增材制造的金屬運(yùn)動(dòng)性能鞋類組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于鞋的鞋底，特別是用于鞋的鞋底或鞋底的一部分，W及具有 運(yùn)種鞋底的騎行鞋。
【背景技術(shù)】
[0002] 鞋底的設(shè)計(jì)能夠提供具有多種不同性能和特征的鞋。鞋的一種可能受鞋底影響的 重要性能是彎曲剛度。運(yùn)對(duì)騎行鞋來說是特別重要的，例如對(duì)用于公路自行車、山地自行 車、公路越野、鐵人Ξ項(xiàng)、下坡等的騎行鞋。
[0003]自行車和騎車人都是通過騎車人用腳傳送給自行車踏板的力向前推進(jìn)的。運(yùn)些力 進(jìn)一步從踏板通過曲柄和齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)傳送來驅(qū)動(dòng)自行車的后輪。為了促進(jìn)騎車人從其腳 向踏板所施加的力的有效傳送，騎行鞋，特別是它的鞋底應(yīng)當(dāng)提供有高的彎曲剛度。否則， 鞋底在騎車人的大力下可能會(huì)變形，導(dǎo)致不希望的能量損失，并阻止騎車人有效利用其肌 肉力量。而且，如果鞋的鞋底不能提供足夠的支撐，騎車人的腳，特別是足弓，會(huì)例如由于足 弓的過度緊張而更容易受到損傷。
[0004] 運(yùn)些方面不僅與騎行鞋相關(guān)，和其他運(yùn)動(dòng)鞋也是有關(guān)的，例如那些用于田賽、跑 步、足球、籃球、美式足球、戶外運(yùn)動(dòng)等的運(yùn)動(dòng)鞋。在運(yùn)些示例性提到的運(yùn)動(dòng)種類中，確保穿 著者的腳與地面之間適當(dāng)?shù)牧Φ膫魉?，并同時(shí)為腳提供支撐是非常重要的。
[0005] 因而傳統(tǒng)的騎行鞋的鞋底例如經(jīng)常具有由例如碳纖維材料制成的鞋底板，W提供 所需的鞋底的剛度。然而，如果需要高的剛度，則運(yùn)種碳纖維鞋底板會(huì)增加鞋的重量，也阻 止了腳的足夠的通風(fēng)。此外，它們可能很難適應(yīng)騎車人腳底的解剖結(jié)構(gòu)，從而使得鞋底的定 制化，例如為了避免擦傷或壓力點(diǎn)，可能是不可能的或只在有限的程度可行。
[000引最化增材制造方法，例如選擇性激光燒結(jié)，被認(rèn)為能提供定制化的立維物體。例 如，在W0 2014/100462A1中，對(duì)設(shè)計(jì)和制造定制化的鞋類的設(shè)備和方法進(jìn)行了討論。更具 體地，該鞋可W被定制用于不同的體育活動(dòng)，包括騎自行車。該文獻(xiàn)還公開了選擇性激光燒 結(jié)可用于鞋類的制造。
[0007] 討論與鞋類有關(guān)的使用增材制造方法例如激光燒結(jié)的文獻(xiàn)還有W0 2014/066172 A1，W0 2014/066173A1，W0 2014/066174A1 或W0 2014/008331A2。
[0008] 然而，現(xiàn)有技術(shù)中已知的燒結(jié)的鞋底可能具有運(yùn)樣的缺點(diǎn)：如上所述，他們沒有充 分考慮未來穿著者的腳的解剖結(jié)構(gòu)，可能沒有針對(duì)所需的力從騎車人的腳向自行車踏板直 接傳輸時(shí)的特定情境和要求而進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)。
[0009] 因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供改進(jìn)的鞋底，它至少部分克服上述缺點(diǎn)。特 別是，需要改進(jìn)的騎行鞋鞋底，其重量輕，允許足夠的通風(fēng)和根據(jù)穿著者的腳的解剖結(jié)構(gòu)定 制化，同時(shí)提供足夠的彎曲剛度和對(duì)穿著者的腳的支撐，W確保所需的力從腳向自行車踏 板的直接傳輸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，該問題至少部分通過鞋底解決，特別是騎行鞋的鞋底，其 具有Ξ維外形的邊緣（110)和多個(gè)第一增強(qiáng)支撐件，其中多個(gè)第一增強(qiáng)支撐件中的至少兩 個(gè)從鞋底的邊緣的腳跟區(qū)域向鞋底的邊緣的腳趾區(qū)域延伸，且其中該鞋底的邊緣和多個(gè)第 一增強(qiáng)支撐件在增材制造工藝中進(jìn)一步整體制造為一整塊。
[0011] 與簡(jiǎn)單的平坦邊緣相比，通過提供Ξ維外形的邊緣，該邊緣可W與穿著者的腳的 形狀相適應(yīng)，從而為鞋底提供一種穩(wěn)定的框架。運(yùn)可W對(duì)穿著者的腳提供所需要的支撐，防 止或延緩疲勞和腳部肌肉的過度緊張。Ξ維外形的邊緣也可W使鞋面到鞋底的連接更加容 易。
[0012] 通過多個(gè)第一增強(qiáng)支撐件，可W為鞋底提供所需的彎曲剛度。在多個(gè)第一增強(qiáng)支 撐件中，至少兩個(gè)從邊緣的腳跟區(qū)域向邊緣的腳趾區(qū)域延伸，從而能夠沿著鞋底的整個(gè)長(zhǎng) 度提供高的彎曲剛度。此外，由于多于一個(gè)第一增強(qiáng)支撐件沿著鞋底的長(zhǎng)度方向延伸，鞋底 的抗扭剛度也能獲得提高。
[0013] 通過在增材制造工藝中將鞋底的邊緣和多個(gè)第一增強(qiáng)支撐件整體制造為一整塊， 可W提供非常耐用和堅(jiān)硬的鞋底。使用增材制造工藝還能夠根據(jù)未來穿著者的腳的個(gè)體解 剖結(jié)構(gòu)來定制鞋底。將鞋底的邊緣和多個(gè)第一增強(qiáng)支撐件整體制造為一整塊并不排除鞋底 的其他部分可W使用其他制造工藝來制造，包括3D制造工藝。
[0014] W下描述本發(fā)明的鞋底的其他設(shè)計(jì)可能性和可選特征，其可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根 據(jù)需要進(jìn)行組合，W達(dá)到對(duì)鞋底性能的各自所預(yù)期的效果。
[0015] 例如，可使至少一個(gè)從邊緣的腳跟區(qū)域向邊緣的腳趾區(qū)域延伸的第一增強(qiáng)支撐件W平滑的S形從邊緣的腳跟區(qū)域穿過鞋底的底面向邊緣的腳趾區(qū)域延伸。
[0016] 通過穿過鞋底的底面W平滑的S形延伸，各個(gè)第一增強(qiáng)支撐件可W遵循自然的流 線形或者穿著者的腳底的解剖結(jié)構(gòu)，進(jìn)而，與直線型的增強(qiáng)支撐件相比，它能有益地影響鞋 底對(duì)于外側(cè)/內(nèi)側(cè)力量的側(cè)向穩(wěn)定性和扭轉(zhuǎn)剛度。
[0017] 當(dāng)談?wù)撔椎牡酌鏁r(shí)，一般指的是背向穿著者的腳且朝向地面或自行車踏板的鞋 底的面。如果支柱包括至少一個(gè)使支柱曲線改變?nèi)∠虻墓拯c(diǎn)，則運(yùn)個(gè)支柱被稱為包括S形。 也就是說，在本文中，比如說"鏡像的S"形式的形狀，也可W被稱為S形。此外，平滑的S形 是無明顯紐結(jié)、邊緣或更一般地突然和明顯改變方向的S型。
[0018] 此外，還可使至少兩個(gè)從邊緣的腳跟區(qū)域向邊緣的腳趾區(qū)域延伸的第一增強(qiáng)支撐 件基本上平行地延伸，并且每一個(gè)都W平滑的S形從邊緣的腳跟區(qū)域穿過鞋底的底面向邊 緣的腳趾區(qū)域延伸。
[0019] 藉此，上述提到的對(duì)鞋底的側(cè)向穩(wěn)定性和扭轉(zhuǎn)剛度的有益影響能夠W更加明顯的 方式發(fā)展，且鞋底的穿著舒適度能夠進(jìn)一步增加。
[0020] 當(dāng)論及第一增強(qiáng)支撐件"基本上平行地"從邊緣的腳跟區(qū)域穿過鞋底的底面向邊 緣的腳趾區(qū)域延伸時(shí)，運(yùn)意指兩個(gè)運(yùn)樣的第一增強(qiáng)支撐件之間的距離相對(duì)于運(yùn)兩個(gè)第一增 強(qiáng)支撐件的長(zhǎng)度僅僅發(fā)生非常輕微的變化。但是，特別是在鞋底的腳跟區(qū)域或腳趾區(qū)域，兩 個(gè)運(yùn)樣的基本上平行的第一增強(qiáng)支撐件也可能偏離數(shù)學(xué)意義上的完全平行。例如，它們可 在典型的制造公差范圍內(nèi)在運(yùn)些區(qū)域稍微收斂或發(fā)散。
[0021] 還可W想到，多個(gè)第一增強(qiáng)支撐件提供了鞋底的第一增強(qiáng)層。
[0022] 通過提供增強(qiáng)層，鞋底的側(cè)向穩(wěn)定性可W進(jìn)一步增加。此外，還可實(shí)現(xiàn)例如與自行 車踏板之間的良好連接。所述增強(qiáng)層，特別是當(dāng)構(gòu)成鞋底的底面時(shí)，還可w防止騎車人在踏 上自行車，行走在例如道路上時(shí)扭傷腳踩。
[0023] 鞋底還可包括多個(gè)第二增強(qiáng)支撐件，其在增材制造工藝中與鞋底的其他部分整體 制造，并提供第二增強(qiáng)層。
[0024] 通過提供所述第二增強(qiáng)層，鞋底的穩(wěn)定性，特別是其彎曲剛度可進(jìn)一步增加。也可 由此來增加鞋底的厚度，使得當(dāng)踩在地面例如尖銳的物體上時(shí)，招致任何傷害的危險(xiǎn)可能 會(huì)下降。此外，當(dāng)在寒冷的地面上行走時(shí)，可W提高隔熱性。提供所述第二增強(qiáng)層例如也可 導(dǎo)致腳部更好的通風(fēng)，從而提高了穿著舒適性。
[00巧]在鞋底中，第一增強(qiáng)層中的一個(gè)或多個(gè)第一增強(qiáng)支撐件可W與第二增強(qiáng)層中的一 個(gè)或多個(gè)相應(yīng)的第二增強(qiáng)支撐件基本上平行。
[0026] 由此可維持腳部的良好通風(fēng)，因?yàn)樵谄叫械牡谝辉鰪?qiáng)支撐件和第二增強(qiáng)支撐件之 間，可W提供通風(fēng)口。另外，如下文所述，可W在各對(duì)平行的第一增強(qiáng)支撐件和第二增強(qiáng)支 撐件所形成的"墻"之間設(shè)置附加鞋底元件。所述附加鞋底元件可-種非常穩(wěn)定的方 式固定在鞋底的兩個(gè)增強(qiáng)層中，特別是相對(duì)于作用于其上的杠桿力而言。
[0027] -般而言，兩個(gè)或更多個(gè)增強(qiáng)支撐件可通過多個(gè)節(jié)點(diǎn)互相連接。更具體而言，尤為 可行的是使兩個(gè)相鄰的第一增強(qiáng)支撐件和它們相應(yīng)的基本上平行的第二增強(qiáng)支撐件通過 多個(gè)節(jié)點(diǎn)互相連接。
[0028] 通過所述節(jié)點(diǎn)，鞋底的整體穩(wěn)定性可W被進(jìn)一步提高。運(yùn)適用于，特別是，作用于 鞋底的剪切力、扭轉(zhuǎn)力和彎曲力。此外，通過構(gòu)造具有由所述節(jié)點(diǎn)相互連接的第一和第二增 強(qiáng)支撐件的鞋底，可W提供非常輕量和透氣的鞋底。
[0029] 節(jié)點(diǎn)在鞋底的底視圖、后視圖和側(cè)視圖的至少一個(gè)中可包括X形截面形式。特別 是，節(jié)點(diǎn)可W在所有Ξ個(gè)視圖上包括X形截面形式。
[0030] "X"型截面形式的節(jié)點(diǎn)可W使作用于鞋底上的力在很大程度上W各向同性的方式 分布，從而使得鞋底對(duì)于作用在選取截面的平面內(nèi)的一個(gè)方向上的任意力穩(wěn)定。對(duì)于節(jié)點(diǎn) 在所有上述Ξ個(gè)視圖上包括X形截面形式的情況，運(yùn)種影響尤為明顯，即鞋底包括對(duì)任何 空間維度的力量作用的高度各向同性的穩(wěn)定性。
[0031] 當(dāng)論及鞋底的底視圖、后視圖和側(cè)視圖時(shí)，其是指鞋底處于穿著狀態(tài)時(shí)的視圖，即 鞋底裝在鞋上且鞋是由穿著者穿著時(shí)的視圖。
[0032] 鞋底還可包括網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，它在增材制造工藝中，與鞋底的邊緣、多個(gè)第一增強(qiáng)支撐 件和多個(gè)第二增強(qiáng)支撐件被制造為一整塊。網(wǎng)格結(jié)構(gòu)可W夾在多個(gè)第一增強(qiáng)支撐件和多個(gè) 第二增強(qiáng)支撐件之間。網(wǎng)格結(jié)構(gòu)可W包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)。
[0033] 網(wǎng)格結(jié)構(gòu)可W增加鞋底的整體穩(wěn)定性，特別是可W在減輕鞋底重量的同時(shí)增加其 彎曲剛度。藉此，例如與由碳纖維制成的鞋底相比，重量可W更輕，而彎曲剛度則可W更高。
[0034] 網(wǎng)格結(jié)構(gòu)可W包括多個(gè)第二節(jié)點(diǎn)，而多個(gè)第一增強(qiáng)支撐件和多個(gè)第二增強(qiáng)支撐件 位于網(wǎng)格上相鄰的第二節(jié)點(diǎn)之間。所述節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)可W偏移，使得多個(gè)第一增強(qiáng)支撐 件和多個(gè)第二增強(qiáng)支撐件自所述節(jié)點(diǎn)偏移。W運(yùn)種方式，作用于鞋底上的彎曲力可最 佳的方式被轉(zhuǎn)移，同時(shí)節(jié)省材料和重量。
[0035] 鞋底還可包括用于使鞋釘固定到鞋底底面上的裝置，該裝置與第一和/或第二增 強(qiáng)支撐件整體形成。
[0036] 特別是對(duì)騎行鞋來說，所述鞋釘經(jīng)常用來影響騎車人的鞋和他的自行車之間的力 量配合，W便最大可能地從腳向踏板傳輸力。運(yùn)也使得騎車人不僅可W在一個(gè)完整的踏板 旋轉(zhuǎn)的前半圈向下推踏板，而且還在踏板旋轉(zhuǎn)的后半圈用腳向上拔踏板。通過整體形成所 述使鞋釘固定到鞋底底面上的裝置，固定裝置能夠W-種特別持久和穩(wěn)定的方式固定在鞋 底中。
[0037] 鞋底還可W包括至少一個(gè)在腳趾區(qū)域和/或在腳跟區(qū)域的第一緩沖元件。緩沖元 件可W被置于兩個(gè)相鄰的第一增強(qiáng)支撐件和/或兩個(gè)相鄰的第二增強(qiáng)支撐件之間，并從鞋 底的底面向下伸出。至少一個(gè)緩沖元件可W直接連接到一個(gè)或多個(gè)第一增強(qiáng)支撐件?；蛘?或此外，至少一個(gè)緩沖元件可W連接到背板。在一般情況下，至少一個(gè)緩沖元件連接到鞋 底。
[0038] 所述第一緩沖元件可用于增加鞋底的抓地力，例如，騎車人從他的自行車上下車 時(shí)可W踩在道路上，從而防止騎車人滑倒或扭傷腳踩。更一般地，在正常行走時(shí)，它也可W 增加所述鞋的穿著舒適度。通過在相鄰的第一和/或第二增強(qiáng)支撐件之間布置所述的第一 緩沖器元件，還可W在第一緩沖器元件已磨損的時(shí)候，將其換掉。為此，該第一緩沖器元件 例如可扣入相鄰的第一和/或第二增強(qiáng)支撐件之間的位置運(yùn)樣的方式提供。運(yùn)也使得 可W在不需要的時(shí)候去掉第一緩沖元件，例如在騎行中節(jié)省重量。
[0039] 鞋底還可包括連接到至少一個(gè)第一增強(qiáng)支撐件的底面的至少一個(gè)第二緩沖元件。
[0040] 所述第二緩沖元件可W，例如，模制到相應(yīng)的第一增強(qiáng)支撐件。它可W與相應(yīng)的第 一增強(qiáng)支撐件整體成型，或者它可W手動(dòng)夾到或者固定到相應(yīng)的第一增強(qiáng)支撐件。后一種 選擇可W再次有當(dāng)其已經(jīng)磨損或者