IPC分类号：
A43B13/04 | A43B13/42 | B29C64/106 | B29C64/35 | B29C64/379 | B33Y10/00 | B33Y40/20 | B33Y80/00 | B33Y70/00 | B29L31/50
国民经济行业分类号：
C1954 | C1953 | C1952 | C1951 | C2444 | C1761 | O8192 | C1959
当前申请(专利权)人地址：
100089 北京市海淀区建材城中路27号13幢一层1017号 (北京,北京,海淀区)
工商统一社会信用代码：
91110108MA019NCT3R
工商注册地址：
北京市海淀区建材城中路27号8幢一层106号
摘要：
本发明公开了一种复合鞋底以及打印及后处理方法，包括鞋中底与鞋大底，所述鞋中底具有上表面、下表面与侧面，上、下表面之间通过侧面连接，所述鞋大底一部分覆盖鞋中底的下表面，另一部分弯折后全部或部分覆盖鞋中底的侧面，所述鞋中底和/或鞋大底由可光固化的树脂材料首先通过光固化3D打印方法制备打印中间体，所述打印中间体含有未固化成分，鞋中底和鞋大底通过打印中间体中未固化成分进行后固化反应相互粘合，上述的技术方案相对于传统光固化3D鞋底打印以及加工的操作流程来说未增加复杂的操作步骤，故该方法操作简单，适用于大规模的量产，而且该方法不需要使用额外的粘合胶水，不仅节省成本而且更加环保。
技术问题语段：
如何利用光固化3D打印技术制造鞋底，解决鞋中底侧面镂空对外观设计的局限？
技术功效语段：
该专利文本提出了一种制备复合鞋底的方法，通过光固化3D打印方法将鞋中底和鞋大底粘合在一起。该方法操作简单，不需要额外的胶水，节省成本且环保。同时，该方法可以灵活地设计鞋底的外观，提高鞋底的机械性能。此外，该方法还可以使用定型件来保持鞋大底和鞋中底的配合状态。
权利要求：
1.一种复合鞋底的打印及后处理方法，其特征在于，该方法包括：
步骤a.设计相配合的鞋中底与鞋大底三维结构，所述鞋中底具有上表面、下表面与侧面，上、下表面之间通过侧面连接，使得鞋大底一部分覆盖鞋中底的下表面，另一部分弯折后全部或部分覆盖鞋中底的侧面，并将该鞋中底与鞋大底的三维结构分别切片，得到用于光固化3D打印的光图案数据，配置光固化3D打印所需的可光固化树脂；
步骤b.将可光固化树脂加入光固化3D打印设备中，将光图案数据导入光固化3D打印设备中，通过光固化3D打印设备分别打印鞋中底打印中间体和/或鞋大底打印中间体，所述打印中间体中含有未固化成分；
步骤c.可选择地，将步骤b中的打印中间体进行清理处理，该清理处理是去除打印中间体表面的未固化可光固化树脂；
步骤d.将鞋中底打印中间体和/或鞋大底打印中间体相配合，使得鞋大底分别覆盖鞋中底全部或部分的下表面与侧面，维持鞋中底与鞋大底配合的状态对打印中间体进行后固化，该后固化过程中未固化成分发生固化；
步骤e.鞋中底打印中间体和/或鞋大底打印中间体之间的接触面通过后固化相互粘合，形成所述复合鞋底。
2.根据权利要求1所述的一种复合鞋底的打印及后处理方法，其特征在于，步骤a设计相配合的鞋中底与鞋大底三维结构，所述鞋大底为一体式结构。
3.根据权利要求1所述的一种复合鞋底的打印及后处理方法，其特征在于，步骤a设计相配合的鞋中底与鞋大底三维结构，所述鞋中底具备镂空结构。
4.根据权利要求1所述的复合鞋底的打印及后处理方法，其特征在于，步骤b分别打印鞋大底打印中间体和鞋中底打印中间体，所述打印中间体中含有未固化成分；以及步骤d和e中将鞋中底打印中间体和鞋大底打印中间体相配合，鞋中底打印中间体和鞋大底打印中间体之间的接触面通过后固化相互粘合。
5.根据权利要求1所述的复合鞋底的打印及后处理方法，其特征在于，步骤b分别打印鞋中底打印中间体和鞋大底，所述打印中间体中含有未固化成分；以及步骤d和e中将鞋中底打印中间体和鞋大底相配合，鞋中底打印中间体和鞋大底之间的接触面通过后固化相互粘合。
6.根据权利要求1所述的复合鞋底的打印及后处理方法，其特征在于，步骤b分别打印鞋中底和鞋大底打印中间体，所述打印中间体中含有未固化成分；以及步骤d和e中将鞋中底和鞋大底打印中间体相配合，鞋中底和鞋大底打印中间体之间的接触面通过后固化相互粘合。
7.根据权利要求1所述的复合鞋底的打印及后处理方法，其特征在于，步骤d中通过定型件使得鞋大底与鞋中底在后固化中保持配合状态。
8.根据权利要求7所述的复合鞋底的打印及后处理方法，其特征在于，所述定型件为模具，该模具开设有凹槽，在步骤d中，所述鞋大底包裹鞋中底后一起嵌合在该凹槽内。
9.根据权利要求1所述的复合鞋底的打印及后处理方法，其特征在于，所述步骤d中的后固化包括加热、辐射、加湿中的一种或多种操作组合。
10.根据权利要求1或9所述的复合鞋底的打印及后处理方法，其特征在于，所述步骤d中的后固化为加热处理，加热时间为6-12小时，加热温度为80-160摄氏度。
11.根据权利要求1所述的复合鞋底的打印及后处理方法，其特征在于，所述步骤d中将鞋中底打印中间体和/或鞋大底打印中间体相配合时，在配合的接触表面上涂覆可光固化树脂。
12.根据权利要求1所述的复合鞋底的打印及后处理方法，其特征在于，所述步骤c中的清理处理包括利用离心机、甩干机将打印中间体表面的未固化可光固化树脂清除。
技术领域：
[0001]本发明涉及技术领域为三维成型领域，特别涉及一种复合鞋底以及打印及后处理方法。
背景技术：
[0002]光固化成型(Stereo Lithography Appearance，SLA或SL)主要是使用打印原料作为原材料，利用液体打印原料在特定波长与强度的激光束照射下会快速固化的特性。打印原料一般为液体，光源一般选用紫外光，通常情况下打印原料在特定波长的紫外光(250nm～400nm)照射下引起聚合反应，完成固化。
[0003]具体的，光固化3D打印的步骤为：先将三维模型通过一个方向进行分层，从而获取每层的轮廓信息或者图像信息，然后通过光源来实现每层的数据信息，将光图案照射到打印原材料上，原材料中的打印原料受到光照射后，发生聚合反应(光固化)并且聚合的分子链能够固定其他材料一同形成固化层，该层光图案固化完成后，再进行下一层的固化，重复迭代，最后形成一个完整打印件(三维模型)。
[0004]光固化3D打印根据所用的打印材料的不同能够广泛应用与多种领域。目前DLP技术在光固化3D打印上的应用，使其打印精度得到提高。由弹性光敏树脂打印的镂空的晶格结构具有较好的机械性能，应用于鞋底(特别是运动鞋),不仅给用户带来很好的穿着体验，而且在生产上免去了高消耗的开模阶段，故3D打印鞋具有很好的市场潜景。
[0005]目前市面上的3D打印鞋，主要是鞋中底部分采用光固化打印，两面分别粘连鞋面以及鞋大底拼合而成。鞋中底一般是采用弹性树脂构成的晶格结构，故鞋中底侧面镂空。但是镂空的鞋中底侧面在外观设计方面可能使整个鞋底的设计受到一定的局限。
发明内容：
[0006]本发明所要解决的技术问题是，提供一种结构简单，对环境友好，兼顾优异性能与外观设计灵活性的复合鞋底，以及相对应的，操作流程便捷的打印及后处理方法。
[0007]一种复合鞋底，包括鞋中底与鞋大底，所述鞋中底具有上表面、下表面与侧面，上、下表面之间通过侧面连接，所述鞋大底一部分覆盖鞋中底的下表面，另一部分弯折后全部或部分覆盖鞋中底的侧面，所述鞋中底和/或鞋大底由可光固化的树脂材料首先通过光固化3D打印方法制备打印中间体，所述打印中间体含有未固化成分，鞋中底和鞋大底通过打印中间体中未固化成分进行后固化反应相互粘合。
[0008]上述的技术方案相对于现有技术具有以下优点：利用含有未固化成分的打印中间体表面具有粘性的特点，在光固化打印完成后，将存在未固化成分的鞋中底与鞋大底贴合，后固化使得打印中间体中未固化组分进一步固化，使鞋中底与大底的贴合面牢固粘合，材料机械性能提升。采用这种方式组合鞋大底与鞋中底，相对于传统光固化3D鞋底打印以及加工的操作流程来说未增加复杂的操作步骤，故该方法操作简单，适用于大规模的量产，而且该方法不需要再使用额外的胶水将鞋大底与鞋中底粘合，不仅节省成本而且更加环保。同时通过设计的变化，这种复合鞋底可以在外观设计上更加灵活。
[0009]进一步地，所述鞋大底的中央完全覆盖鞋中底的下表面，该鞋大底的边缘弯折后覆盖鞋中底的侧面。
[0010]进一步地，所述鞋大底为一体式结构。
[0011]进一步地，所述鞋中底具备镂空结构。
[0012]进一步地，所述鞋大底包含多种形状的鞋大底分片。
[0013]进一步地，所述鞋大底包括片状分片和条状分片，所述片状分片覆盖鞋中底的下表面，所述条状分片覆盖鞋中底的侧面。
[0014]进一步地，所述鞋中底和鞋大底由可光固化的树脂材料首先通过光固化3D打印方法制备打印中间体，所述打印中间体含有未固化成分，鞋中底和鞋大底通过
具体实施方式：
[0044]下面结合具体实施方式对发明作进一步详细地说明。
[0045]要理解的是，当一个元件被提到在另一元件“上”、“附着到”另一元件上、“连接到”另一元件上、与另一元件“结合”、“接触”另一元件等时，其可以直接在另一元件上、附着到另一元件上、连接到另一元件上、与另一元件结合和/或接触另一元件或也可存在中间元件。相反，当一个元件被提到“直接在另一元件上”、“直接附着到”另一元件上、“直接连接到”另一元件上、与另一元件“直接结合”或“直接接触”另一元件时，不存在中间元件。本领域技术人员还会理解，提到与另一构件“相邻”布置的一个结构或构件可具有叠加在该相邻构件上或位于该相邻构件下的部分。
[0046]空间相关术语，如“下方”、“低于”、“下部”、“上方”、“上部”等在本文中可为易于描述而使用以描述如附图中所示的元件或构件与另外的一个或多个元件或构件的关系。要理解的是，空间相关术语除附图中描绘的取向外还意在包括器件在使用或运行中的不同取向。例如，如果倒转附图中的器件，被描述为在其它元件或构件“下方”或“下面”的元件则将取向在其它元件或构件“上方”。因此，示例性术语“下方”可包括上方和下方的取向两者。器件可以以其它方式取向(旋转90度或其它取向)并相应地解释本文所用的空间相关描述词。类似地，除非明确地另行指示，术语“向上”、“向下”、“垂直”、“水平”等在本文中仅用于解释说明。
[0047]一般的复合鞋底，主要包括鞋中底与鞋大底，其中鞋大底指的是鞋外底，即直接与地面接触的最外层，鞋中底是指在鞋大底与鞋面中间的结构层，当然鞋中底与鞋面之间还可以设有鞋内底、鞋垫等结构层。一般情况下，鞋中底是决定鞋底整体性能的关键结构层。
[0048]本发明所披露的复合鞋底10，如图2、3所示，包括鞋中底11与鞋大底12，所述鞋中底11具有上表面、下表面与侧面，上、下表面之间通过侧面连接，在鞋大底12与鞋中底11贴合之前，所述鞋大底12为可弯曲的片状结构，进行贴合时，所述鞋大底12一部分覆盖鞋中底11的下表面，另一部分弯折后全部或部分覆盖鞋中底11的侧面。由于所述鞋中底11和/或鞋大底12由可光固化的树脂材料首先通过光固化3D打印方法制备打印中间体，所述打印中间体含有未固化成分，鞋中底11和鞋大底12通过打印中间体中未固化成分进行后固化反应实现相互粘合。
[0049]有关于可光固化树脂：
[0050]需要进一步说明的是，本发明所披露的复合鞋底10所用的材料包括两大类可光固化树脂，一类是传统光固化树脂，一类为双重固化树脂。其中传统可光固化树脂主要包括可光固化树脂单体或寡聚物、光引发剂。而双重固化树脂除了可光固化树脂单体或寡聚物、光引发剂以外，还具备光固化步骤结束后仍然未固化的成分，该未固化成分在光固化步骤之后的后固化步骤中可以进行进一步固化。
[0051]具体的，光固化树脂单体和/或寡聚物可以为含碳碳双键的丙烯酸酯类材料，具体的单体可以是丙烯酸酯，寡聚物可以是聚氨酯甲基丙烯酸酯和/或聚氨酯丙烯酸酯，其中光引发剂可以是安息香、二苯基乙酮(二苯乙酮)、二苯甲酮、芳酰基膦氧化物(如2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦或称为TPO)、硫代丙氧基硫杂蒽酮中的一种，或多种的混合物。
[0052]特别的，未固化成分可以是氰酸酯、异氰酸酯、TPU(热塑性聚氨酯弹性体橡胶)、环氧树脂、有机硅树脂中的一种或多种的混合物。
[0053]可光固化树脂中的可光固化树脂单体或寡聚物在步骤b中受到光辐射在光引发剂的催化作用下发生聚合反应，液态的树脂固化形成打印件或打印中间体(由可光固化树脂固化成型，其中含有未固化成分)，由于打印件或打印中间体的表面或多或少会存在未固化的树脂，使得其表面具有一定的粘度。特别是使用双重固化树脂进行光固化3D打印后形成的打印中间体含有未固化成分，该未固化成分不仅使得打印中间体表面具有粘度而且使得打印中间体整体柔软，便于二次塑性，既有利于含有未固化成分的鞋中底11与鞋大底12的贴合，随后打印中间体的未固化成分在特定的后固化条件下固化。在固化过程中，未固化成分能够与其自身和/或可光固化树脂单体或寡聚物形成共混聚合物、互穿聚合物网络、半互穿聚合物网络或顺序互穿聚合物网络，使得贴合面紧密连接，即完成鞋中底11与鞋大底12接触面相互粘合。如中国专利申请CN106796392A(公开号)《由具有多重硬化机制的材料制备聚氨酯三维物体的方法》以及CN106687861A(公开号)《由具有多重硬化机制的材料制备三维物体的方法》中公布了具体采用双重固化树脂进行光固化3D打印的方法可适用于本专利中的复合鞋底10的打印，上述申请以引用的方式并入本文。
[0054]综上所述，由于鞋中底11与鞋大底12是通过打印中间体的未固化成分发生固化后实现的贴合，其中打印中间体可以是鞋中底11打印中间体和鞋大底12打印中间体，或这二者其中的任意一个，而另外一个可以是通过普通可光固化树脂经光固化打印步骤直接打印而成，而不经过后固化的步骤。那么在实际操作中，具有三种情况：一、用于打印鞋中底11与鞋大底12的可光固化树脂均在光固化步骤结束后仍然未固化成分(鞋中底11、鞋大底12的材料均为双重固化树脂)；二、仅用于打印鞋中底11的可光固化树脂在光固化步骤结束后仍然含有未固化成分(鞋中底11的材料为双重固化树脂，鞋大底12的材料为传统光固化树脂)；三、仅鞋大底12的可光固化树脂在光固化步骤结束后仍然含有未固化成分(鞋中底11的材料为传统光固化树脂，鞋大底12的材料为双重固化树脂)。
[0055]在一些实施例中，所述鞋中底11与鞋大底12均由双重固化树脂材料首先通过光固化3D打印方法制备打印中间体，所述两者的打印中间体中均含有未固化成分，未固化成分使得打印中体整体较软而且表面粘性较大。保持鞋大底12贴合鞋中底11的状态进行后固化，在后固化过程中鞋中底11和鞋大底12通过打印中间体中未固化成分进行后固化反应相互粘合，使得鞋大底12与鞋中底11紧密贴合。
[0056]在一些实施例中，所述鞋中底11由双重固化树脂材料首先通过光固化3D打印方法制备打印中间体，鞋大底12由传统可光固化树脂通过光固化3D打印方法制备打印，其中鞋中底11的打印中间体中均含有未固化成分，未固化成分使得打印中间体整体较软而且表面粘性较大。保持鞋大底12贴合鞋中底11的状态进行后固化，在后固化过程中鞋中底11和鞋大底12通过打印中间体中未固化成分进行后固化反应相互粘合，使得鞋大底12与鞋中底11紧密贴合。
[0057]在一些实施例中，所述鞋大底12由双重固化树脂材料首先通过光固化3D打印方法制备打印中间体，鞋中底11由传统可光固化树脂通过光固化3D打印方法制备打印，其中鞋大底12的打印中间体中均含有未固化成分，未固化成分使得打印中间体整体较软而且表面粘性较大。保持鞋大底12贴合鞋中底11的状态进行后固化，在后处理过程中鞋中底11和鞋大底12通过打印中间体中未固化成分进行后固化反应相互粘合，使得鞋大底12与鞋中底11紧密贴合。
[0058]有关于鞋中底11的结构：
[0059]需要进一步说明的是，在一些实施例中，所述光固化3D打印的鞋中底11为镂空结构，具体的镂空结构包括多个相互连接的单元，每个单元为多个连接柱和多个顶点定义的几何体。相邻单元通过共享一些相同的连接柱和顶点从而实现相互连接。在一些实施例中，主体镂空结构的单元为形状和体积相同的几何体，其中几何体可以为规则几何体，也可以为不规则几何体；而另一些实施例中主体镂空结构的单元可以为形状和/或体积不相同的几何体，其中几何体可以为规则几何体，也可以为不规则几何体。可光固化的树脂材料结合这种镂空结构，使得鞋中底11具有良好的力学性能，其回弹性能、减震性能均优于一般的发泡鞋中底11。
[0060]有关于鞋大底12的结构：
[0061]在一些实施例中，所述鞋大底12为一体式结构，通过光固化3D打印出一片式的鞋大底12，在鞋大底12与鞋中底11的贴合过程中，首先将鞋中底11放置在鞋大底12的中央，鞋大底12的中央部分覆盖鞋中底11的下表面，然后将鞋大底12的边缘部分弯折后覆盖鞋中底11的侧面。
[0062]需要进一步说明的是，根据鞋子所需的功能不同，鞋大底12可以是具有连续的表面且完全覆盖鞋中底11的下表面，即复合鞋底10的底面是封闭的，鞋大底12也可以是具有孔洞的，其覆盖鞋中底11的部分下表面，即复合鞋底10的底面具有孔洞。
[0063]在一些实施例中，所述鞋大底12包含多种形状的鞋大底12分片，具体的，所述鞋大底12包括片状分片和条状分片，所述片状分片覆盖鞋中底11的下表面，所述条状分片覆盖鞋中底11的侧面，同理，根据鞋子所需的功能不同，片状分片和条状分片可以是完整的连续面，在片状分片和条状分片上也可以开有孔洞。
[0064]有关于本发明所披露的复合鞋底10的打印及后处理方法，如图1所示，该方法包括：
[0065]步骤a.设计相配合的鞋中底11与鞋大底12三维结构，使得鞋大底12一部分覆盖鞋中底11的下表面，另一部分弯折后全部或部分覆盖鞋中底11的侧面，并将该鞋中底11与鞋大底12的三维结构分别切片，得到用于光固化3D打印的光图案数据，配置光固化3D打印所需的可光固化树脂