Die additive Fertigung der Schuhproduktion 4.0

Wie Pulver basierter 3D-Druck das Laufen von Morgen revolutioniert. Lange Zeit waren alle Schuhe einer Modellreihe gleich. Ausnahmen bildeten lediglich extrem hochpreisige maßgeschneiderte Sondermodelle für Spitzensportler.

Jetzt gibt es neues Innovationspotenzial für die Schuhhersteller: 3D-Druck von voxeljet ermöglicht maß konfektionierte Schuhe, die den Verbrauchern sogar leistungs- und Komfort-steigernde Funktionen bieten könnten. High Speed Sintering, das additive Herstellungsverfahren von voxeljet, ebnet nun durch Maßkonfektionierung und Materialentwicklung den Weg für die additive Schuhproduktion von morgen.

Polymer 3D-Druck für individualisierte Schuhkomponenten

Für den Konsumenten ist besonders attraktiv, dass solche maß konfektionierten Schuhe die unterschiedlichen Fußformen berücksichtigen, ebenso das individuelle Körpergewicht und die Schrittlänge. Aus Herstellersicht spricht aber nicht nur der Kundennutzen für den 3D Polymer High Speed Sintering (HSS) Prozess. Denn beim HSS lassen sich beinahe alle Produktionsparameter wirtschaftlicher, schneller, umweltgerechter und dabei auch noch individualisierbar auf verschiedene Materialien einstellen.

Kaum ein Produktmanager aus der produzierenden Industrie kommt derzeit am Hype-Thema „Lattice Structure“ vorbei. Dabei handelt es sich um abstrakte, CAD-generierte Gitterkonstruktionen, die sich die Natur als Vorbild nehmen. Sie bieten den so hergestellten Gütern maximale Stabilität und Haltbarkeit und zudem eine enorme Material- und damit Gewichtsersparnis. Kein Wunder also, dass auch die marktführenden Sportschuhhersteller ein großes Interesse an dem Produktionsprozess haben. Denn mit 3D-gedruckten Lattice Structures lassen sich Produktionskosten senken und dank der Materialeinsparung schont der Fertigungsprozess auch die Umwelt. Nicht versinterter Kunststoff kann je nach Prozess und Material in Anteilen wieder zurück in den Produktionsprozess geführt werden.

Eine weitere additive Fertigungstechnik ist das Fused Filament Fabrication (FFF). Dabei wird eine Schicht geschmolzenes Kunststoff-Filament als Strang aufgelegt und verklebt. Der Vorteil des High Speed Sinterns gegenüber dem FFF ist die höhere Produktionsgeschwindigkeit, die Materialvielfalt, die konstanten Schichtzeiten und das dadurch einfachere Thermomanagement sowie die geometrische Freiheit. Denn im Gegensatz zum FFF benötigt das Polymer High Speed Sintering (HSS) keine Stützstrukturen zur Stabilisierung der gedruckten Bauteile. Das nicht verdruckte Pulver stützt die Bauteile im Baufeld. Dadurch können Anwender des HSS weniger auf Hinterschnitte oder Überhänge achten.

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Grundsätzlich wird beim HSS-Prozess eine dünne Schicht aus Kunststoffpulver, wie beispielweise TPU, EVA oder TPE auf eine beheizte Bauplattform aufgetragen. Anschließend fährt ein Tintenstrahldruckkopf großflächig über die Plattform und benetzt selektiv Bereiche des Baufeldes mit einer infrarotlichtabsorbierenden Tinte. Daraufhin strahlt eine Infrarotlampe auf die Bauplattform.

Technische Spezifikationen der Graustufen

  • Unterschiedliche Härtegrade über Tinteneintrag abbildbar
  • Bis zu 6 Graustufen möglich
  • Graustufen je nach Material für Energieabsorption zusätzlich veriierbar
  • Bessere Kantenschärfe im Vergleich zum Dithering
  • Gute Detailtreue
  • Höhere Festigkeit als über reines Dithering
  • Kombinierbar mit Dithering für noch mehr Variation
  • Glattere Oberflächen

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