TWI624355B - 鞋面製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明為一種使用熱固性複合材料及熱塑性材料經由單一程序製造鞋面部分之鞋面製造方法，其係透過傾倒程序將液態熱固性材料置入類比模具，並以數位方式將熱塑性材料印刷於鞋面表面上。於所述類比模具中填充可鑄性組成物時，係使用電腦控制機械臂依據給料程式在二維空間中移動給料器而達成精準給料之效果。將鞋面材料熱壓於填有熱固性組成物之模具，即可將鞋面材料與熱固性組成物貼合。鞋面之另一側使用熱塑性材料印刷。使用電腦控制機械臂依據給料程式於二維空間中移動壓出機，藉此實施印刷程序。於單一生產線上實施此等印刷程序之優點包括印刷部件間之自動對齊、無離線部件製造需求以及能夠大幅節省人工及搬運工序。

Description

鞋面製造方法

一種印刷製造方法，尤指一種應用於製鞋產業之3D印刷製造方法。

當前多數鞋品且特別是運動鞋之設計係利用愈來愈多種材料組合構成鞋面。例如將各種造型及色彩之PU或TPU等材料黏接於鞋面。此一程序多半是以人工執行。首先使用刀模將成捲材料切割成所需形狀及大小，再經由黏膠貼附於鞋面底材，所述黏膠可塗抹於切割後之料片，亦可由原料廠商事先於成捲之材料上膠。將料片貼附於鞋面材料後，透過熱壓處理使其牢固結合。此程序容易造成接合後之材料浪費，且需要密集人力操作，因而成本高昂。且因涉及人工操作，精確度有限。

本發明之目的即為將此程序自動化，藉以克服現有程序之缺失，並提高印刷鞋面之生產能力。

本發明目的係解決習知鞋面印製製程中過於繁複、無法全面自動化之缺點，同時能更進一步提高製程的產率。

欲達成前述發明目的，本發明之一種鞋面製造方法，主要係運用模具製作方法（「彈性原型建置之鞋面3D印刷方法」）、銑削模具技術及其他習知模具製作技巧獲致相同之最終鞋面部件形狀。其中，所述模具可相對於固定之混合注料槍操作臂精確定位；再者，出料系統得依據鞋面印製區域的材料要求提供液態熱固性化合材料或是熱塑性化合材料；再搭配操作臂得經自動控制系統，操作模具與給料槍之間的相互位移與定位，俾使印製材料得在準確位置以預定的數量注入模具中，亦得同時控制用於印製材料之位置及流量。

因此，印製材料以適當料量及均勻分佈填充於模穴之內。可在傾倒程序前將模具預先加熱。當到達所需印製材料黏度時，將鞋面製作材料以平直狀態降低高度至模具上，並加以壓合，使印製材料壓印至鞋面製作材料上。為加速固化程序，同時對於鞋面及模具加壓加熱，使組成物固化成最終穩定狀態，同時於其間形成牢固結合。

本發明之鞋面製造方法可應用於以單一可固化混合物槍處理單一鞋面區域的印製，亦可用於多重注料槍，且每一注料槍得提供不同之組成物或顏色。其亦可用於將可鑄性材料塗佈於尚未切割成單一鞋面之整卷鞋面材料，利用複數平行架裝且其間設有預先計算間隔之注料槍，所述預先計算間隔係配合料卷上鞋面之設置，以利稍後切割。在此情況下，機械臂可視情況裝有複數個同時點或可先後出料之注料槍，以便加速給料程序。

應知以下所述之較佳實施例係為說明本專利申請案所請方法，且不應限制本發明透過各種方式及實施例實施之範圍。亦可加入額外材料，唯所添加之額外材料應具備能夠經由給料器以流體狀態塗佈且可於塗佈後經由輻射或時間啟動化學反應快速固化之特性。

在可鑄性混合物傾倒程序後，將熱塑性材料印刷於與可鑄性組成物反向之鞋面表面。此程序之執行係由機械臂控制模具與給料槍之精確相對位置，並由架設於機械臂之壓出機精確控制出料量，同時亦可控制熔融熱塑性材料之位置及流動。

本發明茲舉一較佳實施例如下所述，請配合參閱圖1所示，一模具1係以一種習知之模具製作程序所製成，且於圖1中顯示之一承載欲印刷之鞋面部件的模板2，其製作方式與模具1相同，亦係用於將熔融態之熱固性化合材料注入模穴3中，以便黏貼至鞋面上由數種鞋面部件組成之區域。此係由於鞋面材料11具有統一寬度，因此該模板2之規格設計具有鞋面之長度，以及與料卷全幅相同之寬度。

其中，該模板2可透過任何能夠固持模板之抵接機構4(圖2)連附於具有移動軸6、7之二維機械臂5上，該二維機械臂5係位於相對於一PU給料槍 系統9之一噴嘴8的已知位置。其中，該PU給料槍系統9為一種標準給料器，其具有加熱混合艙，可將來自一料槽10之複數成分物料，於該PU給料槍系統9充分加熱混合之後再經由該噴嘴8輸出，且在適當的流量控制以及該二維機械臂5之動作控制下，進行加壓注料作業。據此，熱固性液態化和材料能夠以受控之分佈及料量施用於該模具1中之指定位置(EX：模穴3中)。

接著，將該鞋面材料11貼附至設於該些模穴3中之熱固性化合材料上；且一熱塑性材料壓出機13之給料嘴12可依據鞋款設計，將熱塑性材料印刷於該鞋面材料11上。

然，在輸送機生產線系統中，該些模具1以及該些模板2係為靜態固定於一輸送機26上，但值得一提的是，一注料槍27是架設於X-Y-Z機械臂14(請配合圖3所示)上，作為達到本發明欲使製成自動化的目的；再者其中，該輸送機26上可設置6個或以上之該模具1，當所有步驟(step1~step5)完成後，該些模具1將移動回初始位置；且各步驟有其預定之執行時間，最大步驟時間係由該些模具1之移動時間來定義，再者，該些模板2於各步驟中係為靜態，將於各步驟完成後隨該輸送機26移動至下一步驟進行場所。

於步驟1之熱固性化合材料傾倒步驟中，請一併配合圖2A所示，注料槍27受一X-Y-Z機械臂14操控移動，並依據程式定義之注料頻率將熱固性化合材料傾倒入模具1之模穴3。隨後模具1隨該輸送機26移動，其單位步進距離為該模具1之長度。

於步驟2中，係由一加熱器15將熱固性化合材料加熱至足以加速固化程序之適當溫度。若加熱時間長於其他步驟，可設置多個加熱器15以利提升產出量。於此步驟結束時，熱固性化合材料之黏度應適合貼附於條狀材料22上。

於步驟3中，以與該輸送機26同步之動作將一條狀鞋面材料16從一滾軸17拉出，使其通過放置於該輸送機26上之該些模具1與一壓板18之間。其中，該壓板18經通電加熱後，下壓至該模具1之上，使用受調控之熱度及壓力將該條狀鞋面材料16按壓至熱固性化合材料以及裝有熱固性材料之模具1上，藉此使得熔融狀態的熱固性化合材料滲入該條狀鞋面材料16的纖維中，再接著執行熱固性化合材料之固化程序。當該條狀鞋面材料16與熱固性材料黏貼完成時，該壓板18升起，該模具1移動至下一步驟4進行場所。若加熱時間長於其他步驟，可設置多個該壓板18以利提升產出量。

於步驟4中，係以一加熱器19加熱貼附於該條狀鞋面材料16上之熱固性化合材料，藉此完成後固化程序，以方便熱固性化合材料能夠從該些模穴3中取出。若加熱時間長於其他步驟，可設置多個該加熱站19以利提升產出量。而後，黏附有模具1中熱固性材料之該條狀鞋面材料16移動至熱塑性材料印刷站。

於接續的步驟5中，請一併配合圖2B所示，在此由架設於該X-Y-Z移動系統21上之一熱塑性材料壓出機20，得依據鞋款設計而將熱塑性化合材料印刷於該條狀鞋面材料16之表面。其中，熱塑性化合材料對於基材之滲透效率係受控於該熱塑性材料壓出機20之給料嘴201施加於該條狀鞋面材料16之壓力、基材環境溫度以及熱塑性化合材料本身的熔點…等因素。

於步驟5之延壓印刷程序完成後，將模具1移動至休息站，先將熱塑性印刷材料放涼。並於該輸送機26之另一端，將附載有熱塑性成品23及熱固性成品24之條狀材料22捲收於一滾軸25上，並與該些模具1分離，將該些模具1回歸原位準備進行下一個塗佈週期。再請一併參閱圖3與圖4，其中，一經該熱固性化合材料成形之熱固性成品24與一經熱塑性化合材料成形之熱塑性成品23間之 對齊係透過將該熱固性化合材料之模具1相對於輸出熱塑性化合材料之該熱塑性材料壓出機20精確放置而達成。

A‧‧‧步驟1

B‧‧‧步驟2

C‧‧‧步驟3

D‧‧‧步驟4

E‧‧‧步驟5

F‧‧‧步驟6

1‧‧‧模具

2‧‧‧模板

3‧‧‧模穴

4‧‧‧抵接機構

5‧‧‧二維機械臂

6、7‧‧‧移動軸

8‧‧‧噴嘴

9‧‧‧PU給料槍系統

10‧‧‧料槽

11‧‧‧鞋面材料

12‧‧‧給料嘴

13‧‧‧熱塑性材料壓出機

14‧‧‧X-Y-Z機械臂

15‧‧‧加熱站

16‧‧‧條狀鞋面材料

17‧‧‧滾軸

18‧‧‧壓板

19‧‧‧加熱站

20‧‧‧熱塑性材料壓出機

201‧‧‧給料嘴

21‧‧‧X-Y-Z移動系統

22‧‧‧條狀材料

23‧‧‧熱塑性成品

24‧‧‧熱固性成品

25‧‧‧滾軸

26‧‧‧輸送機

27‧‧‧注料槍

圖1係一具模穴之模具置放於傳輸板之上視圖。

圖2A係為將熱固性化合材料倒入模具之模穴中的示意圖。

圖2B係為將熱塑性化合材料印製於鞋面的示意圖。

圖3係為本發明一較佳實施例之鞋面製造方法流程示意圖。

圖4係為本發明一較佳實施例之鞋面製造方法流程之上視圖。

Claims (6)

1. 一種鞋面製造方法，包含：步驟1：將一熔融之熱固性化合材料傾倒於一模板之模穴中；步驟2：加熱該熱固性化合材料至固化狀態；步驟3：結合該熱固性化合材料於一條狀鞋面材料上；步驟4：加熱該熱固性化合材料，據以使該熱固性化合材料成形為一熱固性成品並固設於該條狀鞋面材料上；步驟5：藉由將一熱塑性化合材料成形為一熱塑性成品印製於該條狀鞋面材料上，使該熱固性成品及該熱塑性成品係印製於該條狀鞋面材料之相反兩側；步驟6：捲收該條狀鞋面材料。
2. 如申請專利範圍第1項所述之鞋面製造方法，其中該熱固性成品與該熱塑性成品間之對齊係透過將該熱固性化合材料之該模具相對於該熱塑性化合材料之一熱塑性材料壓出機精確放置而達成。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之鞋面製造方法，其中該模具包含多種型態之模穴以供熱固性材料傾倒，傾倒時係以複數個給料槍同時運作傾倒熱固性材料，該些給料槍具有相同之形狀但彼此間隔，因此給料時間可依據同時使用給料槍之數量而有所縮減。
4. 如申請專利範圍第3項所述之鞋面製造方法，其中係由一X-Y-Z機械臂移動該給料槍，同時該模具在給料期間固定不動。
5. 如申請專利範圍第3項所述之鞋面製造方法，其中各給料槍係用以施加顏色或特性不同之組成物。
6. 如申請專利範圍第3項所述之鞋面製造方法，其中所傾倒之該熱固性化合材料係為任何於流體狀態下可注射且注射後可經加熱或特殊能量輻射或時間而固化之化合材料。