[发明专利]3D打印的定制鞋底

说明书

用于鞋类的鞋底，所述鞋底至少包括侧壁、底表面和中心部分，并且其中所述侧壁界定所述中心部分，所述中心部分具有开口，优选为至少一种蜂窝结构的形式，并且其中至少该鞋底的侧壁与底表面具有不带开口的实心结构，并且其中整个鞋底在直接获自用户的特定与实测数据的基础上定制，并由此使用热塑性聚合物在1个单个的3D打印步骤中打印。

技术领域

本发明涉及用于鞋类的三维（3D）打印的定制鞋底和使用增材制造来制造所述鞋底的方法。

特别地，本发明涉及包括个性化打印结构的鞋底，所述鞋底是定制的并且通过直接获自用户的足部的个人生物特征数据，将此类数据转化为扫描的足迹，并随后使用现有技术的增材制造技术如选择性激光烧结（被称为SLS）、立体光刻打印（被称为SL或SLA）和熔融沉积成型（被称为FDM）来打印该三维鞋底来获得。

发明背景

鞋底被称为鞋外底类型，通常由一片材料制成。鞋底单元通常由1种材料如橡胶、乙烯乙酸乙烯酯（EVA）、聚氨酯……模塑和制造。这些类型的鞋底通常使用注塑技术来制造。这种类型鞋底的缺点是其沿鞋底的硬度均匀且缺乏定制版型。只有通过用特制中底插入和/或组合所述鞋底才可能实现定制版型。

三维（3D）打印是用于由数字模型制造三维固体物体（如鞋底）的增材打印方法。3D打印技术被认为是增材方法，因为它们涉及施加连续的材料层。这不同于通常依赖于去除材料以产生最终物体的传统机械加工方法。用于3D打印的材料通常需要固化或熔合，对于一些材料，这可以使用热辅助挤出或烧结来实现，而对于其它材料，这可以使用UV激光和/或数字光投影技术来实现。

增材制造方法利用各种材料和工艺技术以便分层构建物体。例如在熔融沉积成型（FDM）中，热塑性聚合物线材（长丝）被液化并通过喷嘴分层沉积在可移动的构建平台上。在固化时，形成固体物体。基于物体的CAD制图来实现喷嘴与构建平台的控制。

立体光刻（被称为SL或SLA）3D打印是一种增材制造方法，其基于液体以便分层构建物体。在立体光刻设备（SLA）中，通过使用紫外（UV）激光束逐层选择性固化聚合物树脂来创建物体。SLA中使用的材料是液体形式的可固化光敏聚合物。

存在利用热塑性粉末以便分层构建物体的增材制造方法。在这里，薄的粉末层通过涂布机施加并随后通过能量源选择性熔融。在这种情况下，周围的粉末支撑组件的几何形状。基于粉末的增材制造方法是市场上最经济的增材方法。因此，它们主要由工业用户使用。基于粉末的增材制造方法的一个实例是选择性激光烧结（SLS）。在激光烧结方法中，通过激光束引入能量以选择性熔融热塑性粉末。

增材制造因此是制造定制鞋底的理想技术。但是，用于制造定制鞋底的鞋底料通常是需要组合的若干鞋底结构的组合和/或需要插在鞋中的中底。

例如，US20140109440公开了一种包括具有至少部分透明的侧壁的杯形外底的鞋，该侧壁界定了在杯形外底中心部分中形成的中底外壳。鞋面附接到杯形外底上，并且激光烧结的中底可移除地插入该杯形外底的中底外壳中。这种鞋底的制造需要多个制造阶段，并且具有需要组合以具有定制鞋（底）的若干结构的组合。

此外，定制的3D打印鞋底具有多孔结构，这使得它们对使鞋底的机械行为适应足部的特定特性来说是理想的，但是该多孔结构具有污垢和/或灰尘渗入鞋底的缺点。此外，具有多孔结构的鞋底类型缺乏对足部的机械支撑，因此需要侧壁结构。

为了解决上述问题，需要进一步改善用于制造鞋底的现有技术的增材制造方法（3D打印）。

发明目的

本发明的目的是通过在直接获自用户或在作为先前测量的结果的数据库中可获得的特定与实测数据的基础上定制的鞋类鞋底的生产来改善鞋类（杯形）鞋底领域的当前工艺水平。此类测量可用于鞋底的设计和生产。