外輻射活化添加劑之程序執行。在一項實施例中，使用一燈源發射紫外輻射(有時稱為紫外光)。在一些其他實施例中，輻射源可係不同的。在又一些其他實施例中，可使用其他方法轉換油墨層。

在步驟112中，在一輻射事件期間藉由紫外光部分固化油墨層。為了論述之目的，輻射事件及其之變體可指代將一層材料(諸如一油墨層)曝露於來自此項技術中已知之任何輻射源之輻射能。在輻射事件期間，輻射源可發射一物理量之輻射(諸如一強度之輻射(在下文中稱為輻射強度))，藉此 影響層材料之物理性質。應瞭解，存在光強度之各種量度，包含輻射強度(每球面度之瓦特數)、發光強度(每球面度之流明數)、輻照度(每平方米之瓦特數)及輻射輝度(每平方米每球面度之瓦特數)。可由熟習此項技術者選擇針對一給定應用之強度或輻射強度之適當量度。

為了特性化一輻射源之可能一輻射強度量之目的，可將輻射強度指代為可由一輻射源發射之一最大輻射強度之一百分比。因此，在一項實施例中，可能輻射強度之範圍可係自0%輻射強度(無輻射)至100%輻射強度(最大輻射強度)。在一些實施例中，最大輻射強度可指代可由輻射源達成之最大輻射強度或用以達成一特定固化效應之最大所要輻射強度。在一項實施例中，最大輻射強度指代完全固化層材料所需之輻射量。

在一些實施例中，使用紫外光固化油墨層可取決於所發射之輻射強度量而將油墨層自一液體狀態轉換為一半固體狀態。在一些實施例中，為了部分固化，油墨層可接收將油墨層自一液體狀態轉換為一固體狀態所需之最大輻射強度之小於50%。在一項實施例中，由一輻射源發射以部分固化油墨層之輻射強度量之範圍可係自約1%至約50%，通常自約10%至約40%。在一些實施例中，油墨層可在藉由列印頭沈積各油墨層之後部分固化。在一些其他實施例中，油墨層可在已沈積一個以上油墨層時部分固化。應注意，油墨層之部分固化在基底材料元件呈一實質上平坦二維幾何組態時發生。

在步驟114中，在油墨層已列印至基板上且藉由紫外光部分固化之後，接著將基板重新塑形為一非平面或三維組態。在一些實施例中，重新塑形基板以與一模型相符。在基板之重新塑形期間，經部分固化油墨層可保持其等之結構性質且黏附至基底材料之表面而無任何剪應力或變形。應注意， 在輻射事件期間，當判定用於固化之輻射強度量時可考量若干因素。在一些實施例中，可考量基底材料元件及層材料兩者之曲率量(即，一「曲率位準」)以避免任何剪應力或變形。在一些情況中，將亦需要考量層材料之厚度量。在又一些其他實施例中，在一輻射事件期間需要考量層材料之可撓性。將在下文中進一步詳細解釋此等考量。

在最終步驟116中，現在呈一非平面組態之基板亦包含多個油墨層(亦稱為一層系統)。在此步驟期間，層系統在另一輻射事件期間完全固化。在此輻射事件期間，輻射源可發射多於部分固化油墨層所使用之輻射量之一輻射量。在一項實施例中，藉由輻射源發射最大輻射強度，藉此完全固化層系統。一旦基底材料已轉換為一非平面組態且層系統已完全固化，結果便係具有無任何剪應力或可見結構變形之一三維選擇性列印設計特徵之一三維非平面基底材料。

圖3及圖4繪示什麼因素可在一輻射事件期間被考量之概念。圖3繪示呈一運動球120之形狀之一非平面物體之一實施例。如所展示，在一些實施例中，運動球120可具有安置於運動球120之法向表面曲率上方之經列印層材料122。在一些實施例中，固化層材料122可在其呈一平面組態時在運動球120表面上列印且部分。如上文中提及，為了避免層材料122之任何剪應力及結構變形，當將運動球轉換為一非平面組態時，將考量層材料122及基底材料元件之曲率124。在一些實施例中，在一輻射事件期間將亦考量層材料122之厚度126及一可撓性。

在一些實施例中，熟習此項技術者將考量上文論述之因素以判定在一輻射事件期間之輻射強度量。參考圖4，在一決策程序134中使用包括基底材料元件及層材料之曲率之一第一因素130、包括層材料之厚度之一第二 因素132及包括層材料之可撓性之一第三因素。如本文中使用，曲率位準係一層或基底材料元件之曲率之一量度且可包含係無曲率或具有零曲率之一位準之一「平坦」位準。具體言之，程序134使用此等因素以判定在一輻射事件期間用於固化層材料之一輻射強度量。此程序可視為已在先前論述且在圖2中展示之步驟112(部分固化一或多個子層)或步驟116(完全固化一層材料)中之一子程序。

此等因素(例如，因素130、因素132及因素133)之各者可稱為「層材料因素」。此等因素大致涉及一層材料之宏觀性質且可區別於(雖然相關於)微觀性質，諸如材料成分、物理狀態(例如，液體或固體)、黏度等。再者，如上文提及，各因素可取決於因素在其期間被考量之步驟而變動。舉例而言，為了在一平坦基板上部分固化一材料層，基底材料元件之曲率(即，第一因素130)可指代層材料在基底材料元件之部分固化及重新塑形之後將呈現之曲率。因此，若已知一基底材料元件可在層材料部分固化之後高度彎曲，則應選擇輻射量，使得層材料能夠在部分固化之後實質彎曲(而不斷裂)。相比之下，當判定用於最終固化之輻射時，所考量之基底材料元件之曲率可係元件呈其當前形式之曲率。同樣地，可依據在(部分或完全)固化之前之厚度或在下一(部分或完全)固化事件之後一層材料之所要厚度考量層材料之厚度。同樣地，可依據在(部分或完全)固化之前之當前可撓性或在下一固化事件之後層材料之所要可撓性考量層材料之可撓性。亦可見基底材料元件(或層材料自身)之(預期)曲率可與層材料之(預期)可撓性相關，此係因為較高曲率可需要經增加可撓性以限制層材料之斷裂、破裂或非塑性變形。因此，在一些情況中，可考量層材料之可撓性或基底材料元件之曲率之任一者作為判定輻射強度之一因素而非考量兩者。

可瞭解，在(部分或完全)固化期間，一層材料可經歷物理狀態或相態之一改變。具體言之，固化導致材料之黏度之一增加，最終導致自一液體至一半固體且最終至一固體之一相態改變。因此，針對層材料之未固化(液體)、部分固化(半固體)及完全固化(固體)狀態，諸如層材料可撓性之一些因素通常係不同的。

在一些實施例中，若未將適當輻射強度量提供給一層材料，則當將基底材料元件重新塑形為一非平面組態時，層材料可經歷結構變形。應理解，在一輻射事件期間提供太多輻射強度可導致層材料太硬或易碎而無法彎曲。在一些其他實施例中，不足的輻射強度量可導致層材料未保持一所要結構形狀。應注意，在一些實施例中，此等因素在判定將放置於一基底材料元件上之層材料之類型時可係重要的。在一些實施例中，此等因素在判定層材料在基底材料元件上之位置時可係重要的。

圖5繪示列印系統200之組件之一例示性實施例之一示意圖。在一些實施例中，列印系統200可包含用於促成物體之列印之若干組件，例如，基板100上之零件、元件、特徵或結構。在一些實施例中，列印系統200包含列印器件210及使用網路230之計算系統220。將在下文中進一步詳細解釋此等組件。為了圖解之目的，僅在圖5中描繪且在下文中描述列印系統200之一些組件。應理解，在其他實施例中，列印系統200可包含額外佈建。

列印系統200可利用各種類型之列印技術。技術可包含(但不限於)基於碳粉之列印、液體噴墨列印、固體油墨列印、染料昇華列印、無油墨列印(包含熱列印及紫外列印)、MEMS噴射列印技術以及任何其他列印方法。在一些情況中，列印系統200可利用兩個或兩個以上不同列印技術之一組合。所使用之列印技術之類型可根據包含(但不限於)以下之因素變動： 目標物件之材料、目標物件之大小及/或幾何形狀、經列印影像之所要性質(諸如持久性、色彩、油墨密度)以及列印速度、列印成本及維護需要。

在一些實施例中，列印系統200包含列印器件210。在一些實施例中，列印器件210可包含諸如外殼組件212、托盤214及列印頭216之特徵。外殼組件212可用於支撐列印系統200之其他組件、器件或系統。在一些實施例中，外殼組件212可包含在操作期間移動基板100之特徵。在一些實施例中，外殼組件212之形狀及大小可根據包含以下之因素變動：列印器件210之所要佔據面積、基板100或多個基板之大小及形狀、可形成於基板100上之特徵之大小及形狀以及可能其他因素。

在一些實施例中，列印器件210可包含諸如以下之佈建：桌、平台、托盤或支撐、保持及/或固持基板100之類似組件。在一些實施例中，托盤214可用於當藉由一列印頭將層材料沈積至基板100上時定位基板100。在一些實施例中，托盤214可保持一單一基板100。在一些其他實施例中，托盤214亦可經定尺寸且定大小，使得其可保持額外基板，如所展示。

一些實施例可包含促成在基板100上形成一選擇性列印設計特徵之佈建。在一些實施例中，列印器件210可包含用於將一層材料沈積至基板100上之佈建，諸如一列印頭。如上文論述，在一些實施例中，列印器件210可包含用於施加輻射能之佈建，諸如一紫外燈。在一項實施例中，列印器件210包含一列印頭及一紫外燈以轉換一層材料之一物理性質且在基板100上形成一選擇性列印設計特徵。將在下文中更詳細解釋此等器件。

在一些實施例中，可使用列印頭216來沈積一油墨層以使一選擇性列印設計特徵形成至基板100上。如在本實施方式中且在申請專利範圍中使用，「選擇性列印設計特徵」及其之變體可指代在一基底材料元件上之一 經選取位置處將一層材料沈積至一表面之部分上以在該經選取位置處界定一使用者選擇設計、標記或標誌，且其中完成結果係具有一三維結構之一設計、標記、標誌。選擇性列印設計特徵亦可包含單數個及複數個標誌兩者。在一些實施例中，列印頭216經結構設計以在外殼組件212內在相對於外殼組件212之一水平方向或軸上(例如，前後及/或左右)移動且沈積一油墨層。

一些列印系統可包含控制及/或接收來自列印器件210之資訊之佈建。此等佈建可包含計算系統220及網路230。如在本實施方式中且在申請專利範圍中使用，「計算系統」及其之變體可指代一單一電腦之計算資源、一單一電腦之計算資源之一部分及/或彼此通信之兩個或兩個以上電腦。任何此等資源可由一或多個人類使用者操作。在一些實施例中，計算系統220可包含一或多個伺服器。在一些情況中，一列印伺服器可主要負責控制列印器件210及/或與列印器件210通信，而一單獨電腦、桌上型電腦、膝上型電腦或平板電腦(例如)可促成與一使用者(未展示)之互動。計算系統220亦可包含一或多個儲存器件，包含(但不限於)磁性器件、光學器件、磁光學器件及/或記憶體(包含揮發性記憶體及非揮發性記憶體)。

如圖5中繪示，計算系統220可包含中央處理器件222、視覺顯示組件224(諸如一監測器或螢幕)、輸入器件226(諸如一鍵盤及滑鼠)及用於設計一設計特徵之一電腦輔助設計(「CAD」)表示228之軟體。在至少一些實施例中，一設計特徵之CAD表示228可不僅包含關於結構之幾何形狀之資訊而且包含關於列印設計特徵之各種部分所需之材料之資訊。

在一些實施例中，計算系統220可透過網路230與列印器件210通信。網路230可包含促成計算系統220與列印器件210之間之資訊之交換之任何 有線或無線佈建。在一些實施例中，網路230可進一步包含各種組件，諸如網路介面控制器、轉發器、集線器、橋接器、開關、路由器、數據機及防火墻。在一些情況中，網路230可係促成列印系統200之兩個或兩個以上系統、器件及/或組件之間之無線通信之一無線網路。無線網路之實例包含(但不限於)無線個人區域網路(包含例如藍芽)、無線區域網路(包含利用IEEE 802.11 WLAN標準之網路)、無線網狀網路、行動器件網路以及其他類型之無線網路。在其他情況中，網路230可係一有線網路，包含其等之信號由雙絞線、同軸纜線及光纖促成之網路。在又其他情況中，可使用有線及無線網路及/或連接之一組合。

參考圖6，在一些實施例中，列印器件210可沈積層材料以將物體(諸如一選擇性列印設計特徵300直接列印至一或多個基底材料元件上。在一些實施例中，可結合計算系統220使用某個類型之CAD軟體或其他類型之軟體設計選擇性列印設計特徵300，如圖5中繪示。可接著將選擇性列印設計特徵300轉換為可由列印器件210(或與列印器件210通信之一相關列印伺服器)解譯之資訊。為了圖解之目的，此等圖描繪列印器件210之一些組件與其他組件隔離。因此，所展示之實施例僅意欲為列印器件210可如何將一選擇性列印設計特徵300列印至一基底材料元件上之示意性表示。

在一些實施例中，選擇性列印設計特徵300可包含各種形式，包含(但不限於)形狀、字母數字字元及/或其他類型之標誌。在一些實施例中，選擇性列印設計特徵300可具有一結構性質(即，三維)。在一些實施例中，標誌可依一預定圖案配置。在一些其他實施例中，標誌可依一隨機圖案配置。在又一些其他實施例中，標誌可彼此有規則地間隔或無間隔或無規則地間隔。在一例示性實施例中，選擇性列印設計特徵300包括複數個設計部分 310。

如圖6中所見，設計部分310可包括第一設計部分320、第二設計部分330、第三設計部分340及第四設計部分350。在一些實施例中，列印頭216藉由沿著一水平軸或一x-y-z笛卡爾座標系統360中之x軸362及/或y軸364以若干層將一層材料(諸如油墨302)沈積至基板100上而形成設計部分310。雖然列印頭216以一相對二維方式形成設計部分310，但在一些實施例中，沿著x軸362及/或y軸364以多個層沈積油墨302導致將一三維結構性質提供至設計部分310之各者。換言之，藉由列印頭216沿著一水平軸、x軸362或y軸364之多個層導致油墨層沿著法向或垂直於x軸362或y軸364之一垂直軸或z軸之累積。

在一些實施例中，隨著油墨302接觸基板100之表面，列印頭216之隨後遍次可將油墨302之額外層沈積於先前層之頂部上。在一些其他情況中，列印頭216可將一層材料沈積於不具有一先前層材料之基板100之部分上。在一例示性實施例中，油墨302之多個層彼此疊置之沈積可稱為一層系統。油墨302之隨後額外層沿著z軸至油墨302之先前層之沈積提供具有三維結構性質之選擇性列印設計特徵300。在一些實施例中，油墨302可係可固化之任何類型之油墨。在一項實施例中，油墨302係丙烯酸樹脂。

參考圖7，繪示形成具有列印於一二維或平面基板100上之一三維結構之選擇性列印設計特徵300之一示意圖。為了圖解之目的，以下圖之放大視圖描繪由列印頭216沈積至基板100上之油墨302之連續層之一循序表示。特定言之，放大視圖描繪設計部分310(當設計部分310沿著一垂直軸或z軸366形成時)。

如圖7中展示，在第一組態400中，列印頭216在一第一遍次中將油墨 302沈積至基板100上，從而導致第一層402。可見第一層402具有第一設計部分320、第二設計部分330、第三設計部分340及第四設計部分350。在一些實施例中，各設計部分具有沿著z軸366之一高度及沿著x軸之一寬度。亦應理解，亦可存在沿著y軸364之一長度。亦應理解，各設計部分之變動高度導致具有一不同截面積之各設計部分。

在第二組態420中，列印頭216將油墨302之另一層分散至基板100上。在一些實施例中，列印系統200可組態列印器件210，使得列印頭216針對一設計特徵之個別元件以不同量沈積油墨302。此導致具有沿著z軸366形成之一結構高度之設計部分310。因此，在列印頭216將油墨302之一第二層沈積至基板100上之後，可見第一設計部分320具有第一設計部分高度322，可見第二設計部分330具有第二設計部分高度332，可見第三設計部分340具有第三設計部分高度342且可見第四設計部分350具有第四設計部分高度352。在一些實施例中，第一設計部分高度322、第二設計部分高度332、第三設計部分高度342及第四設計部分高度352可全部具有彼此不同之值。

參考第三組態430，在列印頭216之一最後遍次之後，油墨302之所得層可與一層系統432相關聯。如所繪示，層系統432可包含各具有沿著z軸366之一高度之第一設計部分320、第二設計部分330、第三設計部分340及第四設計部分350。特定言之，可見第一設計部分高度322小於第二設計部分高度332，可見第二設計部分高度332小於第三設計部分高度342，第三設計部分高度342繼而沿著z軸366小於第四設計部分高度352。應理解，熟習此項技術者可變動由列印系統200組態以沈積油墨302之層之遍次之數目。應進一步注意，遍次之數目可取決於包含(但不限於)以下之各種因 素：選擇性列印設計特徵之大小、類型、色彩及結構；在基板上使用之油墨之類型；及用於基板之材料之類型。

如上文論述，一些實施例可包含轉換沈積至一基板上之油墨層之佈建。在一些實施例中，此等佈建可將沈積至一基板上之油墨層自一液體狀態轉換為一半固體或一固體狀態。在一些實施例中，隨著列印頭216沈積油墨302之層，可使用一輻射源來處理層。在一些實施例中，使用一燈源來發射輻射且固化油墨302之層。在一例示性實施例中，使用一紫外光源處理沈積至基板100上以形成選擇性列印設計特徵300之油墨302之層。紫外光源可將一紫外輻射量施加至層。如先前提及，輻射強度之發射在一輻射事件期間發生。紫外輻射至層之施加提供結構性質，因此進一步界定選擇性列印設計特徵300。

參考圖8，在若干輻射事件期間，可見紫外光源500部分固化包括選擇性列印設計特徵300之設計部分310。為了圖解之目的，描繪紫外光源500與列印器件210之其他組件隔離。然而，預期熟習此項技術者可在列印器件210之外殼組件212中組態紫外光源500。特定言之，外殼組件212可經結構設計具有紫外光源500，使得紫外光源500可與列印頭216共同定位或接近列印頭216。因此，紫外光源500可在列印頭216在操作期間沈積層材料之後將一紫外輻射強度施加至油墨302之層。

為了清楚起見，圖7及圖8獨立於紫外光源500之輻射事件展示藉由列印頭216在基板100上方沈積油墨302之層。因此，在圖8中，展示設計部分310之部分紫外固化之第一輻射事件520可對應於圖7之第一組態400。在第一輻射事件520中，可藉由紫外光源500將第一層402自液體轉換為一半固體狀態。因此，第二輻射事件522可對應於圖7之第二組態420。此外，第 三輻射事件524可對應於圖7之第三組態430。在一些其他實施例中，紫外光源500之輻射事件可依某個其他時間間隔發生。

在一些實施例中，在層系統已由一列印頭列印且由一輻射源部分固化之後，設計特徵可具有各具有一不同截面積之設計部分。在一些實施例中，截面積可沿著z軸及x軸變動。在一些其他實施例中，截面積可沿著一不同軸變動。參考圖8，在一項實施例中，在第三輻射事件524之後，第一設計部分320具有沿著x軸362及z軸366之第一截面積370。此外，第二設計部分330具有沿著x軸362及z軸366之第二截面積372。此外，第三設計部分340具有沿著x軸362及z軸366之第三截面積374。此外，第四設計部分350具有沿著x軸362及z軸366之第四截面積376。如所展示，第一截面積370、第二截面積372、第三截面積374及第四截面積376彼此不同。

圖9及圖10描繪在輻射事件期間藉由紫外光源500轉換設計部分528之一實施例。在一些實施例中，如圖9中展示，在沈積油墨530之層之後，可使用紫外光源500以藉由發射輻射強度544而部分固化油墨530之層。因此，輻射強度544將油墨530之層自一液體狀態541聚合為一部分固化或半固體狀態543。參考圖10，展示形成一設計部分528之油墨層之一放大橫截面視圖。在第一組態560中，設計部分528呈一液體狀態540。在第二組態562中，在設計部分528已於一第一輻射事件期間曝露於來自紫外光源500之輻射強度544之後，油墨530之層轉換為一部分固化或半固體狀態542。在第三組態564中，在另一輻射事件期間，一紫外光源500可發射最大輻射強度量以將油墨530之層及因此設計部分528自一半固體狀態542轉換為一完全固化或固體狀態546。

在一些實施例中，在一列印系統已結束在一平面基底材料元件上列印 一選擇性列印設計特徵之後且在該選擇性列印設計特徵已由一輻射源部分固化之後，可將基底材料元件重新塑形為一非平面組態。在一些實施例中，一基板至一模具上之放置可將基板自一平面形狀轉換為一非平面物體。

參考圖11，在一項實施例中，在選擇性列印設計特徵300已放置於基板100上且藉由紫外光源500部分固化之後，將選擇性列印設計特徵300重新塑形為一非平面組態且放置於一非平面模型600上。接著，選擇性列印設計特徵300之設計元件310將在一輻射事件期間經歷藉由紫外光源500之一完全紫外固化。在一些實施例中，紫外光源500將發射輻射強度610以固化第一設計部分320、第二設計部分330、第三設計部分340及第四設計部分350。在一些實施例中，在此輻射事件期間來自光源500之輻射強度量可大於在先前輻射事件期間發射之先前輻射強度量。結果係一鞋類物件之一鞋面620具有選擇性列印設計特徵300，該選擇性列印設計特徵300具有具備一三維結構之設計部分310。

在一些實施例中，定位於鞋面620上之設計部分310可具有不同截面積，如在放大視圖中展示且先前針對圖7及圖8論述。因此，在藉由紫外光源500完全固化之後，具有第一截面積370之第一設計部分320、具有第二截面積372之第二設計部分330、具有第三截面積374之第三設計部分340及具有第四截面積376之第四設計部分350將皆具有沿著x軸362及z軸366彼此不同之截面積，如在圖7及圖8之放大視圖中展示。

在一些其他實施例中，第二選擇性列印設計特徵650亦可放置於鞋面620上。在一些實施例中，第二選擇性列印設計特徵650將不同於設計元件310。在一些實施例中，可在基板呈一平面組態時列印第二選擇性列印設計特徵650。在一些實施例中，第二選擇性列印設計特徵650可包括若干經列 印層材料。在又一些其他情況中，雖然第二選擇性列印設計特徵650被繪示為一單體元件，但可包含沿著一水平軸及一垂直軸之不同局部截面積。在一項實施例中，列印頭216在設計元件310之列印期間同時列印第二選擇性列印設計特徵300。應理解，可在各層材料放置於基板上之後藉由紫外光源500部分固化第二選擇性列印設計特徵650。應進一步理解，隨著將基板重新塑形為一非平面組態，第二選擇性列印設計特徵650將經歷藉由紫外光源之一完全固化。

在一些實施例中，部分固化一平面基底材料元件上之一經列印層材料且接著在將基底材料元件重新塑形為一非平面組態之後完全固化經列印層材料之此方法改良層材料之結構性質。相比之下，完全固化一層材料且接著將基底材料元件轉換為一非平面組態之一方法可導致含有結構變形及應力之一三維結構。參考圖12，繪示一例示性方法700及一先前方法750之一並排比較。

在例示性方法700之第一組態702中，已將一層系統710選擇性列印至一平面基底材料元件714上。在一些實施例中，基底材料元件714可與一衣服物件相關聯。在一些實施例中，輻射源716將在一第一輻射事件期間發射第一輻射強度量718且隨著層沈積至基底材料元件714上部分固化層。如上文提及，一個層在另一層之頂部上之沈積形成層系統710。在一些實施例中，部分固化將使層系統710自一液體狀態轉換為一半固體狀態。此外，在一些情況中，部分固化亦將使層系統710結合至基底材料元件714。在第二組態704中，在層系統710已部分固化之後，將基底材料元件714重新塑形為一非平面組態且將其放置於一模型722上。隨後，在第三組態706中，在一隨後輻射事件期間，輻射源716將發射最大輻射強度量724以當基底材料 元件714呈一非平面組態時完全固化層系統710。在一些實施例中，輻射源716之輻射強度724將層系統710之結構性質自一半固體狀態改變為一固體狀態。此外，完全固化將改良層系統710至基底材料元件714之間之附著性。因此，例示性方法700導致層系統710與基底材料元件714之間無剪應力或應變。如在第四組態708中繪示，在層系統710已完全固化且基底材料元件714自模型722移除之後，所得物件730無任何內部或外部變形及扭曲。

與例示性方法700相比，先前方法750可導致具有具備可見應力及應變之設計特徵之一物件。在先前方法750之第一組態752中，已將包括層系統760之一設計特徵逐層列印至呈一平面組態之一基板764上。然而，代替部分固化層系統760，先前方法750將在一輻射事件期間使用輻射源766來發射最大輻射強度量784且完全固化層系統760。在此輻射事件期間，最大輻射強度量784將使層系統760自一液體狀態轉換為一固體狀態。在第二組態754中，將基板764自一平面組態重新塑形為一非平面組態且將其放置於模型782上。在第三組態756中，由於層系統760經完全固化且因此在一固體狀態中，因此在重新塑形基板764且將其放置於模型782上之程序期間，剪應力及結構變形786將發展。在第四組態758中，自模型782移除基板764。與例示性方法700之層系統710相比，在此組態中，層系統包含剪應力及可見結構變形786。

在圖中展示之實施例描繪UV燈固化。然而，可瞭解，在一些其他實施例中，可使用其他固化方法。在另一實施例中，可使用(例如)電子束固化。在一些情況中，可使用一機器人臂以相對於一電子束源移動物體以用於固化(或替代地，可將電子束源安裝於一機器人臂上且將物體固持在適當位置中)。

雖然已描述各項實施例，但描述旨在係例示性而非限制性，且一般技術者應瞭解，在實施例之範疇內之多得多的實施例及實施方案係可能的。任何實施例之任何特徵可與任何其他實施例中之任何其他特徵或元件組合使用或由任何其他實施例中之任何其他特徵或元件取代，除非具體限制。因此，不限制實施例，惟根據隨附申請專利範圍及其等之等效物除外。又，可在隨附申請專利範圍之範疇內做出各種修改及改變。

Claims (18)

1. 一種製造一鞋類物件之方法，其包括：定位呈一平面組態之一基底材料元件；使用一列印器件將一第一層材料沈積至該基底材料元件上；在一第一輻射事件期間藉由將具有一第一輻射強度之輻射發射至該第一層材料以部分固化該第一層材料；使用該列印器件將一第二層材料沈積至該第一層材料上，該基底材料、該第一層材料及該第二層材料形成一層系統；在一第二輻射事件期間藉由將具有一第二輻射強度之輻射發射至該第二層材料以部分固化該第二層材料；將該基底材料元件重新塑形為一非平面組態；及在一第三輻射事件期間藉由將具有一第三輻射強度之輻射發射至該層系統以完全固化該層系統，其中該第三輻射強度大於該第一輻射強度及該第二輻射強度。
2. 如請求項1之方法，其進一步包括在該第一輻射事件期間將該第一層材料自一液體狀態轉換為一半固體狀態。
3. 如請求項1或2之方法，其進一步包括在該第二輻射事件期間將該第二層材料自一液體狀態轉換為一半固體狀態。
4. 如請求項1或2之方法，其進一步包括在該第三輻射事件期間將該層系 統自一半固體狀態轉換為一固體狀態。
5. 如請求項1或2之方法，其中：該層系統包含一第一設計部分及一第二設計部分；該第一設計部分具有一第一截面積；該第二設計部分具有一第二截面積；且該第一截面積不同於該第二截面積。
6. 一種製造一鞋類物件之方法，其包括：定位呈一平面組態之一基底材料元件；使用一列印器件將一第一層材料沈積至該基底材料上；在一第一輻射事件期間部分固化該第一層材料，該第一輻射事件具有一第一輻射強度之輻射；使用該列印器件將一第二層材料沈積至該第一層材料上，該基底材料、該第一層材料及該第二層材料形成一選擇性列印設計特徵；在一第二輻射事件期間部分固化該第二層材料，該第二輻射事件具有一第二輻射強度之輻射；將該基底材料重新塑形為一非平面組態；及在一第三輻射事件期間完全固化該選擇性列印設計特徵，該第三輻射事件具有一第三輻射強度之輻射，其中該第三輻射強度大於該第一輻射強度及該第二輻射強度；其中該選擇性列印設計特徵包含一第一設計部分及一第二設計部分； 其中該第一設計部分具有一第一截面積；其中該第二設計部分具有一第二截面積；且其中該第一截面積不同於該第二截面積。
7. 如請求項6之方法，其進一步包括在該第一輻射事件期間將該第一層材料自一液體狀態轉換為一半固體狀態。
8. 如請求項6之方法，其進一步包括在該第二輻射事件期間將該第二層材料自一液體狀態轉換為一半固體狀態。
9. 如請求項6之方法，其進一步包括在該第三輻射事件期間將該選擇性列印設計特徵自一半固體狀態轉換為一固體狀態。
10. 如請求項6之方法，其進一步包括在該第一輻射事件期間使用一紫外光源發射具有該第一輻射強度之輻射。
11. 如請求項6之方法，其中該第一層材料係包含丙烯酸樹脂之一第一材料且該第二層係包含丙烯酸樹脂之一第二材料。
12. 一種製造一鞋類物件之方法，其包括：定位呈一平面組態之一基底材料元件；使用一列印器件將一第一層材料沈積至該基底材料元件上；基於該第一層材料之至少一第一層材料因素判定一第一輻射強度； 在一第一輻射事件期間藉由發射具有該第一輻射強度之輻射而部分固化該第一層材料；使用該列印器件將一第二層材料沈積至該第一層材料上，該基底材料、該第一層材料及該第二層材料形成一層系統；基於該第二層材料之至少一第二層材料因素判定一第二輻射強度；在一第二輻射事件期間藉由發射具有該第二輻射強度之輻射而部分固化該第二層材料；基於該層系統之至少一第三層材料因素判定一第三輻射強度；將該基底材料元件重新塑形為一非平面組態；及在一第三輻射事件期間藉由發射具有該第三輻射強度之輻射而完全固化該層系統。
13. 如請求項12之方法，其中該第一層材料因素係該第一層材料之一厚度，該第二層材料因素係該第二層材料之一厚度且該第三層材料因素係該層系統之一厚度。
14. 如請求項12之方法，其中該第一層材料因素係該第一層材料之一曲率位準，該第二層材料因素係該第二層材料之一曲率且該第三層材料因素係該層系統之一曲率。
15. 如請求項12之方法，其中該第一層材料因素係該第一層材料之一可撓性，該第二層材料因素係該第二層材料之一可撓性且該第三層材料因素係該第三層材料之一可撓性，其中該第一層材料及該第二層材料之該可撓性 指代在部分固化之後該等層材料之所要可撓性。
16. 如請求項12至15中任一項之方法，其中部分固化該第一層材料進一步包括將該第一層材料自一液體狀態轉換為一半固體狀態。
17. 如請求項12至15中任一項之方法，其中部分固化該第二層材料進一步包括將該第二層材料自一液體狀態轉換為一半固體狀態。
18. 如請求項12至15中任一項之方法，其中完全固化該層系統進一步包括將該層系統自一半固體狀態轉換為一固體狀態。