Трехмерная печать готовит революцию в соревнованиях по бегу. Долгое время вся спортивная обувь ничем принципиально не различалась. Единственным эксклюзивом были выполненные на заказ экземпляры для высококлассных спортсменов. Сегодня производители осваивают инновационный метод – печать обуви на 3D принтере Voxeljet, которая позволяет создавать модели по персональным критериям. Аддитивные методы, такие как высокоскоростное спекание, открывают возможности для изготовления кроссовок будущего за счет персонализированного подхода к производству и созданию оригинальных материалов.

Полимерная 3D-печать для обувных компонентов

Инновационные модели учитывают анатомические особенности стопы, вес спортсмена, протяженность шага. Это обеспечивает определенные преимущества пользователю. Но не только выгоды для заказчика свидетельствуют в пользу методики высокоскоростного спекания 3D-полимеров (High Speed Sintering). Посредством HSS легко настраивать практически все параметры производства, чтобы сделать выпуск более рациональным, оперативным и экологически чистым, адаптировать заводскую линию к разнообразным ресурсам.

Специальные ячеистые конструкции, созданные в САПР, придают изделиям оптимальную балансировку и износостойкость, а также обеспечивают рациональный расход сырья и минимальную массу. Даже спортивные бренды с мировой известностью уделяют много внимания аддитивным технологиям. Посредством трехмерной печати решетчатых структур производственные затраты существенно снижаются, а система утилизации сырья работает на безопасность окружающего пространства. Неизрасходованные полимеры подвергаются переработке и возвращаются в процесс производства.

Применение 3D-печати в обувной промышленности

Разработчики и изготовители уже задействуют аддитивные технологии для создания амортизирующей подошвы, стелек или других составляющих обуви. Обработка жидких смол стала востребованным способом производства. Метод подразумевает, что области, подлежащие полимеризации, точечно обрабатываются световым лучом, в результате чего затвердевают. Хотя данная технология позволяет печатать водонепроницаемые элементы кроссовок с высокоточной детализацией и качественной поверхностью, расходные ресурсы, а значит, и готовые изделия довольно тяжелые.

Другой популярной технологией стал метод наплавления нитей (FFF). Слой расплавленного филамента наносится на рабочий стол в виде волокна и сплавляется.

Этот метод не позволяет получить качественные и долговечные образцы и в основном используется для разработки прототипов.

В противовес другим способам печати обуви на 3D принтере HSS не нуждается в опорных конструкциях для поддержания компонентов. Неиспользованная порошковая масса поддерживает навесные элементы. Это позволяет полностью задействовать объем рабочей камеры.

Большая часть оборудования ориентирована на форму конечного продукта. Принтеры «выращивают» бионические решетчатые структуры для разных точек повышенной нагрузки. В итоге для достижения большей устойчивости толщина стенок обуви должна увеличиваться. Аппараты HSS функционируют по принципу введения переменной дозы активатора. Метод дает возможность регулировать свойства используемого сырья, такие как долговечность или ударостойкость, в решетчатой структуре или в сплошной зоне.

Высокоскоростное спекание и печать переменной плотности

Использование переменной плотности деталей по технологии HSS помогает создавать элементы с переменными целевыми характеристиками. На свойства вещества, из которого выстраивается корпус, можно воздействовать в различных измерениях. Реально варьировать ударопрочность, гибкость или плотность материала, которые влияют на общую массу и центр тяжести 3D-печатного объекта.

В процессе HSS тончайший слой полимерного порошка (например, TPU, EVA или TPE) распределяется по подогреваемой платформе построения. Затем печатающая головка движется над рабочим столом и выборочно наносит вещество, поглощающие инфракрасный свет, на конкретно заданные участки. Затем на строительную поверхность направляется ИК-луч. Отмеченные области сыпучего состава поглощают тепло, что приводит к спеканию частиц с нижележащими слоями. После завершения спекания платформа опускается на толщину слоя, и наносится следующая порция пластикового порошка. Процедура повторяется до тех пор, пока элемент обуви не будет изготовлен. Впоследствии все пространство с напечатанными деталями охлаждается, предметы снимаются с платформы и подвергаются необходимой постобработке. Из-за выборочной обработки высокой температурой нНеспеченный порошок остается рыхлым и может вторичного использоваться в других циклах печати.

Печатающие головки струйных принтеров управляются посредством растровых изображений. Оттенки серого отображают объем реагента, впрыснутых на порошок. В зависимости от применяемого сырья на порошковом составе можно получить до шести уровней яркости цвета. Чем темнее тон, тем больше тепловой энергии поглотит печатный материал от ИК-лампы. Оттенки серого можно сочетать с дизерингом (моделирование фактически несуществующих промежуточных шагов с помощью определенного расположения пикселей). Это дает возможность точнее регулировать коэффициент поглощения света, наладить подвод энергии, подобрать оптимальную температуру.

Методика помогает создавать трехмерную подошву, одновременно интегрируя в нее нужные механические характеристики. 

Таким образом плюсы скоростного спекания:

•    быстрое производство;
•    разнообразие сырья;
•    определенное время формирования слоев;
•    простота управление температурой;
•    отсутствие ограничений в геометрии выстраиваемого объекта.

Свободные настройки

Voxeljet полагается на программное обеспечение с открытым исходным кодом ProPrint, предназначенным для управления 3D-печатью обуви. Изюминка разработки кроется в том, что заказчикам предоставляются возможности для настраивания параметров печати в соответствии с собственными критериями. ProPrint и интегрированный инструмент анализа данных Vamos отвечают за контроль температуры, толщины слоя, распределение сырья.

Бренд обладает значимым потенциалом в части разработки новых модификаций обуви. Разнообразие используемых ресурсов и их экономное расходование, легкая конструкция кроссовок и повышение эффективности бегуна – лишь некоторые из предлагаемых преимуществ.