FR3147134A1 - Sports article produced using an additive manufacturing process and method of manufacturing such an article - Google Patents
Sports article produced using an additive manufacturing process and method of manufacturing such an article Download PDFInfo
- Publication number
- FR3147134A1 FR3147134A1 FR2303054A FR2303054A FR3147134A1 FR 3147134 A1 FR3147134 A1 FR 3147134A1 FR 2303054 A FR2303054 A FR 2303054A FR 2303054 A FR2303054 A FR 2303054A FR 3147134 A1 FR3147134 A1 FR 3147134A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- node
- connecting beam
- external structure
- external
- internal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 8
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 8
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 5
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 3
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N acrylonitrile butadiene styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 1
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 description 1
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A43—FOOTWEAR
- A43B—CHARACTERISTIC FEATURES OF FOOTWEAR; PARTS OF FOOTWEAR
- A43B5/00—Footwear for sporting purposes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A43—FOOTWEAR
- A43B—CHARACTERISTIC FEATURES OF FOOTWEAR; PARTS OF FOOTWEAR
- A43B13/00—Soles; Sole-and-heel integral units
- A43B13/14—Soles; Sole-and-heel integral units characterised by the constructive form
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A43—FOOTWEAR
- A43B—CHARACTERISTIC FEATURES OF FOOTWEAR; PARTS OF FOOTWEAR
- A43B23/00—Uppers; Boot legs; Stiffeners; Other single parts of footwear
- A43B23/02—Uppers; Boot legs
- A43B23/0245—Uppers; Boot legs characterised by the constructive form
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A43—FOOTWEAR
- A43B—CHARACTERISTIC FEATURES OF FOOTWEAR; PARTS OF FOOTWEAR
- A43B7/00—Footwear with health or hygienic arrangements
- A43B7/32—Footwear with health or hygienic arrangements with shock-absorbing means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Footwear And Its Accessory, Manufacturing Method And Apparatuses (AREA)
Abstract
La présente invention concerne un article de sport comportant un élément (1) réalisé au moyen d’un procédé de fabrication additive, l’élément (1) comportant : une structure externe (10) ;une structure interne (12), formant une structure tridimensionnelle en treillis formée par la répétition d’au moins un motif élémentaire ;une structure intermédiaire (14), la structure intermédiaire (14) assurant la jonction entre la structure externe (10) et la structure interne (12). Figure 2 The present invention relates to a sports article comprising an element (1) produced by means of an additive manufacturing method, the element (1) comprising: an external structure (10); an internal structure (12), forming a three-dimensional lattice structure formed by the repetition of at least one elementary pattern; an intermediate structure (14), the intermediate structure (14) ensuring the junction between the external structure (10) and the internal structure (12). Figure 2
Description
La présente demande concerne un article de sport comportant au moins une partie réalisée au moyen d’un procédé de fabrication additive. La présente demande concerne également un article chaussant, tel qu’une chaussure de sport, comportant une telle semelle. Un article de sport est par exemple une semelle de chaussure (semelle extérieure, incluant une semelle intermédiaire et/ou une semelle d’usure), une protection corporelle (genouillère, une coudière, protection dorsale, …) un casque, une selle, un siège enfant adaptable à un vélo.The present application relates to a sports article comprising at least one part produced by means of an additive manufacturing process. The present application also relates to a footwear article, such as a sports shoe, comprising such a sole. A sports article is for example a shoe sole (outer sole, including a midsole and/or a wear sole), body protection (knee pad, elbow pad, back protection, etc.), a helmet, a saddle, a child seat adaptable to a bicycle.
Les procédés de fabrication additive, tels que l’impression 3D, présentent de nombreux avantages, parmi lesquels celui de pouvoir réaliser des objets présentant des formes variées et complexes, et notamment des formes difficilement ou non réalisables au moyen de procédés conventionnels. Lorsque l’on souhaite réaliser, au moyen d’un procédé de fabrication additive, un objet ayant un comportement mécanique particulier, et notamment un comportement mécanique nécessitant un niveau important d’élasticité, il est connu de réaliser au moins une partie d’un tel objet sous la forme d’une structure tridimensionnelle en treillis, ou structure lattice. Dans une telle structure, la combinaison de zones pleines et de zones vides, combinée à l’utilisation d’un matériau présentant des propriétés adéquates, permet d’obtenir des comportements mécaniques variés, sans pénaliser la masse de l’ensemble. Une structure lattice devant présenter des propriétés mécaniques homogènes est généralement réalisée par répétition d’un motif élémentaire, ce motif se répétant selon les dimensions longitudinale, transversale et de l’épaisseur de l’objet. Toutefois, les contraintes conduisant à la conception d’une structure lattice peuvent conduire à ce que l’aspect visuel de la surface extérieure de celle-ci ne soit pas esthétique, ou en tout cas, à ne pas laisser suffisamment de liberté dans la conception de cette surface extérieure, sous peine d’altérer les propriétés mécaniques de la structure lattice. La présente invention a pour but de fournir un élément réalisé au moyen d’un procédé de fabrication additive, l’élément comportant une structure lattice conférant des propriétés mécaniques données, et une surface extérieure dont l’aspect visuel soit indépendant de la structure lattice.Additive manufacturing processes, such as 3D printing, have many advantages, including the ability to produce objects with varied and complex shapes, and in particular shapes that are difficult or impossible to produce using conventional processes. When it is desired to produce, using an additive manufacturing process, an object with a particular mechanical behavior, and in particular a mechanical behavior requiring a high level of elasticity, it is known to produce at least part of such an object in the form of a three-dimensional lattice structure, or lattice structure. In such a structure, the combination of solid areas and empty areas, combined with the use of a material with suitable properties, makes it possible to obtain varied mechanical behaviors, without penalizing the mass of the assembly. A lattice structure that must have homogeneous mechanical properties is generally produced by repeating an elementary pattern, this pattern repeating itself according to the longitudinal, transverse and thickness dimensions of the object. However, the constraints leading to the design of a lattice structure may lead to the visual appearance of the outer surface thereof not being aesthetic, or in any case, not leaving enough freedom in the design of this outer surface, under penalty of altering the mechanical properties of the lattice structure. The aim of the present invention is to provide an element produced by means of an additive manufacturing method, the element comprising a lattice structure conferring given mechanical properties, and an outer surface whose visual appearance is independent of the lattice structure.
A cet effet, l’invention concerne un article de sport comportant un élément réalisé au moyen d’un procédé de fabrication additive, l’élément comportant :
- une structure externe ;
- une structure interne, formant une structure tridimensionnelle en treillis formée par la répétition d’au moins un motif élémentaire ;
- une structure intermédiaire, la structure intermédiaire assurant la jonction entre la structure externe et la structure interne.
- an external structure;
- an internal structure, forming a three-dimensional lattice structure formed by the repetition of at least one elementary pattern;
- an intermediate structure, the intermediate structure providing the junction between the external structure and the internal structure.
Ainsi, en prévoyant une structure externe formant la surface extérieure de l’élément, la structure externe étant reliée à la structure interne par une structure intermédiaire, il est possible de rendre la conception de la structure externe et la conception de la structure interne entièrement indépendantes. Il devient ainsi possible de conserver l’intégrité mécanique et fonctionnelle de la structure interne, tout en définissant la structure externe selon les critères souhaités, et notamment en fonction de l’aspect visuel souhaité.Thus, by providing an external structure forming the outer surface of the element, the external structure being connected to the internal structure by an intermediate structure, it is possible to make the design of the external structure and the design of the internal structure entirely independent. It thus becomes possible to maintain the mechanical and functional integrity of the internal structure, while defining the external structure according to the desired criteria, and in particular according to the desired visual appearance.
Selon d’autres caractéristiques de l’invention, l’article de sport conforme à l’invention comprend l’une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, considérées seules ou selon toutes les combinaisons possibles :According to other characteristics of the invention, the sports article according to the invention comprises one or more of the following optional characteristics, considered alone or in all possible combinations:
Dans une réalisation, la structure intermédiaire comporte des poutres de liaison, chaque poutre de liaison reliant un nœud d’un motif élémentaire à la structure externe.In one embodiment, the intermediate structure comprises connecting beams, each connecting beam connecting a node of an elementary pattern to the external structure.
Dans une réalisation, la structure externe est formée au moins en partie par une structure tridimensionnelle en treillis comportant des poutres reliées par des nœuds, chaque poutre de liaison de la structure intermédiaire étant reliée soit à un nœud de la structure externe, soit à une partie pleine.In one embodiment, the external structure is formed at least in part by a three-dimensional lattice structure comprising beams connected by nodes, each connecting beam of the intermediate structure being connected either to a node of the external structure or to a solid part.
Dans une réalisation, pour chaque poutre de liaison reliée à un nœud de la structure externe, la poutre de liaison est reliée à ce nœud en fonction d’un critère de distance entre le nœud de la structure interne et le nœud de la structure externe.In one embodiment, for each connecting beam connected to a node of the external structure, the connecting beam is connected to this node according to a distance criterion between the node of the internal structure and the node of the external structure.
Dans une réalisation, une poutre de liaison reliée à un nœud de la structure interne est reliée au nœud de la structure externe le plus proche.In one embodiment, a connecting beam connected to a node of the internal structure is connected to the nearest node of the external structure.
Dans une réalisation, une poutre de liaison reliée à un nœud de la structure interne est reliée à un nœud situé à une distance incluse dans une plage de distance prédéterminée, de sorte à respecter au moins un critère additionnel, tel qu’un angle entre la poutre de liaison et la structure externe au niveau de la liaison.In one embodiment, a connecting beam connected to a node of the internal structure is connected to a node located at a distance included in a predetermined distance range, so as to respect at least one additional criterion, such as an angle between the connecting beam and the external structure at the connection.
L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un article de sport tel que défini ci-dessus, le procédé comportant les étapes de :
- déterminer une structure externe de l’élément ;
- déterminer la structure interne inscrite dans le volume interne délimité par la structure externe, la structure interne étant réduite par rapport à ce volume interne de façon à respecter au moins un critère relatif au troncage d’au moins une partie des motifs élémentaires constituant la structure interne ;
- déterminer une structure intermédiaire assurant la jonction entre la structure interne et la structure externe ;
- réaliser l’élément au moyen d’un procédé de fabrication additive.
- determine an external structure of the element;
- determine the internal structure inscribed in the internal volume delimited by the external structure, the internal structure being reduced in relation to this internal volume so as to respect at least one criterion relating to the truncation of at least part of the elementary patterns constituting the internal structure;
- determine an intermediate structure ensuring the junction between the internal structure and the external structure;
- produce the element using an additive manufacturing process.
Dans une réalisation, l’étape de déterminer la structure intermédiaire comporte une sous-étape de déterminer des nœuds de motifs élémentaires devant être reliés à la structure intermédiaire.In one embodiment, the step of determining the intermediate structure comprises a sub-step of determining elementary pattern nodes to be connected to the intermediate structure.
Dans une réalisation, la structure intermédiaire comporte des poutres de liaison, chaque poutre de liaison reliant un nœud d’un motif élémentaire à la structure externe.In one embodiment, the intermediate structure comprises connecting beams, each connecting beam connecting a node of an elementary pattern to the external structure.
Dans une réalisation, la structure externe est formée au moins en partie par une structure tridimensionnelle en treillis comportant des poutres reliées par des nœuds, chaque poutre de liaison de la structure intermédiaire étant reliée soit à un nœud de la structure externe, soit à une partie pleine.In one embodiment, the external structure is formed at least in part by a three-dimensional lattice structure comprising beams connected by nodes, each connecting beam of the intermediate structure being connected either to a node of the external structure or to a solid part.
Dans une réalisation, pour chaque poutre de liaison reliée à un nœud de la structure externe, la poutre de liaison est reliée à ce nœud en fonction d’un critère de distance entre le nœud de la structure interne et le nœud de la structure externe.In one embodiment, for each connecting beam connected to a node of the external structure, the connecting beam is connected to this node according to a distance criterion between the node of the internal structure and the node of the external structure.
Dans une réalisation, une poutre de liaison est reliée au nœud le plus proche.In one embodiment, a connecting beam is connected to the nearest node.
Dans une réalisation, une poutre de liaison est reliée à un nœud situé à une distance incluse dans une plage de distance prédéterminée, de sorte à respecter au moins un critère additionnel, tel qu’un angle entre la poutre de liaison et la structure externe au niveau de la liaison.In one embodiment, a connecting beam is connected to a node located at a distance included in a predetermined distance range, so as to satisfy at least one additional criterion, such as an angle between the connecting beam and the external structure at the connection.
Dans une réalisation, le critère relatif au troncage des motifs élémentaires est un critère définissant un degré maximum de troncage des motifs élémentaires.In one embodiment, the criterion relating to the truncation of the elementary patterns is a criterion defining a maximum degree of truncation of the elementary patterns.
Dans une réalisation, le critère est fixé de manière qu’aucun motif élémentaire ne soit tronqué, ou à ce que le degré de troncage maximum soit inférieur ou égal à 30%.In one embodiment, the criterion is set so that no elementary pattern is truncated, or so that the maximum degree of truncation is less than or equal to 30%.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l’examen des figures annexées dans lesquelles :Other features and advantages of the present invention will appear on reading the description which follows and on examining the appended figures in which:
Les figures 1 à 4 illustrent un élément 1 conforme à l’invention, dans l’exemple un bloc réalisé au moyen d’un procédé de fabrication conforme à l’invention, et destiné à constituer un article de sport ou à former une partie d’un article de sport. L’article de sport peut être par exemple une semelle de chaussure (semelle extérieure, incluant une semelle intermédiaire et/ou une semelle d’usure), une protection corporelle (genouillère, une coudière, protection dorsale, …) un casque, une selle, un siège enfant adaptable à un vélo, etc.Figures 1 to 4 illustrate an element 1 according to the invention, in the example a block produced by means of a manufacturing method according to the invention, and intended to constitute a sports article or to form a part of a sports article. The sports article may be for example a shoe sole (outer sole, including a midsole and/or a wear sole), body protection (knee pad, elbow pad, back protection, etc.), a helmet, a saddle, a child seat adaptable to a bicycle, etc.
L’élément 1 est dans l’exemple un bloc de forme globalement cubique, pouvant par exemple servir d’élément constitutif d’une protection corporelle telle qu’une genouillère adaptée à la pratique d’un sport tel que le volley-ball. La
Les figures 2 à 4 montrent l’élément 1 de la
La
- une structure externe10, ou peau externe 10 ;
- une structure interne 12, ou structure fonctionnelle 12 ;
- une structure intermédiaire 14, ou structure de liaison 14, assurant la jonction entre la structure externe 10 et la structure fonctionnelle 12.
- an external structure10, or external skin 10;
- an internal structure 12, or functional structure 12;
- an intermediate structure 14, or connecting structure 14, providing the junction between the external structure 10 and the functional structure 12.
Les trois structures 10, 12, 14 sont obtenues conjointement au moyen d’un procédé de fabrication additive. La limite entre la structure intermédiaire 14 et la structure interne 12 est matérialisée sur les figures 2 à 4par la ligne pointillée L. La limite entre la structure externe 10 et la structure intermédiaire 14 est matérialisée sur la
La structure interne 12 est formée par une structure tridimensionnelle en treillis, c’est-à-dire une structure de type lattice. Ainsi, la structure interne 12 est formée par la répétition, selon chacune des directions longitudinale X, transversale Y et de l’épaisseur Z de l’élément 1, de motifs élémentaires 120 qui sont décrits plus en détails ci-après. La structure des motifs élémentaires 120, et la façon dont ils sont répétés le long des trois directions X, Y, Z de l’élément 1 confèrent des propriétés physiques et mécaniques à la structure interne 12, comme par exemple des propriétés de résistance et d’élasticité, et, notamment, des propriétés d’amortissement et de restitution d’énergie en cas de déformation.The internal structure 12 is formed by a three-dimensional lattice structure, i.e. a lattice-type structure. Thus, the internal structure 12 is formed by the repetition, along each of the longitudinal X, transverse Y and thickness Z directions of the element 1, of elementary patterns 120 which are described in more detail below. The structure of the elementary patterns 120, and the way in which they are repeated along the three directions X, Y, Z of the element 1 confer physical and mechanical properties to the internal structure 12, such as, for example, properties of resistance and elasticity, and, in particular, properties of damping and restitution of energy in the event of deformation.
La peau externe 10, ou structure externe, forme la surface externe de l’élément 1. La structure externe 10 est dans l’exemple formée par une structure tridimensionnelle en treillis, formée en partie par la répétition par la répétition de motifs élémentaires, mais pas uniquement. La structure externe 10 est la seule structure de l’élément 1 qui est entièrement visible et est notamment destinée à conférer à l’élément 1 l’aspect visuel souhaité.The outer skin 10, or outer structure, forms the outer surface of the element 1. The outer structure 10 is in the example formed by a three-dimensional lattice structure, formed partly by the repetition of elementary patterns, but not only. The outer structure 10 is the only structure of the element 1 that is entirely visible and is in particular intended to give the element 1 the desired visual appearance.
La structure intermédiaire 14, ou structure de liaison, assure la jonction entre la structure externe 10 et la structure interne 12. La structure intermédiaire 14 est dans l’exemple une structure tridimensionnelle en treillis, comportant des poutres de liaison 140. Prévoir une structure intermédiaire 14 permet d’assurer une jonction entre la structure interne 12 et la structure externe 10, cette jonction respectant, d’une part, le comportement mécanique propre à la structure interne 12, et, d’autre part, l’aspect visuel souhaité de la structure externe 10. Prévoir une telle structure intermédiaire 14 permet notamment d’éviter l’altération, ou du moins une altération trop importante, des motifs élémentaires 120 qui seraient situés à l’interface entre la structure interne 12 et la structure externe 10 en l’absence d’une structure intermédiaire. En effet, l’absence d’une structure de liaison pourrait imposer de tronquer une partie importante de nombreux motifs élémentaires, et ainsi altérer le comportement mécanique global de la structure interne 12. La structure intermédiaire 14 permet également d’éviter des agrégats de matière trop importants qui pourraient nuire au comportement mécanique de la structure interne 12. De préférence, la structure intermédiaire 14 sera la plus fine possible. L’épaisseur de la structure intermédiaire 14, qui dépendra notamment des dimensions de l’élément 1 et également de la taille des motifs élémentaires de la structure interne 12, sera de préférence inférieure à 10 mm, ou inférieure à 6 mm.The intermediate structure 14, or connecting structure, provides the junction between the external structure 10 and the internal structure 12. The intermediate structure 14 is in the example a three-dimensional lattice structure, comprising connecting beams 140. Providing an intermediate structure 14 makes it possible to provide a junction between the internal structure 12 and the external structure 10, this junction respecting, on the one hand, the mechanical behavior specific to the internal structure 12, and, on the other hand, the desired visual appearance of the external structure 10. Providing such an intermediate structure 14 makes it possible in particular to avoid the alteration, or at least too significant an alteration, of the elementary patterns 120 which would be located at the interface between the internal structure 12 and the external structure 10 in the absence of an intermediate structure. Indeed, the absence of a connecting structure could require truncating a significant portion of many elementary patterns, and thus alter the overall mechanical behavior of the internal structure 12. The intermediate structure 14 also makes it possible to avoid excessively large aggregates of material that could harm the mechanical behavior of the internal structure 12. Preferably, the intermediate structure 14 will be as thin as possible. The thickness of the intermediate structure 14, which will depend in particular on the dimensions of the element 1 and also on the size of the elementary patterns of the internal structure 12, will preferably be less than 10 mm, or less than 6 mm.
Dans l’exemple, au moins une partie de la structure interne 12 est formée par la répétition d’un motif élémentaire 120 de type vintile, ce motif élémentaire étant représenté en perspective sur la
Les caractéristiques mécaniques de la structure lattice de la structure interne 12 peuvent être adaptées notamment en modifiant des paramètres du motif élémentaire, parmi lesquels figurent notamment les paramètres suivants :The mechanical characteristics of the lattice structure of the internal structure 12 can be adapted in particular by modifying parameters of the elementary pattern, among which are in particular the following parameters:
- taille du motif élémentaire et nombre de répétition sur l’axe considéré (axes x, y, z visibles sur la
- le diamètre de poutre, qui est fixé principalement en fonction de la rigidité souhaitée pour chaque poutre : il est par exemple compris entre 0,5 et 5 mm, ou encore entre 1 et 3 mm ;- the beam diameter, which is fixed mainly according to the desired rigidity for each beam: for example, it is between 0.5 and 5 mm, or between 1 and 3 mm;
- la taille des nœuds, un nœud étant défini comme l’intersection d’au moins deux poutres : la taille d’un nœud est comprise par exemple entre 100% et 130% du diamètre des poutres joignant le nœud, ou encore entre 105% et 125%, voire entre 110% et 120% ;- the size of the nodes, a node being defined as the intersection of at least two beams: the size of a node is for example between 100% and 130% of the diameter of the beams joining the node, or between 105% and 125%, or even between 110% and 120%;
- rayon de courbure à l’intersection entre deux ou plusieurs poutres : il est par exemple compris entre 1 et 5 mm, ou encore entre 2 et 3 mm. De préférence, le rayon de courbure est tel qu’il est à égal au diamètre de poutre multiplié par un facteur compris entre 1 et 2, et par exemple égal à 1,5.- radius of curvature at the intersection between two or more beams: for example, it is between 1 and 5 mm, or between 2 and 3 mm. Preferably, the radius of curvature is such that it is equal to the beam diameter multiplied by a factor between 1 and 2, and for example equal to 1.5.
Un motif élémentaire 120 de type vintile est visible sur la
Comme tout motif élémentaire, le motif élémentaire de type vintile peut être modifié en jouant sur plusieurs paramètres, tels que la taille et le nombre de répétitions selon chaque axe x, y et z, le diamètre de poutre 22, la taille des nœuds 24 ou encore le rayon de courbure à l'intersection. La géométrie basée sur des formes d’hexagone de ce motif élémentaire confère notamment à une structure lattice une forte capacité d'absorption aux chocs ainsi qu’une bonne restitution de l’énergie. Le motif élémentaire de type vintile peut de ce fait être particulièrement adapté à la réalisation de semelles de chaussures de sport ou d’éléments d’absorption pour des protections personnelles telles que des genouillères.Like any elementary pattern, the elementary pattern of the vintile type can be modified by playing on several parameters, such as the size and the number of repetitions along each axis x, y and z, the beam diameter 22, the size of the nodes 24 or the radius of curvature at the intersection. The geometry based on hexagon shapes of this elementary pattern gives a lattice structure in particular a high capacity for shock absorption as well as good energy restitution. The elementary pattern of the vintile type can therefore be particularly suitable for the production of soles of sports shoes or absorption elements for personal protection such as knee pads.
Dans l’exemple, la taille du motif élémentaire 120 est de 11 mm x 11 mm x 11 mm, ce qui signifie que le motif élémentaire 120 se répète au sein de la structure interne 12 tous les 11 mm selon chaque direction x, y, z.In the example, the size of the elementary pattern 120 is 11 mm x 11 mm x 11 mm, which means that the elementary pattern 120 repeats within the internal structure 12 every 11 mm in each x, y, z direction.
La
Les figures 7 et 8 montrent une semelle 2 intermédiaire de chaussure de sport conforme à l’invention. La semelle 2 comporte une structure externe 10 formant notamment l’habillage de la semelle, et une structure interne 12, visible sur la
On décrit ci-après, en relation notamment avec la
Un tel procédé comporte une étape 200 au cours de laquelle on détermine une structure externe 10 de l’élément 1. Cette structure est déterminée en fonction du volume externe de l’élément devant être réalisé, et en fonction du type de structure souhaité : la structure externe peut être pleine, ou former une structure tridimensionnelle en treillis, comporter à la fois des parties pleines et des parties en treillis.Such a method comprises a step 200 during which an external structure 10 of the element 1 is determined. This structure is determined according to the external volume of the element to be produced, and according to the type of structure desired: the external structure can be solid, or form a three-dimensional lattice structure, comprising both solid parts and lattice parts.
Le procédé comporte ensuite une étape 202 au cours de laquelle on détermine la structure interne 12 inscrite dans le volume interne délimité par la structure externe, la structure interne étant réduite par rapport à ce volume interne de façon à respecter au moins un critère représentatif de l’intégrité d’au moins une partie des motifs élémentaires constituant la structure interne. Ce critère peut être par exemple un degré de troncage (moyen ou maximum) permis pour l’ensemble des motifs élémentaires de la structure interne. Par exemple, on peut à travers ce critère imposer qu’aucun motif élémentaire ne soit tronqué. Alternativement, on peut par exemple imposer qu’aucun motif élémentaire ne soit tronqué au-delà d’un degré de troncage donné. Le degré de troncage peut être par exemple exprimé par un pourcentage donnant le volume tronqué par rapport au volume initial du motif élémentaire. Cette valeur sera par exemple de 30%, c’est-à-dire que chaque motif élémentaire conservera un volume après troncage supérieur ou égal à 70% de son volume initial.The method then comprises a step 202 during which the internal structure 12 inscribed in the internal volume delimited by the external structure is determined, the internal structure being reduced relative to this internal volume so as to comply with at least one criterion representative of the integrity of at least part of the elementary patterns constituting the internal structure. This criterion may be, for example, a degree of truncation (average or maximum) permitted for all of the elementary patterns of the internal structure. For example, it may be imposed through this criterion that no elementary pattern be truncated. Alternatively, it may be imposed, for example, that no elementary pattern be truncated beyond a given degree of truncation. The degree of truncation may be expressed, for example, by a percentage giving the truncated volume relative to the initial volume of the elementary pattern. This value will be, for example, 30%, i.e. each elementary pattern will retain a volume after truncation greater than or equal to 70% of its initial volume.
Le procédé comporte ensuite une étape 204 au cours de laquelle on détermine une structure intermédiaire 14, assurant la jonction entre la structure interne et la structure externe. Cette étape permet de déterminer l’ensemble de poutres de liaison 140 qui vont relier un motif élémentaire de la structure interne à la structure externe. De préférence, chaque poutre de liaison 140 sera reliée à un nœud d’un motif élémentaire 120. Le procédé comprendra ainsi une sous-étape visant à déterminer l’ensemble des nœuds de motifs élémentaires devant être reliés à la structure de liaison. Les motifs élémentaires concernés sont les motifs élémentaires formant la surface externe de la structure interne 12. Parmi ces motifs élémentaires, on déterminer quels nœuds doivent être rattacher à la structure externe, et donc être reliés à la structure intermédiaire. Pour discriminer ces nœuds, on pourra appliquer par exemple la règle suivante : tout nœud qui est l’intersection de moins de trois poutres du motif élémentaire doit être relié à la structure intermédiaire et donc à une poutre de liaison 140. Ainsi, chaque nœud devant être relié à la structure externe 10 sera connecté à une poutre de liaison 140.The method then comprises a step 204 during which an intermediate structure 14 is determined, ensuring the junction between the internal structure and the external structure. This step makes it possible to determine the set of connecting beams 140 which will connect an elementary pattern of the internal structure to the external structure. Preferably, each connecting beam 140 will be connected to a node of an elementary pattern 120. The method will thus comprise a sub-step aimed at determining the set of nodes of elementary patterns to be connected to the connecting structure. The elementary patterns concerned are the elementary patterns forming the external surface of the internal structure 12. Among these elementary patterns, it is determined which nodes must be attached to the external structure, and therefore be connected to the intermediate structure. To discriminate these nodes, the following rule can be applied, for example: any node which is the intersection of less than three beams of the elementary pattern must be connected to the intermediate structure and therefore to a connecting beam 140. Thus, each node which must be connected to the external structure 10 will be connected to a connecting beam 140.
Chaque poutre de liaison 140 sera en outre connectée à la structure externe 10. Si, à proximité d’une poutre de liaison 140, la structure externe 10 comporte une partie en treillis, comportant donc des poutres 100 reliées par des nœuds 102, la poutre de liaison 140 sera connectée à un nœud 102. Ainsi, chaque poutre de liaison 140 sera connectée soit à un nœud soit à une partie pleine de la structure externe 10.Each connecting beam 140 will further be connected to the external structure 10. If, near a connecting beam 140, the external structure 10 comprises a lattice part, therefore comprising beams 100 connected by nodes 102, the connecting beam 140 will be connected to a node 102. Thus, each connecting beam 140 will be connected either to a node or to a solid part of the external structure 10.
La définition de chaque poutre de liaison pourra obéir à un ou plusieurs critères. Parmi ces critères on appliquera un premier critère de distance, c’est-à-dire que le choix de l’emplacement de connexion entre une poutre de liaison 140 et la peau externe 10 sera fonction de la distance à l’emplacement de connexion entre cette poutre de liaison 140 et la structure interne. On pourra par exemple imposer que cette distance soit la plus courte possible. Ou imposer que ce soit la distance la plus courte possible en tenant compte d’un ou plusieurs critères additionnels, comme par exemple l’angle entre la poutre de liaison et la structure externe au niveau de la liaison. On pourra également tenir compte de critères taille (diamètre, longueur, etc.) et de critères de forme (par exemple que la poutre de liaison présente une forme particulière, telle qu’une forme hélicoïdale).The definition of each connecting beam may obey one or more criteria. Among these criteria, a first distance criterion will be applied, that is to say that the choice of the connection location between a connecting beam 140 and the external skin 10 will be a function of the distance to the connection location between this connecting beam 140 and the internal structure. For example, it may be required that this distance be as short as possible. Or it may be required that it be the shortest possible distance by taking into account one or more additional criteria, such as for example the angle between the connecting beam and the external structure at the connection. It may also be possible to take into account size criteria (diameter, length, etc.) and shape criteria (for example that the connecting beam has a particular shape, such as a helical shape).
La structure intermédiaire est à l’issue de cette étape déterminer de façon à assurer le rôle de jonction entre les structures interne et externe, de manière à respecter au mieux l’intégrité fonctionnelle de la structure interne et ainsi optimiser le comportement mécanique de l’ensemble de l’élément 1 obtenu.At the end of this stage, the intermediate structure is determined in such a way as to ensure the role of junction between the internal and external structures, in such a way as to best respect the functional integrity of the internal structure and thus optimize the mechanical behavior of the whole of the element 1 obtained.
Le procédé comporte ensuite l’étape 206 de réaliser l’élément 1, comportant les trois structures déterminées comme décrit ci-dessus, au moyen d’un procédé de fabrication additive. L’élément 1 peut former l’article de sport en tant que tel, ou former seulement une partie de celui-ci, auquel cas une étape d’assemblage de l’élément 1, par exemple à un support ou à un autre élément de l’article de sport, peut être requise.The method then comprises the step 206 of producing the element 1, comprising the three structures determined as described above, by means of an additive manufacturing method. The element 1 may form the sports article as such, or form only a part thereof, in which case a step of assembling the element 1, for example to a support or to another element of the sports article, may be required.
Des étapes complémentaires peuvent être mises en œuvre à l’issue de la fabrication additive. Par exemple, une étape de sablage permet de nettoyer et de lisser la surface de l’élément obtenu, ce qui peut être utile pour améliorer l'esthétique de l’élément et sa performance. Une étape de lissage chimique peut également être mise en œuvre après la fabrication additive. Cette étape permet d’améliorer la durabilité de l’élément, ainsi que son aspect esthétique.Additional steps can be implemented after additive manufacturing. For example, a sandblasting step cleans and smooths the surface of the resulting element, which can be useful for improving the element's aesthetics and performance. A chemical smoothing step can also be implemented after additive manufacturing. This step improves the durability of the element, as well as its aesthetic appearance.
Le procédé pourra être mis en œuvre avec tout type de matériau adapté, notamment des matériaux thermoplastiques, par exemple des matériaux polymères tels que le polyuréthane, le polyéthylène, le polypropylène, le polystyrène, le polycarbonate, l'acrylonitrile butadiène styrène, le polyamide, le polytéréphtalate d'éthylène, le copolyamide thermoplastique, le copolymère bloc éther-amide, etc.The method may be implemented with any type of suitable material, including thermoplastic materials, for example polymeric materials such as polyurethane, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polycarbonate, acrylonitrile butadiene styrene, polyamide, polyethylene terephthalate, thermoplastic copolyamide, ether-amide block copolymer, etc.
Le procédé conforme à l’invention est adapté à la réalisation d’articles de sport pouvant comporter des éléments réalisés par fabrication additive, tels que par exemple : semelles de chaussure (semelles extérieures, incluant une semelle intermédiaire et/ou une semelle d’usure), protections corporelles (genouillères, coudières, protections dorsales, …), casques, selles de vélo, un siège enfant adaptable à un vélo, etc.The method according to the invention is suitable for producing sports articles which may include elements produced by additive manufacturing, such as for example: shoe soles (outer soles, including a midsole and/or a wear sole), body protection (knee pads, elbow pads, back protectors, etc.), helmets, bicycle saddles, a child seat adaptable to a bicycle, etc.
Claims (15)
- une structure externe (10) ;
- une structure interne (12), formant une structure tridimensionnelle en treillis formée par la répétition d’au moins un motif élémentaire ;
- une structure intermédiaire (14), la structure intermédiaire (14) assurant la jonction entre la structure externe (10) et la structure interne (12).
- an external structure (10);
- an internal structure (12), forming a three-dimensional lattice structure formed by the repetition of at least one elementary pattern;
- an intermediate structure (14), the intermediate structure (14) providing the junction between the external structure (10) and the internal structure (12).
- déterminer (200) une structure externe (10) de l’élément (1) ;
- déterminer (202) la structure interne (12) inscrite dans le volume interne délimité par la structure externe, la structure interne étant réduite par rapport à ce volume interne de façon à respecter au moins un critère relatif au troncage d’au moins une partie des motifs élémentaires constituant la structure interne (12) ;
- déterminer (204) une structure intermédiaire (14) assurant la jonction entre la structure interne et la structure externe ;
- réaliser (206) l’élément (1) au moyen d’un procédé de fabrication additive.
- determine (200) an external structure (10) of the element (1);
- determine (202) the internal structure (12) inscribed in the internal volume delimited by the external structure, the internal structure being reduced in relation to this internal volume so as to respect at least one criterion relating to the truncation of at least part of the elementary patterns constituting the internal structure (12);
- determining (204) an intermediate structure (14) ensuring the junction between the internal structure and the external structure;
- producing (206) the element (1) by means of an additive manufacturing process.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR2303054A FR3147134A1 (en) | 2023-03-29 | 2023-03-29 | Sports article produced using an additive manufacturing process and method of manufacturing such an article |
PCT/FR2024/050419 WO2024200984A1 (en) | 2023-03-29 | 2024-03-29 | Sports article made by means of an additive manufacturing process and method for manufacturing such an article |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR2303054 | 2023-03-29 | ||
FR2303054A FR3147134A1 (en) | 2023-03-29 | 2023-03-29 | Sports article produced using an additive manufacturing process and method of manufacturing such an article |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR3147134A1 true FR3147134A1 (en) | 2024-10-04 |
Family
ID=87571281
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR2303054A Pending FR3147134A1 (en) | 2023-03-29 | 2023-03-29 | Sports article produced using an additive manufacturing process and method of manufacturing such an article |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR3147134A1 (en) |
WO (1) | WO2024200984A1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014100462A1 (en) * | 2012-12-19 | 2014-06-26 | New Balance Athletic Shoe, Inc. | Customized footwear, and systems for designing and manufacturing same |
EP3165109A1 (en) * | 2015-11-03 | 2017-05-10 | Vibram S.p.A. | Customized sole or midsole for footwear |
EP3381314A1 (en) * | 2017-03-27 | 2018-10-03 | adidas AG | Footwear midsole with warped lattice structure and method of making the same |
EP3533501A1 (en) * | 2015-05-28 | 2019-09-04 | Adidas AG | Non-inflatable sports balls |
WO2020232555A1 (en) * | 2019-05-21 | 2020-11-26 | Bauer Hockey Ltd. | Articles comprising additively-manufactured components and methods of additive manufacturing |
-
2023
- 2023-03-29 FR FR2303054A patent/FR3147134A1/en active Pending
-
2024
- 2024-03-29 WO PCT/FR2024/050419 patent/WO2024200984A1/en unknown
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014100462A1 (en) * | 2012-12-19 | 2014-06-26 | New Balance Athletic Shoe, Inc. | Customized footwear, and systems for designing and manufacturing same |
EP3533501A1 (en) * | 2015-05-28 | 2019-09-04 | Adidas AG | Non-inflatable sports balls |
EP3165109A1 (en) * | 2015-11-03 | 2017-05-10 | Vibram S.p.A. | Customized sole or midsole for footwear |
EP3381314A1 (en) * | 2017-03-27 | 2018-10-03 | adidas AG | Footwear midsole with warped lattice structure and method of making the same |
WO2020232555A1 (en) * | 2019-05-21 | 2020-11-26 | Bauer Hockey Ltd. | Articles comprising additively-manufactured components and methods of additive manufacturing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2024200984A1 (en) | 2024-10-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FR3076467A1 (en) | FUSE GAME PEARL | |
EP3592166B1 (en) | Anti-slip sole | |
FR2642941A1 (en) | SOLE WITH INTERNAL CAVITY CONTAINING SOFT BALLS FOR VARIOUS FOOTWEAR FOR MASSAGE OF THE FOOT | |
FR2626746A2 (en) | SHOE WITH CUSHIONING MIDSOLE AND WITH REINFORCEMENT LAYER, CUSHIONING MIDSOLE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME | |
EP2384231A1 (en) | Table tennis racket | |
EP1683552A1 (en) | Table tennis racket | |
FR3064186A1 (en) | RACKET OF PADEL | |
FR2662407A1 (en) | COVER FOR LODGING A PNEUMATIC CUSHION. | |
FR3147134A1 (en) | Sports article produced using an additive manufacturing process and method of manufacturing such an article | |
EP0371865A1 (en) | Golf ball | |
WO2014176705A1 (en) | Flexible horseshoe and method for producing same | |
EP3225288B1 (en) | Racquet, in particular padel racquet structure | |
EP1898699B1 (en) | Improved fitting plate for an animal shod hoof | |
EP3387061B1 (en) | Comfortable elastomeric material | |
EP0930028B1 (en) | Sole for safety footwear and shoe comprising such a sole | |
BE1016679A5 (en) | Bead for wire saw, includes at least one groove formed at peripheral surface of shank main body and filled with metallic-bond material to form metallic-bond material layer | |
WO2006085004A1 (en) | Sliding or rolling board having a composite structure | |
WO2013004968A1 (en) | Outer cover for a ball, and ball covered with such a cover | |
WO1999043964A1 (en) | Cage for rigid ball bearing and associated ball bearing | |
FR3054413B1 (en) | HELMET WITH A DAMPING CAP | |
CA2014773A1 (en) | Device used in sports shoe for stabilization, dampening and energy back feeding, and shoes equipped with such a device | |
FR2781541A1 (en) | SHOCK ABSORBER AND STRUCTURE PROVIDED WITH SUCH A CUSHION | |
FR2863458A1 (en) | Reinforced sole and heel for footwear has slender reinforcing elements extending to at least half thickness of flexible sole material in which they are embedded | |
FR2880813A1 (en) | Table tennis racket, has covering connected to plastic core by over molding/co-molding, where covering has upper surface in which cells emerge, where shape and distribution of cells are regular | |
EP1795082B1 (en) | Sportschuh mit Dekoration |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20241004 |