一种3D打印回弹晶格结构以及应用该结构的鞋底制造技术

本实用新型专利技术公开了一种3D打印回弹晶格结构以及应用该结构的鞋底，3D打印回弹晶格结构包括晶格结构单元由体中心向上下左右前后六个方向发散构成的无限关联结构，晶格结构单元为面心立方晶格。3D打印回弹晶格结构的鞋底包括3D打印回弹晶格填充结构、足后跟稳定结构、鞋底耐磨橡胶贴合位、鞋面贴合位。具有提升运动中双脚的启动速度和力度的助弹作用，并减少不必要的能量消耗。这种结构弹性高、回复形变速度快、能量回馈率高，其良好的弹性和回复形变的速度弥补了落地缓冲造成的时间损失，帮助足部更快更有力地蹬伸。可实现省力、透气、适足、轻量化等不同功能。

A kind of 3D printing springback lattice structure and its sole

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印回弹晶格结构以及应用该结构的鞋底
本技术涉及一种鞋底，尤其涉及一种3D打印回弹晶格结构以及应用该结构的鞋底。
技术介绍
运动鞋制作是一种技术密集型的生产链，其涉及设计、CAD建模、木模雕刻，试模、开模、修改、生产等多个环节，不仅研发生产周期较长，工艺技术复杂，而且无法排除人工作业，因此，制鞋业被称为最难实现自动化的产业之一。当今大部分常见的运动鞋都采用包含泡沫材料的鞋底。例如，由乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)或聚氨酯(PU)制成的泡沫会针对鞋底中出现的载荷提供出色的缓冲性能，因此被用作位于鞋底内底区与外底区之间的鞋底夹层的典型材料。足部作为人体与地面唯一的接触部位是一个杠杆结构，小腿三头肌通过跟腱将力作用在跟骨上，踝关节作为这个杠杆系统的支点，而前掌则是整个弹跳发力系统的作用点，是足部走跑、弹跳运动时主要的发力部位。针对足部这样的特点，科学家研究了运动鞋的“回弹性”、“能量回归”等助弹概念，这些概念的原理是：足部落地缓冲阶段鞋底产生形变以储存能量,离地蹬伸时该能量部分回归给人体。为了提高能量回归的效率,运动鞋中底的结构设计与材料十分关键。具有回弹功能的鞋底，对比普通运动鞋底弹性更高、回复形变速度更快、能量回馈率更高，其良好的弹性和回复形变的速度弥补了落地缓冲造成的时间损失，帮助足部更快更有力地蹬伸。另外，由于在受压形变→形变量最大→回复形变这个动能和弹性能互相转换的过程中能量内耗较少，因此在前掌从落地缓冲到蹬伸离地的过程中能将落地时的动能更多地回馈给蹬伸过程，让蹬伸动作更加省力，在长时间的运动中可以起到节省体力的效果，帮助使用者在各项运动中双脚的动作速度和力度都发挥的更加出色，帮助节省体力，同时提高舒适性。固体可分为晶体、非晶体和准晶体三大类。晶体是由大量微观物质单位(原子、离子、分子等)按一定规则有序排列的结构，因此可以从结构单位的大小来研究判断排列规则和晶体形态。按周期重复排列的那一部分原子(结构单元)抽象成一个几何点来表示，忽略重复周期中所包含的具体结构单元内容而集中反映周期重复方式，这个从晶体结构中抽象出来几何点的集合称之为晶体点阵，简称晶格。面心立方晶格是除顶角上有原子外，在晶格立方体六个面的中心处还有6个原子，故称为面心立方。面心立方晶格的晶胞是一个立方体，原子分布在立方晶胞的八个角上和六个面的中心。其晶格常数：a＝b＝c，每个晶胞中实际含有的原子数为(1/8)×8+6×(1/2)＝4个。配位数为12；致密度为0.74。基矢为立方单元的一个顶点到三个最近邻面心的矢量：由它们所构成的平行六面体即面心立方的晶格，其体积为是晶格体积的四分之一，故一个晶格包含4个格点。它的晶格原胞为菱形十二面体。具有面心立方晶格的元素有铝(Al)、铜(Cu)、镍(Ni)、金(Au)、银(Ag)、γ铁(γ—Fe)，以及萤石结构等。以萤石结构(主要成分是氟化钙，分子式CaF2)为例，Ca分布于晶格的角顶及面心；F分布在晶格8等分之后每个小立方体的中心。现有技术一：3D打印技术又称为增材制造技术，与以往的制造方式不同，3D打印以3D数字模型为基础，通过逐层打印的方式构造物体结构，免去了工业制品成型过程中众多复杂的工序，仅需将3D数字模型导入3D打印机，通过3D打印机打印完成后，经过简单的后处理即可得到一个3D打印成品。相比传统的模具成型技术，3D打印技术(即增材制造技术)能够不受模具束缚，打印任何形状，并且具有周期短，精度高的特点。为了配合运动员技术动作，传统运动鞋依靠多个功能部件才能完成的产品，3D打印鞋通过参数改变运动鞋造型和密度分布即可实现。3D打印鞋的优点：一是节省材料，不用剔除边角料，提高材料利用率，通过摒弃生产线而降低了成本；二是能做到很高的精度和复杂程度，除了可以表现出外形曲线上的设计，不再需要传统的刀具、夹具和机床或任何模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件，它大大降低了组装成本，它甚至可以挑战大规模生产方式。现有技术一的缺点：3D打印技术在工业制品中的普及目前受制于材料和成本，3D打印原材料目前局限性较大，普遍使用的打印材料仅有TPU(热塑塑料)、尼龙、树脂、橡胶、金属粉末等少数材料，加上目前3D打印成本偏高，因此在实际应用中，3D打印技术还无法完全替代传统制造技术。特别是在制鞋业中，运动鞋中底大多采用发泡材料，重量轻、弹性好的发泡材料可以为足底提供良好的舒适性，3D打印制品的重量和辅助人体运动的功能都无法与传统发泡材料相比，这是制约3D打印运动鞋在制鞋业中大量应用的主要原因。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种3D打印回弹晶格结构以及应用该结构的鞋底。本技术的目的是通过以下技术方案实现的：本技术的3D打印回弹晶格结构，包括晶格结构单元由体中心向上下左右前后六个方向发散构成的无限关联结构，所述晶格结构单元为面心立方晶格。本技术的应用上述的3D打印回弹晶格结构的鞋底，包括3D打印回弹晶格填充结构、足后跟稳定结构、鞋底耐磨橡胶贴合位、鞋面贴合位。由上述本技术提供的技术方案可以看出，本技术实施例提供的3D打印回弹晶格结构以及应用该结构的鞋底，具有提升运动中双脚的启动速度和力度的助弹作用，并减少不必要的能量消耗。这种结构弹性高、回复形变速度快、能量回馈率高，其良好的弹性和回复形变的速度弥补了落地缓冲造成的时间损失，帮助足部更快更有力地蹬伸。附图说明图1a和图1b分别为本技术实施例中单个3D打印回弹晶格结构和3D打印回弹晶格样块的结构示意图。图2至图8分别为本技术实施例的3D打印回弹晶格结构的鞋底的不同角度和状态的结构示意图。图中：1、单个3D打印回弹晶格，2、3D打印回弹晶格样块，3、立方体中心，4、面心立方晶格；11、3D打印回弹晶格填充结构，12、足后跟稳定结构，13、鞋底耐磨橡胶贴合位，14、鞋面贴合位。具体实施方式下面将对本技术实施例作进一步地详细描述。本技术实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本技术的3D打印回弹晶格结构，其较佳的具体实施方式是：包括晶格结构单元由体中心向上下左右前后六个方向发散构成的无限关联结构，所述晶格结构单元为面心立方晶格。所述晶格结构单元的每一个晶格由梁结构相连组成，所述梁粗细为2～4mm，连接而成的晶格结构单元的直径为5～15mm。本技术的3D打印回弹晶格结构的鞋底，其较佳的具体实施方式是：包括3D打印回弹晶格填充结构、足后跟稳定结构、鞋底耐磨橡胶贴合位、鞋面贴合位。所述足后跟稳定结构设于3D打印回弹晶格填充结构的上面，所述鞋底耐磨橡胶贴合位嵌入所述3D打印回弹晶格填充结构中，所述鞋面贴合位设于所述3D打印回弹晶格填充结构的边缘。本技术的3D打印回弹晶格结构以及应用该结构的鞋底，具有提升运动中双脚的启动速度和力度的助弹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D打印回弹晶格结构，其特征在于，包括晶格结构单元由体中心向上下左右前后六个方向发散构成的无限关联结构，所述晶格结构单元为面心立方晶格。/n

【技术特征摘要】
1.一种3D打印回弹晶格结构，其特征在于，包括晶格结构单元由体中心向上下左右前后六个方向发散构成的无限关联结构，所述晶格结构单元为面心立方晶格。


2.根据权利要求1所述的3D打印回弹晶格结构，其特征在于，所述晶格结构单元的每一个晶格由梁结构相连组成，所述梁粗细为2～4mm，连接而成的晶格结构单元的直径为5～15mm。


3.一种应用权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔亚光，许志华，黄征，刘洋洋，渠慎涛，张省，崔强，
申请(专利权)人：福建泉州匹克体育用品有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35