導(dǎo)讀:3D打印技術(shù)不僅為制鞋行業(yè)帶來了強(qiáng)有力的技術(shù)支持,還在造型設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和圖案設(shè)計(jì)等方面為設(shè)計(jì)師提供了全新的靈感來源。這項(xiàng)技術(shù)徹底改變了傳統(tǒng)的制鞋工業(yè)模式,促進(jìn)了制鞋行業(yè)朝著定制化、智能化、柔性化和規(guī)模化生產(chǎn)的方向發(fā)展。
作為傳統(tǒng)加工行業(yè)的一部分,鞋模的制造工序包括設(shè)計(jì)、制作木模、鑄造、模具制造、咬花、噴砂等復(fù)雜步驟。與此同時(shí),鑒于鞋類產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度日益加快,消費(fèi)者對(duì)于多樣化和個(gè)性化產(chǎn)品的需求持續(xù)增長(zhǎng),鞋類產(chǎn)品必須不斷推出新產(chǎn)品和新設(shè)計(jì),以在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中保持吸引力。為此,越來越多的鞋企開始采用3D打印技術(shù)來制作鞋模,通過這種智能制造工藝推進(jìn)企業(yè)的智能化升級(jí)。
接下來,我們以鞋模咬花工藝為例,一起探索3D打印在鞋模制造中的進(jìn)化歷程。
傳統(tǒng)的制造方式
傳統(tǒng)的鞋模咬花工藝步驟:首先,根據(jù)需要使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)軟件完成對(duì)鞋底紋理或圖案的3D模型設(shè)計(jì),隨后通過使用數(shù)控機(jī)床(CNC)加工出木質(zhì)的母模。接著,使用該木質(zhì)原型模注入硅膠以制作硅膠膜,再通過該硅膠模注入石膏,以此制作出石膏模。
在石膏模制作完成后,進(jìn)一步注入鋁或其他金屬進(jìn)行鑄造,制作出金屬模。此時(shí)的金屬模尚未具備咬花特征,因此需要通過化學(xué)蝕刻等方法來添加咬花細(xì)節(jié),以完成咬花金屬模的制造。為了確保鞋模表面光滑,往往還需要拋光與清理。最后,為了提高鞋模的耐用性和減少磨損,往往還可能會(huì)進(jìn)行陽極氧化處理或噴涂保護(hù)層。
這一工藝流程環(huán)節(jié)多、步驟復(fù)雜,涉及多次翻模和倒模,不僅制模周期長(zhǎng),還因?yàn)榛瘜W(xué)蝕刻步驟導(dǎo)致較大的環(huán)境污染,這不符合當(dāng)前降低成本、提高效率和綠色環(huán)保生產(chǎn)的理念。
3D打印革新之路
立體光固化(SLA)和激光選區(qū)熔化(SLM)兩種3D打印技術(shù)在鞋模生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用已被證實(shí)是可行的,并已經(jīng)得到廣泛推廣。這兩種工藝徹底改變了傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具制作、模具驗(yàn)證、套模分碼制作及生產(chǎn)制作的復(fù)雜流程,極大地縮短了研發(fā)和生產(chǎn)周期。更為重要的是,3D打印工藝有效避免了在傳統(tǒng)制鞋過程中常見的噪聲污染、廢水廢料排放污染和化學(xué)制劑污染等環(huán)境問題,實(shí)現(xiàn)了真正意義上的綠色環(huán)保制鞋。
舊法新詮 - SLA替代CNC加工木模
相較于傳統(tǒng)工藝,當(dāng)前很多鞋廠采用SLA工藝主要用于取代傳統(tǒng)的機(jī)械加工木模原型制作步驟。通過3D打印技術(shù),可以靈活地批量生產(chǎn)這些原型模,從而降低成本并提升生產(chǎn)效率。
同時(shí),隨著數(shù)字化咬花功能的不斷強(qiáng)大,使得直接打印出帶有咬花特征的母模成為可能。這也意味著對(duì)環(huán)境有害的化學(xué)蝕刻制作咬花特征的關(guān)鍵步驟,可以被省略。雖然目前這一工藝還處于鞋廠的探索性應(yīng)用階段,但可以預(yù)見,它將成為鞋模制造領(lǐng)域發(fā)展的重要趨勢(shì)。
一步到位 - 無需倒模,SLM直接打印
相比于SLA工藝的部分簡(jiǎn)化,引入SLM工藝則是對(duì)整個(gè)制模生產(chǎn)過程的根本性革新。該工藝能夠?qū)崿F(xiàn)金屬材料帶有咬花特征的精密成型加工,不需要反復(fù)的倒模,也不再需要通過酸腐蝕的方法將凹凸的紋理刻蝕在金屬模具上。
通過在計(jì)算機(jī)建模階段先設(shè)計(jì)出鞋模的數(shù)字模型,再通過紋理貼圖形成帶有咬花特征的3D打印鞋模,然后直接進(jìn)行打印制作,加之必要的后處理,從而極大地簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)的制模工藝,縮短了制模周期,避免了化學(xué)蝕刻步驟,使制模過程更加綠色環(huán)保。
真實(shí)案例分享
最后,以金石三維為例,我們可以具體了解3D打印在鞋模制作中的不同解決方案。
SLA光固化3D打印鞋模解決方案
金石三維光固化3D打印機(jī)SLA-600
在SLA光固化領(lǐng)域,主要有翻砂鞋模、看板鞋模、軟料鞋模和生產(chǎn)模具四大應(yīng)用,匹配快速3D鞋模繪圖軟件和3D水密檔,以及后段處理工藝,形成完整的穿透性解決方案。
圖1翻砂鞋模
(1) 翻砂鞋模:使用增材制造鞋??捎行〈鶦NC雕刻的木模,進(jìn)行翻砂鑄造,做出的模具具有更精細(xì)的紋理和圖案。
圖2看板鞋模
(2) 看板鞋模:利用SLA工藝實(shí)現(xiàn)360°無死角打印,制作的鞋模紋路清晰,棱角尖銳,耗材少、耗時(shí)短。確認(rèn)樣板后,一次成型,無需再做修改,可快速確認(rèn)外觀和結(jié)構(gòu),檢驗(yàn)設(shè)計(jì)成果。
圖3軟料鞋模
(3) 軟料鞋模:用來試穿,檢驗(yàn)功能性及合理性。
圖4生產(chǎn)模具
(4) 生產(chǎn)模具:增材制造生產(chǎn)模具,跳過了翻砂鑄造的過程,直接用于成品鞋底生產(chǎn)??捎糜谒苣z射出,PU和冷壓鞋墊模,暫不適合熱壓橡膠,模壓EVA和射出EVA,一般可生產(chǎn)100雙的部件。
SLM金屬3D打印鞋模解決方案
金石三維金屬3D打印機(jī)SLM-450E
使用金屬3D打印機(jī)制作的鞋模,可以有效簡(jiǎn)化傳統(tǒng)鞋模制作中的木模、鑄造和咬花等復(fù)雜工序。這種制作方式不僅能使成型件表面光潔、咬花紋理清晰,而且還能大幅降低加工成本。相比于傳統(tǒng)的制模工藝,交貨周期可以縮短一半以上。
以金石鞋模行業(yè)專用的金屬3D打印機(jī)制作的帶咬花特征鞋模為例,該模型的成型體積為654.0立方厘米,成型高度為48.8毫米,采用的加工材料為316L不銹鋼,完成打印工作耗時(shí)45小時(shí)。成型件的表面光潔度高,咬花紋理清晰可見,尺寸精度高達(dá)0.05毫米,花紋精度更是達(dá)到了0.01毫米,充分展現(xiàn)了金屬3D打印在精確度和效率上的優(yōu)勢(shì)。
綜上所述,3D打印技術(shù)正在以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),重新定義鞋模制造業(yè)的未來。它不僅提高了制造效率,縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期,還推動(dòng)了設(shè)計(jì)創(chuàng)新,使得個(gè)性化和定制化生產(chǎn)成為可能。SLM金屬打印鞋模樣件
目前,已有企業(yè)建立了3D打印的生產(chǎn)線,實(shí)現(xiàn)了批量化和定制化生產(chǎn)。這些生產(chǎn)線能夠生產(chǎn)各種類型的鞋類產(chǎn)品,如運(yùn)動(dòng)鞋、高跟鞋、休閑鞋等,有效地將這類模具或模具零件的綜合成本控制在市場(chǎng)可接受的范圍內(nèi)。
SLA樹脂打印鞋模樣件
隨著3D打印技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的進(jìn)一步降低,其在鞋模制造領(lǐng)域的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛,未來可期。對(duì)于想要在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)中脫穎而出的鞋業(yè)品牌和制造商來說,擁抱3D打印技術(shù),無疑是走向成功的關(guān)鍵一步。
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