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CN111132841A - 用于3d打印具有特性梯度的鞋具制品的系统和方法 - Google Patents

用于3d打印具有特性梯度的鞋具制品的系统和方法 Download PDF

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CN111132841A
CN111132841A CN201880027271.2A CN201880027271A CN111132841A CN 111132841 A CN111132841 A CN 111132841A CN 201880027271 A CN201880027271 A CN 201880027271A CN 111132841 A CN111132841 A CN 111132841A
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CN201880027271.2A
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特拉维斯·亚历山大·巴斯比
马克斯·埃斯金
阿温·多布莱
约翰·欧古纳·米纳尔迪二世
大卫·约翰·赫尔曼
理查德·里宁格尔
肖恩·克里斯多佛·特罗亚诺
安德鲁·马施纳
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Original Assignee
Voxel8 Inc
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Abstract

本披露涉及用于鞋具中的三维打印制品及其相关联的系统和方法。在一些实施例中，三维打印制品可以包括闭孔泡沫。该闭孔泡沫可以具有梯度和/或可以是单一整体材料。在一些实施例中，三维打印制品可以包括传感器。根据某些实施例，使用这样的布置可以允许产生改善的鞋具制品和定制的鞋具制品。

Description

用于3D打印具有特性梯度的鞋具制品的系统和方法
相关应用
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2017年2月27日提交的名称为“Systems andMethods for Three-Dimensional Printing of Footwear and Other Articles[用于三维打印鞋具和其他制品的系统和方法]”的美国临时申请号62/464,364的优先权，出于所有目的，该申请的全部内容通过援引并入本文。本申请还根据35U.S.C.§119(e)要求于2017年9月8日提交的名称为“Systems and Methods of 3D Printing Articles of Footwearwith Property Gradients[用于3D打印具有特性梯度的鞋具制品的系统和方法]”的美国临时申请号62/555,897的优先权，出于所有目的，该申请的全部内容通过援引并入本文。本申请还根据35U.S.C.§119(e)要求于2017年9月8日提交的名称为“3D Printed Articlesof Footwear with Property Gradients[具有特性梯度的3D打印鞋具制品]”的美国临时申请号62/555,904的优先权，出于所有目的，该申请的全部内容通过援引并入本文。本申请还根据35U.S.C.§119(e)要求于2017年9月8日提交的名称为“3D Printed Articles ofFootwear with Sensors and Methods of Forming the Same[具有传感器的3D打印鞋具制品及其形成方法]”的美国临时申请号62/555,916的优先权，出于所有目，该申请的全部内容通过援引并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及用于三维打印在鞋具中使用的制品的系统和方法、用于鞋具中的三维打印制品、用于鞋具中的包括传感器的三维打印制品、及其相关联的系统和方法。
背景技术
鞋具典型地大批量地并借助于复杂的供应链来大量生产。因此，单一鞋具制品的具有不同特性的多个部分典型地由具有标准大小和特性的均匀部件形成，所述部件被粘附在一起或彼此上下布置。这降低了所得鞋具的品质，并使其针对特定使用者的定制具有挑战性。因此，用于鞋具中的、允许更多地整合和/或定制不同部件的改善的制品及其相关联的方法可以是有利的。
发明内容
本发明总体上涉及用于鞋具中的三维打印制品的系统和方法。在一些情况下，本发明的主题涉及互相关联的产物、对特定问题的替代解决方案、和/或一种或多种系统和/或制品的多种不同用途。
在一组实施例中，提供了多种方法，比如打印用于鞋具中的制品的方法。一种方法可以包括：接收与包括在第一部分与第二部分之间具有特性梯度的梯度结构的制品相关联的物体信息；使用该物体信息来标识该梯度结构；标识一组打印机参数以打印该梯度结构；使用这组打印机参数来生成打印指令；以及使用所述打印指令来打印该制品。在一些实施例中，该特性可以选自由以下组成的组：平均硬挺度、平均肖氏A硬度、平均孔隙大小、平均密度、颜色、平均表面粗糙度、平均反射率、平均强度、平均断裂伸长率、平均拉伸弹性模量、100％应变时平均模量、平均不透明度、以及热活化后平均尺寸变化。
在一些实施例中，方法可以包括3D打印在第一部分与第二部分之间具有特性梯度的制品。在一些实施例中，该特性可以选自由以下组成的组：平均硬挺度、平均肖氏A硬度、平均孔隙大小、平均密度、颜色、平均表面粗糙度、平均反射率、平均强度、平均断裂伸长率、平均拉伸弹性模量、100％应变时平均模量、平均不透明度、以及热活化后平均尺寸变化。在一些实施例中，该特性可以选自由以下组成的组：平均硬挺度、平均肖氏A硬度、平均孔隙大小、以及平均密度。在一些实施例中，制品可以是单一整体材料。
在一些实施例中，方法可以包括3D打印在第一部分与第二部分之间具有特性梯度的制品。该特性可以是机械特性。该制品可以是单一整体材料。
在一些实施例中，方法可以包括3D打印在第一部分与第二部分之间具有特性梯度的制品。该特性可以是光学特性。该制品可以是单一整体材料。
在一些实施例中，方法可以包括3D打印在第一部分与第二部分之间具有特性梯度的制品。该特性可以是结构特性。该制品可以是单一整体材料。
在一组实施例中，提供了用于鞋具中的3D打印制品。该3D打印制品在第一部分与第二部分之间可以具有特性梯度。在一些实施例中，该特性可以选自由以下组成的组：平均硬挺度、平均肖氏A硬度、平均孔隙大小、平均密度、颜色、平均表面粗糙度、平均反射率、平均强度、平均断裂伸长率、平均拉伸弹性模量、100％应变时平均模量、平均不透明度、以及热活化后平均尺寸变化。在一些实施例中，该特性可以选自由以下组成的组：平均硬挺度、平均肖氏A硬度、平均孔隙大小、以及平均密度。在一些实施例中，该3D打印制品可以是单一整体材料。
在一些实施例中，用于鞋具中的3D打印制品包括多个传感器。在一些实施例中，这些传感器可以是压力传感器。
在一些实施例中，用于设计在鞋具中使用的个性化3D打印制品的方法可以包括：从分布在第一3D打印制品内的多个压力传感器获取信息。该方法还可以包括基于该信息来打印具有特性梯度的第二3D打印制品。在一些实施例中，该特性可以选自由以下组成的组：平均硬挺度、平均肖氏A硬度、平均孔隙大小、以及平均密度。
在结合附图考虑时从以下对本发明的多种不同非限制性实施例的详细说明中将了解到本发明的其他优点和新颖特征。
附图说明
将通过参考附图借助于实例来描述本发明的非限制性实施例，附图是示意性的且并不旨在按比例绘制。在图中，图解说明的每一个相同或近似相同的部件典型地是由单一数字表示。为了清楚，在无需进行图解说明就能让本领域的普通技术人员理解本发明的情况下，并未在每个图中标记每个部件，也不是对于本发明的每一个实施例都示出了每个部件。在图中：
图1A至图1C展示了根据本发明某些实施例的3D打印制品；
图2展示了根据本发明某些实施例的鞋具制品；
图3A展示了根据本发明某些实施例的包括传感器的3D打印制品；
图3B展示了根据本发明某些实施例的包括多个传感器的3D打印制品；
图4展示了根据本发明某些实施例的与计算装置通信的3D打印制品；
图5展示了根据本发明某些实施例的计算装置的实现方式；
图6是流程图，展示了根据本发明某些实施例的方法；
图7A和图7B是根据本发明一些实施例的曲折的示意性图示；
图8A是根据本发明一些实施例的平行和垂直于梯度的曲折的示意性图示；
图8B是示出了根据本发明一些实施例的阶梯式梯度的图；
图8C是示出了根据本发明一些实施例的平滑梯度的图；
图9是根据本发明某些实施例的打印头和基材的示意性描绘；
图10至图12是根据本发明某些实施例的多轴沉积系统的示意性描绘；
图13展示了根据本发明某些实施例的计算机程序的实现方式；
图14展示了根据本发明某些实施例的用于3D打印制品的方法；
图15是根据一些实施例的具有集成的UV固化机构的展示性反应性喷涂打印头的示意图；
图16是根据一些实施例的具有集成的UV固化机构的展示性喷涂打印头的示意图；
图17是根据一些实施例的具有集成的UV固化机构的展示性打印头的示意图；并且
图18至图21示出了根据本发明某些实施例的若干个3D打印制品。
具体实施方式
总体上提供了用于三维打印在鞋具中使用的制品的系统和方法。在某些实施例中，一种方法可以包括打印用于鞋具中的、包括特性梯度的制品。该方法可以包括使得能够打印此类制品的创造性处理步骤，比如根据与用于鞋具中的制品相关联的物体信息来标识梯度结构、并且标识一组打印机参数以打印该梯度结构。在一些实施例中，该方法可以包括3D打印用于鞋具中的制品，该制品包括梯度并且是单一整体材料、和/或具有一个或多个其他有利特征。
本文还总体上描述了用于鞋具或其他应用中的创造性的三维打印(3D打印)制品及其相关联方法。在一些实施例中，3D打印制品可以包括一个或多个特征，所述特征要在通过其他技术制造的制品中获得是具有挑战性的或不可能的。作为实例，3D打印制品可以是单一整体材料、在该材料的两个或更多个部分之间具有以下一种或多种特性的梯度(例如，平均孔隙大小、密度、硬挺度、制品的固体组成部分的硬挺度、肖氏A硬度、交联度、化学组成、颜色、耐磨性、热导率、电导率、硬挺度各向异性、弹性模量、挠曲模量、填料含量、不透明度、传导性、透气性)。这可以通过使用3D打印工艺来实现，即，通过使用墨料打印3D打印制品，该墨料可以随制品被打印而动态地变化(例如，通过改变构成墨料的不同组分之比、改变墨料的温度等来实现)。在一些实施例中，3D打印制品可以具有一个或多个特征，所述特征是3D打印制品或对具有3D打印制品作为其中一个组成部分的鞋具的使用者所优选的。例如，3D打印制品可以是单一整体材料和/或可以没有接缝、粘合剂、和典型地用于将两种或更多种材料连结在一起的其他特征。这些和其他3D打印制品可以使使用者更舒适、和/或可以在制品的正常使用期间较少受到劣化或损坏。
应理解的是，本文提及的3D打印制品可以涵盖包括多个一个层的制品(例如，包括彼此上下打印的多个层的制品)、和/或可以涵盖包括单一层的制品(例如，已经被打印了单一材料层的制品)。3D打印制品可以涵盖从3D打印机打印的制品、和/或在三个维度上宏观地延伸的制品(例如，每个维度的最小程度为50微米、100微米、200微米、500微米或1mm)。类似地，3D打印可以涵盖打印包括多于一个层的制品、和/或打印包括单一层的制品。3D打印可以涵盖在3D打印机上打印制品，打印制品在三个维度上宏观地延伸(例如，每个维度的最小程度为50微米、100微米、200微米、500微米或1mm)。
还应理解的是，还设想了除了3D打印制品之外的制品和除了3D打印之外的打印方法。例如，一些实施例涉及具有本文描述的3D打印制品的一个或多个特征(例如，一种或多种特性的梯度)但不是3D打印制品的制品。一些制品可以包括一个或多个3D打印组成部分以及一个或多个非3D打印组成部分两者。类似地，一些实施例涉及具有本文描述的方法(例如，可以包括利用多轴沉积系统)的一个或多个特征、但不包括3D打印步骤的方法。一些方法可以包括一个或多个3D打印步骤以及一个或多个非3D打印步骤两者。
某些方法(例如，仅包括3D打印步骤的方法、仅包括非3D打印步骤的方法、包括3D打印步骤和非3D打印步骤两者的方法)包括将一个或多个膜沉积到3D表面上。如果沉积多于一个膜，则这些膜中的一些或全部可以是薄膜。
某些方法(例如，仅包括3D打印步骤的方法、仅包括非3D打印步骤的方法、包括3D打印步骤和非3D打印步骤两者的方法)包括将不形成膜的材料沉积到基材上。例如，可以将材料沉积到其将渗透到里面的基材上。作为实例，可以将材料沉积到多孔基材(例如，多孔纺织物)上，接着其渗透到该多孔基材的至少一部分孔隙中。在已经将材料沉积到多孔基材上之后，材料可以填充多孔基材的一部分孔隙。该材料可以增强基材的机械特性。在一些实施例中，沉积到将渗透到里面的基材(比如，多孔基材)上的材料不延伸超出多孔基材的表面可观的距离(或根本不超出)。
某些实施例涉及用于鞋具中的包括多个传感器的3D打印制品、以及用于设计在鞋具中使用的个性化3D打印制品的方法，该方法包括从分布在3D打印制品内的多个压力传感器获取信息。在一些实施例中，包括多个传感器的3D打印制品可能能够感测与3D打印制品的穿着者相关联的一个或多个条件。感测与3D打印制品的穿着者相关联的信息可以允许3D打印制品的穿着者了解关于他们自己的有价值信息，比如他们的健康状况、健身状况、基于其生理学可能尤其有利的鞋具设计等。
在一些实施例中，本文描述的某些制品和/或方法可以包括能够感测3D打印制品的使用者、具有3D打印制品作为其一个组成部分的制品、和/或3D打印制品本身的一种或多种特性的3D打印制品。3D打印制品感测到的信息可以用来推荐用于鞋具中的第二3D打印制品的一种或多种特性、和/或可以用于对3D打印制品的使用者提供关于他们自己的信息(例如，健康信息、健身信息)。这样的方法和制品可以允许鞋具的个体使用者了解可能对他们尤其有利的鞋具设计(例如，对使用者经历的医疗状况有益的鞋具、针对使用者参与的一种或多种运动进行优化的鞋具、具有足够的耐久性而在使用者典型参与的活动期间不遭遇或遭遇极少损坏的鞋具、便宜且还满足使用者需求的鞋具等)，这可以使得使用者能够寻求医疗护理和/或培训指导、和/或可以允许制造定制的对个体使用者有利的3D打印鞋具制品。
在一组实施例中，与制作用于鞋具中的制品的其他方法相比，如本文描述的用于制造3D打印制品的一种或多种方法可以是有利的。例如，与其他相当的工艺中将会采用的相比，采用本文描述的方法的鞋具制造者可能能够使用更少的工艺来产生制品(例如，制造者可以在单个工艺中使用三维打印机(3D打印机)来制造部件，否则该部件将通过若干工艺、比如注射模制、层压等的组合来制造)。这可以允许实现更快速和/或更灵巧的制造。作为另一个实例，本文描述的方法中的一种或多种方法可能不一定要求制造起来昂贵且成本典型地仅在重复使用后才能收回的使用设备(例如，模具)。本文描述的方法中的一些方法可以替代地利用3D打印机产生其设计可以根据期望以极少或无增加的成本来修改的制品。在一些实施例中，本文描述的方法对于产生小批量的3D打印制品(例如，小于100、小于50、或小于10个的批量)可能是经济的。因此，制造者可以采用本文描述的方法中的一些方法来响应不断变化的市场状况，以产生用于鞋具中的针对个体使用者或群体使用者等设计的制品。在一些实施例中，在销售点处使用本文描述的方法中的一种或多种来制造3D打印制品、和/或避免长途运输可以是有利的。
图1A示出了用于鞋具中的3D打印制品的非限制性实例。在这个图中，3D打印制品100包括第一部分110和第二部分120。如本文使用的，制品的一部分可以指代制品内的点的任何集合(即，在由制品的外表面界定的空间部分内的点)。制品的一部分典型地是但并非始终是制品内的空间体积(在一些实施例中，一部分可以是制品内的表面、制品内的线、或制品内的点)。制品的一部分可以是连续的(即，该部分内的每个点可以通过不经过该部分外的任何点的路径相连)、或可以是不连续的(即，该部分可以包括不能通过不经过该部分外的任何点的路径与该制品内的至少一个其他点相连的至少一个点)。制品的一部分在一种或多种特性方面可以是基本上均匀的(例如，该部分的一种或多种特性在整个部分内可以以小于或等于1％、2％、5％或10％的标准偏差变化)、和/或在一种或多种特性方面可以是不均匀的(例如，该部分的一种或多种特性在整个部分内可以以大于或等于1％、2％、5％或10％的标准偏差变化)。
制品的一部分可以具有任何适合的大小。在一些实施例中，某个部分可以具有最大尺寸、和/或可以包括一个或多个特征，该特征的大小大于或等于100微米、大于或等于200微米、大于或等于500微米、大于或等于1mm、大于或等于2mm、大于或等于5mm、大于或等于10mm、大于或等于20mm、大于或等于50mm、大于或等于1cm、或大于或等于2cm。在一些实施例中，某个部分可以具有最大尺寸、和/或可以包括一个或多个特征，该特征的大小小于或等于5cm、小于或等于2cm、小于或等于1cm、小于或等于5mm、小于或等于2mm、小于或等于1mm、小于或等于500微米、或小于或等于200微米。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于100微米且小于或等于5cm)。其他范围也是可能的。
在一些实施例中，3D打印制品可以包含两个或更多个部分，其中，第一部分的一种或多种特性(例如，平均孔隙大小、密度、硬挺度、制品的固体组成部分的硬挺度、肖氏A硬度、交联度、化学组成、颜色、耐磨性、热导率、电导率、硬挺度各向异性、弹性模量、挠曲模量、填料含量、不透明度、传导性、透气性)可以与第二部分的一种或多种特性不同。该一种或多种特性可以是结构特性(例如，平均孔隙大小、密度、表面粗糙度、填料含量)、化学特性(例如，平均交联度、化学组成)、机械特性(例如，平均硬挺度、固体组成部分的硬挺度、肖氏A硬度、耐磨性、硬挺度各向异性、弹性模量、挠曲模量、强度、断裂伸长率、拉伸弹性模量、100％应变时模量)、光学特性(例如，颜色、不透明度、反射率)、和/或其他特性(例如，平均热导率、电导率、传导性、透气性、热活化后尺寸变化)。在一些实施例中，第一部分与第二部分之间的特性差异可以包括该一种或多种特性的梯度(例如，该一种或多种特性可以从第一部分中的第一值相对平滑地改变至第二部分中的第二值)。在其他实施例中，在第一部分和第二部分中的一个或多个的边界处，可以存在一种或多种特性的急剧变化。
应理解的是，虽然图1A示出了第二部分位于第一部分上方，但是还设想到了第一部分相对于第二部分的其他布置。例如，第一部分可以位于第二部分旁边，第一部分可以环绕第二部分，第一部分和第二部分可以互穿(例如，第一部分可以包括与第二部分互穿的泡沫，该第二部分包括弹性体)等。还应注意的是，虽然图1A示出了第二部分紧邻第一部分，但是这个配置不应被理解为限制性的。在一些实施例中，第一部分可以与第二部分被位于第一部分与第二部分之间的一个或多个介入部分隔开。如本文使用的，位于两个部分“之间”的部分可以直接位于这两个部分之间使得不存在介入部分，或者可以存在介入部分。
类似地，虽然图1A仅描绘了两个部分，但是还应理解的是，制品可以包括三个部分、四个部分、或更多个部分。在一些实施例中，本文描述的3D打印制品内的部分还可以进一步包括子部分。每个部分和/或子部分彼此可以在至少一个方面不同(例如，任何两个(子)部分可以具有至少一种特性是不同的)，或者一个或多个(子)部分可以基本上类似于3D打印制品的(多个)其他(子)部分。
在一些实施例中，可以将两个或更多个部分相对于彼此布置成使得它们可以通过路径相连，3D打印制品沿着该路径没有以下界面：沿着该界面，一种或多种特性(例如，平均孔隙大小、密度、硬挺度、制品的固体组成部分的硬挺度、肖氏A硬度、交联度、化学组成、颜色、耐磨性、热导率、电导率、硬挺度各向异性、弹性模量、挠曲模量、填料含量、不透明度、传导性、透气性)发生阶跃变化。换言之，该一种或多种特性可以沿着该路径平滑地变化。该路径可以是笔直路径(例如，它可以是线段)，或者可以包括一个或多个曲线或拐角(例如，它可以是曲折，如下文更全面描述的)。在一些实施例中，该路径可以是在3D打印制品的形成期间沿之沉积材料的路径，比如打印头(或基材相对于打印头)在3D打印期间行进的路径。
当两个或更多个部分通过路径相连时，该路径可以具有任何合适的长度。在一些实施例中，路径的长度大于或等于0.5mm、大于或等于1mm、大于或等于2mm、大于或等于5mm、大于或等于10mm、大于或等于20mm、大于或等于50mm、大于或等于100mm、大于或等于200mm、大于或等于500mm、大于或等于1m、大于或等于2m、或大于或等于5m。在一些实施例中，路径的长度小于或等于10m、小于或等于5m、小于或等于2m、小于或等于1m、小于或等于500mm、小于或等于200mm、小于或等于100mm、小于或等于50mm、小于或等于20mm、小于或等于10mm、小于或等于5mm、小于或等于2mm、或小于或等于1mm。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.5mm且小于或等于10m，或大于或等于0.5mm且小于或等于50mm)。在一些实施例中，该路径的长度可以与3D打印制品具有某种关系(例如，如果3D打印制品是鞋具制品，则该路径的长度可以是鞋具制品的长度)。其他范围也是可能的。
当第一部分和第二部分通过路径相连时，特性(例如，平均孔隙大小、密度、硬挺度、制品的固体组成部分的硬挺度、肖氏A硬度、交联度、化学组成、颜色、耐磨性、热导率、电导率、硬挺度各向异性、弹性模量、挠曲模量、填料含量、不透明度、传导性、透气性)可以沿着该路径以有利的比率变化。该特性的平均变化率可以每mm大于或等于第一部分中该特性的平均值的0.05％、每mm大于或等于第一部分中该特性的平均值的0.1％、每mm大于或等于第一部分中该特性的平均值的0.2％、每mm大于或等于第一部分中该特性的平均值的0.5％、每mm大于或等于第一部分中该特性的平均值的1％、或每mm大于或等于第一部分中该特性的平均值的2％。该特性的平均变化率可以每mm小于或等于第一部分中该特性的平均值的5％、每mm小于或等于第一部分中该特性的平均值的2％、每mm小于或等于第一部分中该特性的平均值的1％、每mm小于或等于第一部分中该特性的平均值的0.5％、每mm小于或等于第一部分中该特性的平均值的0.2％、或每mm小于或等于第一部分中该特性的平均值的0.1％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.05％且小于或等于5％)。其他范围也是可能的。应理解的是，上文描述的平均变化率可以适用于笔直的路径(例如，为线段的路径)或适用于弯曲的路径。
在一些实施例中，本文描述的第一部分和第二部分可以是3D打印制品的组成部分，该制品是单一整体材料。如本文使用的，一起形成单一整体材料的两个或更多个部分没有被可分离的界面分离。在一些实施例中，单一整体材料在正常使用过程中可以不分离成分立部分，和/或可以分离成其形态在正常使用之前无法预测的分立部分和/或沿着正常使用之前无法预测的界面分离。例如，单一整体材料可以没有接缝和/或没有将两个或更多个部分结合在一起的粘合剂。在一些实施例中，3D打印制品整体可以没有以下界面：在该界面处一种或多种特性(例如，平均孔隙大小、密度、硬挺度、制品的固体组成部分的硬挺度、肖氏A硬度、交联度、化学组成、颜色、耐磨性、热导率、电导率、硬挺度各向异性、弹性模量、挠曲模量、填料含量、不透明度、传导性、透气性)发生阶跃变化，如上所述。在一些情况下，该一种或多种特性可以在整个3D打印制品中平滑地变化。
在一些实施例中，一个或多个部分可以一起形成具有以下一个或多个特征的3D打印制品：嵌入制品(例如，中底)中的大空隙，而没有包覆模制、层压或超声焊接导致的相交界面；一个或多个开孔晶格；很难通过模制来形成的几何形状上的密度变化；在一些实施例中由于模制或层压而可能没有被界面分离的互穿泡沫和弹性体；和/或具有极大底切口的不同材料(例如，具有负拔模角的材料，由于无法从模具中滑出而无法使用单个模具进行注射模制的材料)之间的一个或多个界面。
在一些实施例中，3D打印制品(例如，包括两个或更多个部分的3D打印制品)可以是泡沫(例如，闭孔泡沫)。例如，图1B示出了3D打印制品100的一个非限制性实施例，该制品是包含孔隙130的泡沫。泡沫可以是包含基质和布置在基质内的孔隙的材料。孔隙可以随机地遍布在泡沫中，或者可以以规则和/或预定的间隔定位。存在于泡沫的孔隙中的材料典型地与形成泡沫的基质的材料具有不同的相(例如，泡沫可以在包含液体和/或固体的基质内包括包含气体的孔隙)。如本领域普通技术人员将理解的，在闭孔泡沫中，泡沫的泡孔典型地彼此隔离或分离。相比之下，在开孔泡沫中，泡沫的泡孔彼此互连；例如，它们可以以互连的方式形成，或者这些泡孔可以在泡沫形成期间或之后破裂或互连。这些条件典型地是比产生闭孔泡沫的条件更剧烈的发泡条件。泡沫可以由各种各样的聚合物和气体形成。气体可以在泡沫形成期间(例如，物理地)引入泡沫中，和/或在形成期间生成(例如，经由化学反应)。此外，在一些情况下，可以通过提供例如在压力降低或温度升高时形成气体的液体来引入气体。例如，液体、比如丁烷可以在被引入喷嘴或混合腔室中之前保持在压力下和/或被冷却；温度和/或压力的变化可以致使液体形成气体。不希望受到理论的束缚，闭孔泡沫和开孔泡沫可以具有不同的特性(例如，闭孔泡沫与其他等效的开孔泡沫相比可以具有不同的密度值、硬挺度值、肖氏A硬度值等)、并且可以适合于不同的应用。在一些实施例中，闭孔泡沫可以具有比开孔泡沫更适于鞋具应用的特性。在一些实施例中，3D打印制品或其一部分可以包括包封的开孔泡沫、或被连续材料层环绕的开孔泡沫。在一些情况下，包封的开孔泡沫可以适合用作气垫、和/或可以具有可以通过改变填入密度而改变的触觉特性。
还应理解的是，本文描述的某些3D打印制品可以不是泡沫(即，它们可以不包括任何孔隙)。例如，某些实施例可以涉及不是泡沫且包括一种或多种弹性体的3D打印制品。此外，在一些情况下，可以打印出制品，该制品接着可以形成为泡沫，例如通过使用化学反应在制品内产生气体。
如图1C所示，在一些但不是所有实施例中，为泡沫(例如，可选地为单一整体材料的闭孔泡沫)的3D打印制品可以包括具有不同特性的一个或多个部分。图1C示出了包括第一部分110、第二部分120、以及孔隙130的3D打印制品100。虽然图1C描绘了以下3D打印制品：该制品的第一部分中的平均孔隙(或泡孔)大小(即，第一平均孔隙大小)与第二部分中的平均孔隙(或泡孔)大小(即，第二平均孔隙大小)不同，但是在一些实施例中，第一部分和第二部分可以具有相同的平均孔隙大小、但是可以包括不同的其他特性(例如，第一部分的密度、硬挺度、肖氏A硬度、交联度、化学组成中的一个或多个可以与第二部分不同)。因此，本文的孔隙大小仅针对展示性的部分呈现。类似地，虽然图1C示出了第一部分中的平均孔隙大小大于第二部分中的平均孔隙大小，但是在一些实施例中，第一部分的平均孔隙大小可以小于第二部分的平均孔隙大小。
在一些实施例中，如本文设计的3D打印制品可以适合用作一个或多个鞋具制品的组成部分。图2示出了鞋具制品100的一个非限制性实施例。该鞋具制品包括鞋底、鞋头、鞋面、鞋带、鞋跟后帮、以及后提饰片。应理解的是，适合用于鞋具中的3D打印制品可以形成这些组成部分中的任一个、或者是图2所示的任意或所有组成部分的一部分。在一些实施例中，多个3D打印制品可以定位在单个鞋具制品上(例如，单个鞋具制品可以包括布置在鞋底上、或者是鞋底的3D打印制品，以及布置在鞋面上的3D打印制品)。在一些实施例中，3D打印制品可以是鞋底或鞋底组成部分，比如大底、中底、或内底。在一些实施例中，3D打印制品可以是打印到鞋底组成部分上的制品，比如打印到大底(例如，可商购大底、通过非3D打印工艺产生的大底)上的中底和/或内底上的制品。在一些实施例中，3D打印制品可以是鞋面。在一些实施例中，3D打印制品可以是打印到鞋面上的制品，比如鞋头、鞋跟后帮、脚踝支撑、鞋眼饰片、包括商标和/或利用商标的制品、鞋眼、右侧板、无接缝覆盖特征、和/或后提饰片。鞋面可以是完全组装好的鞋子的一个组成部分，该组成部分缺少待打印部分，或者它可以是尚未与其他鞋具组成部分组装在一起的鞋面。在一些实施例中，3D打印制品可以是典型地作为单独制品提供的两个或更多个鞋具组成部分的组合。例如，3D打印制品可能能够用作中底和内底两者、或者可以包括是单一整体材料的中底和内底。作为另一个实例，3D打印制品可能能够用作大底和内底两者、或者可以包括是单一整体材料的大底和内底。在一些实施例中，可以使用单一整体工艺来打印包括两个或更多个鞋具组成部分的3D打印制品(例如，包括中底和内底的3D打印制品、包括大底和内底的3D打印制品)。虽然图2示出了运动鞋，但是还设想到了适合用于其他类型的鞋具中的3D打印制品，如下文进一步详细描述的。在一些实施例中，3D打印制品还可以或替代地适合用于一种或多种非鞋具组成部分，例如矫形器和/或假肢。
在一些实施例中，3D打印制品(例如，可选地为闭孔泡沫、单一整体材料、和/或包括两个或更多个部分的泡沫；不是泡沫的制品；包括弹性体的制品等)可以包括一个传感器、或者可以包括多个传感器。图3A示出了一个非限制性实施例，其中3D打印制品100进一步包括传感器140。如上所述，传感器可能能够感测具有该传感器作为组成部分的鞋具制品、和/或具有该传感器作为组成部分的鞋具制品的使用者的一种或多种特性。当存在时，该多个传感器可以包括彼此相同的传感器(例如，该多个传感器可以包括分散在整个3D打印制品中的相同传感器)、和/或可以包括不同的和/或互补的传感器(例如，该多个传感器可以包括能够测量不同特性的传感器)。
在一些但不是全部实施例中，3D打印制品的一种或多种特性可以随距一个或多个传感器的距离而变化。作为实例，3D打印制品可以包括邻近传感器或靠近传感器(例如，被定位在传感器的1cm内)的一个部分，这个部分的一种或多种特性与离该传感器更远(例如，离该传感器至少3cm)的部分不同。虽然图3A示出了3D打印制品包括平均孔隙大小随距传感器的距离变化的孔隙，但是应理解的是，3D打印制品可以不包括孔隙(即，可以不是泡沫)，或者平均孔隙大小可以不随距传感器的距离变化，和/或一种或多种其他特性(例如，第一部分的密度、硬挺度、肖氏A硬度、交联度、化学组成中的一种或多种可以与第二部分不同)可以随距传感器的距离而变化。例如，3D打印制品在邻近传感器的第一部分中的第一硬挺度可以与离传感器更远的第二部分中的第二硬挺度不同。不希望受到理论的束缚，邻近传感器的较高硬挺度可以防止传感器经受显著的应变，这对于某些类型的传感器可以是有益的。对于其他类型的传感器，比如应变传感器，使传感器经受显著的应变可能是有益的。类似地，虽然图3A示出了平均孔隙大小随距传感器的距离增加，但是平均孔隙大还可以随距传感器的距离减小。
当存在时，该多个传感器可以相对于彼此以任何适合的方式布置。在一些实施例中，可能有利的是将某些传感器定位在特定位置或预定位置。例如，如图3B所示，在一些实施例中，可能有益的是将传感器140沿着鞋底150的外边缘定位。作为另一个实例，在一些实施例中，可能有利的是将一个或多个传感器定位在鞋具制品的鞋跟中、鞋具制品的足弓中、鞋底的底部上、或鞋具制品中的任何其他位置中。不希望受到理论的束缚，位于不同位置的传感器可能能够感测不同的特性和/或可用于不同的应用。例如，位于鞋底外边缘周围的压力传感器可能能够确定使用者是否正在做俯卧运动、使用者将其大部分重量放在脚上的何处、使用者是否在以良好的姿势跑步和/或行走、和/或使用者的体重。这样的数据可以有利于例如健身和运动应用中。作为另一个实例，定位在足弓内的一个或多个应变传感器可能能够确定足弓是否开始退化。从此类传感器获得的数据可以用于提醒使用者：建议更换鞋具。作为第三实例，布置在鞋底底部上的一个或多个传感器可能能够感测使用者正在走过的环境的特征(例如，温度、粗糙度、倾斜度等)。
适合的传感器的非限制性实例包括应变传感器、力传感器、位置传感器、以及电容传感器。在一些实施例中，单一传感器可能能够感测两种或更多种特性(例如，单一传感器可能能够感测速度和加速度两者、位置和力两者等)。在一些实施例中，该多个传感器可能能够感测随时间而变的一种或多种特性。
在一些实施例中，该多个传感器可以包括通过如本文描述的3D打印工艺形成的一个或多个传感器(例如，应变传感器)。例如，可以通过3D打印导电材料(比如，离子液体和/或包括导电颗粒的材料)来形成传感器。在一些实施例中，该多个传感器可以包括一个或多个可伸展的传感器(例如，可以经受大于或等于100％、200％、300％、400％或更大的弹性应变的传感器)。
如上所述，某些创造性的制品和方法涉及包括能够向计算装置传输信息的多个电子装置(例如，传感器)的3D打印制品(例如，用于鞋具中的3D打印制品)。这些制品和方法可以涉及电子装置。例如，一个或多个传感器可以被集成到鞋子中，并且来自这些传感器的信息可以通过无线通信链路被传输到计算装置。图4中用鞋具制品402示出了与计算装置通信的此类鞋子的实例。如图所示，鞋具制品402包括传感器404、无线发射器406、以及电源408。无线发射器406可以被配置用于与包括显示器412和换能器414的计算装置410建立无线通信链路。
无线发射器406可以从传感器404接收指示由传感器404感测到的特定参数的传感器信息，并且通过无线通信链路将接收到的传感器信息传送给计算装置410。例如，无线发射器406可以被实现为蓝牙发射器，并且与计算装置410建立蓝牙无线通信链路。
电源408可以向无线发射器406提供电力。电源408可以包括能量储存装置、比如电池，用于储存能量并将所储存的能量提供给无线发射器406。此外(或替代性地)，电源408可以包括能量收集器装置，该能量收集器装置被配置用于从比如阳光、温度变化和运动等环境来源捕获能量。由能量收集器装置产生的能量可以被用来给能量储存装置充电和/或直接给无线发射器406供电。示例性能量收集装置包括光伏装置、压电装置、以及热电装置。
计算装置410可以从无线发射器406接收传感器信息并解释接收到的传感器信息。下文将结合图6更详细地描述该过程。
计算装置410可以以各种各样的方式来实施。例如，计算装置410可以被实施为平板电脑、移动电话、膝上型计算机、台式机、或服务器。图5中用计算机系统500示出了计算装置410的示例性实现方式。如图5所示，计算机系统500包括与存储器装置510和存储装置512相连的处理器506。处理器506可以操纵存储器510内的数据，并且在处理完成之后将数据复制到存储装置512。存储器510可以用于在计算机系统500的操作期间存储程序和数据。存储器512可以包括计算机可读与可写的非易失性记录介质，该介质中存储了定义要由处理器506执行的程序的计算机可执行指令。根据一个实施例，存储装置512包括非瞬态存储介质(例如，非瞬态计算机可读介质)，其上保留了计算机可执行指令。
计算机系统500的部件可以通过互连机制508耦合，该互连机制可以包括一个或多个总线(例如，在集成在同一机器内的部件之间)和/或网络(例如，在位于单独的分立机器上的部件之间)。互连机制使得能够在系统500的系统部件之间交换通信内容(例如，数据、指令)。计算机系统500还可以包括一个或多个输入/输出装置(I/O)502和504，例如键盘、鼠标、轨迹球、麦克风、触摸屏、打印装置、显示屏、扬声器、无线通信部件等，以促进与其他系统和/或用户的通信。
计算机系统500可以包括专门编程的专用硬件，例如专用集成电路(ASIC)。本披露的多个方面可以在软件、硬件或固件或其任何组合中实施。虽然计算机系统500示例性地被示为可以在其上实践本披露的多个不同方面的一种类型的计算机系统，但是应理解的是，本披露的多个方面不限于在如图5所示的计算机系统上实施。可以在具有与图5所示的架构或部件不同的架构或部件的一个或多个计算机上实践本披露的多个不同方面。
可以使用比如Java、C++、Ada或C#(C-Sharp)等面向对象的编程语言来实现上述多种不同实施例。还可以使用其他编程语言。替代性地，可以使用功能、脚本和/或逻辑编程语言。可以在非编程环境中实现本披露的多个不同方面(例如，以HTML、XML或其他格式产生的文档，当在浏览器程序的窗口中查看这些文档时，这些文档呈现图形用户界面(GUI)的各个方面或执行其他功能)。编程语言的系统库通过援引并入本文。本披露的多个不同方面可以被实施为编程的或非编程的元素、或其任何组合。
如上所述，在某些实施例中，计算装置可以接收和/或处理从多个传感器获得的信息。图6示出了可以采用的过程的一个非限制性实例。如其中所示，该过程可以包括第一步骤601：使用该多个传感器来感测一种或多种特性。接下来，如在步骤602中，可以通过例如接收从该多个传感器发射的数据来从这些传感器获取信息。然后，可以以一种或多种方式来使用在步骤602中收集的信息。例如，如在步骤603中，可以使用该信息来打印第二3D打印制品。作为另一实例，如在步骤604中，可以使用该信息来生成对第二3D打印制品的一种或多种特性的建议。步骤604之后可以可选地是步骤605，在该步骤中，基于在步骤604中生成的建议来形成第二3D打印制品。作为第三实例，如步骤606所示，计算装置可以向使用者提醒根据从该多个传感器获取的信息推导出的一个或多个结论。该信息可以与使用者的健康状况和/或健身状况(例如，体重、行进距离、跑步形式)有关、与具有3D打印制品作为其一部分的鞋具制品(例如，无论鞋具制品是否穿坏)有关、和/或与可能适合使用者的鞋具设计或鞋具组成部分设计(例如，内底设计)的建议有关。应理解的是，用于通过从一个或多个传感器收集的数据的指导来制作3D打印制品的方法可以包括图6中未示出的可能附加步骤、和/或可以不包括图6中所示的一个或多个步骤。在一些实施例中，可以从单一使用者在不同时刻穿着的若干个不同3D打印制品获得如本文描述的使用信息。例如，使用者可以测试具有不同设计的3D打印制品(例如，具有不同设计的内底)，每个制品都能够将数据传输至计算装置。
对于上述方法，应了解的是，第二3D打印制品(打印的或建议的)可以是与第一制品相同类型的制品(例如，第一制品和第二制品两者可以均是中底)，或者第二3D打印制品可以是与第一制品不同类型的制品(例如，第二3D打印制品可以是鞋底而第一3D打印制品可以是内底，第二3D打印制品可以是中底而第一3D打印制品可以是内底)。在一些实施例中，第二3D打印制品可以是与第一3D打印制品相同类型的制品，但是可以用于与第一3D打印制品不同类型的鞋具中(例如，第二3D打印制品可以是正装鞋的内底，而第一3D打印制品可以是运动鞋的内底)。在一些实施例中，可以3D打印用于不同类型的鞋具中的相同或基本上相似的制品(例如，可以打印用于正装鞋、凉鞋、运动鞋等的相同或基本上相似的内底)。
如上所述，本文描述的某些制品可以通过涉及一个或多个3D打印步骤的工艺来形成。在一些实施例中，可以通过涉及一个或多个3D打印步骤以及一个或多个非3D打印步骤两者的工艺来形成制品。例如，可以通过第一3D打印步骤、然后第一非3D打印步骤、可选地随后一个或多个另外的3D打印步骤或非3D打印步骤，来形成制品。例如，可以将鞋底或鞋底组成部分3D打印到模具中以形成第一部分，然后可以将材料注射模制或压缩模制到第一部分上方以形成第二部分。然后，可以在第二部分上(例如，通过3D打印)可选地形成第三、第四、第五和/或更大编号的部分。作为另一个实例，非3D打印步骤可以包括在第二材料完全固化之前，通过将第一材料(例如，非3D打印材料、鞋面)压入第二3D打印材料(例如，3D打印中底)中来将两种材料直接结合。作为第三实例，可以应用喷墨染整工艺以将一种或多种材料(例如，一种或多种颜料)沉积在3D打印制品上、或布置在3D打印制品上的材料(例如，在3D打印制品上注射模制或压缩模制的材料)上。在一些实施例中，喷墨染整工艺可以提高经历该工艺的制品的表面品质。
可以将各种各样适当的喷墨工艺与本文描述的3D打印工艺组合。在一些实施例中，可以利用喷墨工艺来将一个或多个材料层沉积到3D打印制品上。例如，可以连续地沉积两个层或更多个层以增大表面精整层的厚度、和/或在3D打印制品的表面上形成3D结构。通过喷墨工艺形成的(多个)层或(多个)其他结构可以包括一个或多个半透明部分(例如，可以是半透明的)、和/或可以包括一个或多个非半透明部分(例如，可以是非半透明的)。(多个)层或(多个)其他结构可以覆盖3D打印制品的一个或多个部分(例如，可以覆盖3D打印制品的一个或多个部分且不覆盖3D打印制品的一个或多个部分)、或者可以覆盖整个3D打印制品。该(多个)层或(多个)其他结构可以具有各种各样的表面特性。在某些实施例中，(多个)层或(多个)其他结构可以增大制品的表面粗糙度，使制品具有无光泽光洁度、和/或降低制品的反射率(例如，降低其表面的反射率)。
如在下文进一步详细描述的，可以通过将材料从喷嘴沉积到基材上来形成3D打印制品。在该过程中，喷嘴可以相对于基材平移(和/或基材相对于喷嘴平移)。在某些情况下，喷嘴和/或基材可以平移，使得所沉积材料变曲折(即，在基材上形成曲折)。曲折典型地具有长度、宽度和重复周期。图7A示出了具有长度910、宽度920以及重复周期930的曲折900的一个非限制性实例。曲折可以具有长度、宽度和重复周期的其他相对比例。例如，图7B示出了具有比曲折900相对更大宽度且更短长度的曲折901。应注意的是，这些曲折可以具有与图7A和图7B所示的不同的形状(例如，它们可以沿两条或更多条不同的轴线具有重复周期)。在某些情况下，可以以没有重复周期、或者具有包含一些不规则性的重复周期的曲折来沉积材料。例如，曲折可以是宽度和/或重复周期(例如，随着位置，比如沿着曲折的长度)发生改变的曲折，曲折可以是不规则曲线等。如果曲折的宽度和/或重复周期改变，则可以单调地改变，或者可以在曲折的一些部分中增大且在曲折的其他部分中减小。
在一些情况下，由喷嘴沉积的材料的一种或多种特性可以随时间和/或位置而改变，这可以致使3D打印制品的一种或多种特性随打印时间和/或位置而变化。作为一个实例，可以通过改变由喷嘴沉积的材料的一种或多种特性来产生特性梯度(例如，平均孔隙大小、密度、硬挺度、制品的固体组成部分的硬挺度、肖氏A硬度、交联度、化学组成、颜色、耐磨性、热导率、电导率、硬挺度各向异性、弹性模量、挠曲模量、填料含量、不透明度、传导性、透气性等)。在某些情况下，可以曲折地(该曲折可以是规则的或不规则的)将材料沉积在基材上，并且可以沿着该曲折或垂直于该曲折来形成梯度。图8A示出了平行于曲折的梯度的非限制性示意性描绘和垂直于曲折的梯度的非限制性示意性描绘。图8B示出了当垂直于曲折形成梯度时，特性的值沿着梯度随距离而变化的非限制性示例。这种类型的梯度是阶梯式梯度、或包含阶跃变化的梯度。图8C示出了当平行于曲折形成梯度时，特性的值沿着梯度随距离而变化的非限制性示例。这种类型的梯度是平滑梯度或没有阶跃变化的梯度。在平滑梯度中梯度的变化率可以是恒定的(即，线性梯度)，或者变化率可以产生非线性平滑梯度。应理解的是，所使用的术语“梯度”涵盖平滑梯度和阶梯式梯度两者，并且，如果没有另外指明，则本文提及的梯度应理解为在一些实施例中包括平滑梯度，而在其他实施例中包括阶梯式梯度。另外，一些梯度可以包括一个或多个平滑部分和一个或多个阶梯式部分。
在某些实施例中，可以在多轴沉积系统上生产本文描述的制品(例如，一个部分、鞋具制品、鞋具制品的组成部分)，和/或本文描述的方法可以包括：在多轴沉积系统上进行的至少一个步骤(例如，3D打印步骤、非3D打印步骤)。应理解的是，还可以在本文描述的多轴沉积系统上生产服装制品(例如，比如运动胸罩等服装制品、比如运动胸罩等服装制品的组成部分)。一般来说，并且如下面进一步描述的，多轴沉积系统包括打印头和基材。打印头可以是被配置用于将材料沉积到基材上的任何合适的打印头。基材可以是可以在其上沉积材料的任何合适的基材；在一些实施例中，可以在基材上沉积一个或多个制品(例如，鞋具制品的组成部分、鞋面、袜子衬里)。在某些实施例中，可以沿着一条或多条轴线平移和/或围绕一条或多条轴线旋转打印头和基材中的一者或两者。打印头和/或基材的平移和/或旋转可以在打印过程之前、之中和/或之后使打印头相对于基材的位置改变。在一些情况下，打印头和/或基材的平移和/或旋转可以允许打印头将材料沉积到各种各样的基材表面上和/或允许打印头以各种各样的角度将材料沉积到基材上。在一些实施例中，打印头可以被配置成被旋转和/或平移，使得其可以将材料沉积到基材的每个表面上。
图9示出了包括打印头1010和基材1020的多轴沉积系统1000的一个非限制性实施例。下面将更详细地描述打印头、基材和多轴沉积系统。
多轴沉积系统中的打印头可以是被配置用于将兴趣材料沉积到基材上的任何合适的打印头。在一些实施例中，多轴沉积系统可以包括两个或更多个打印头。合适的打印头的非限制性实例包括直接写入头、混合喷嘴(下文进一步描述的)、喷墨头、喷雾阀、气溶胶喷射打印头、激光切割头、热风枪、热刀、超声波刀、砂头、抛光头、UV固化装置、雕刻机、压花机等。在一些实施例中，对于多轴沉积系统而言，包括具有混合喷嘴的第一打印头和不具有混合喷嘴的第二打印头可能是有利的。同样如下文所描述的，在一些实施例中，打印头可以被配置成接受一个或多个材料输入源(例如，一个材料输入源、两个材料输入源等)。当存在两个或更多个材料输入源时，这些输入源可以基本上相同或可以不同。在一些实施例中，打印头可以被配置成混合两个或更多个反应性材料输入源以形成反应性混合物，该反应性混合物可以在第一和第二材料输入源反应时和/或在第一和第二材料输入源已经反应之后被沉积到基材上。例如，打印头可以被配置成将多元醇和异氰酸酯混合以形成反应性聚氨酯混合物。合适的反应性混合物的其他实例包括反应性聚脲混合物、包含反应性聚氨酯和反应性聚脲共混物的反应性混合物(例如，聚氨酯/聚脲混杂制剂)、包含环氧基团和胺基的反应性混合物、以及反应性有机硅混合物。
多轴沉积系统中的基材可以是能够接收由打印头沉积的材料的任何合适的基材。在一些情况下，基材可以具有使得能够通过打印头将兴趣材料以兴趣形态灵巧地沉积的形状。作为实例，基材可以具有基本上对应于兴趣形态的形状，例如用于鞋具应用的鞋楦(例如，如图9所示)。在其他实施例中，基材可以具有基本上对应于用于服装制品(例如，用于运动胸罩应用和/或用于胸罩衬里应用的罩杯、用于护膝应用的基本上对应于膝盖形状的制品、用于护踝应用的基本对应于脚踝形状的制品、用于护腕应用的基本上对应于腕部形状的制品、用于护肩应用的基本上对应于肩部形状的制品、和/或用于臂带应用的基本上对应于臂部形状的制品)的兴趣形态的形状。作为另一个实例，基材可以是模具或模具的一部分。作为第三实例，基材可以包括弯曲的部分，和/或基材整体可以是弯曲的。例如，基材可以具有球形形状或半球形形状。作为第四实例，基材可以包括两个或更多个在小面处连结的表面。在一些这样的情况下，基材可以是柏拉图立体、或者可以包括柏拉图立体的一部分。在一些实施例中，基材可以是基本上平坦的。其他类型的基材也是可能的。
在一些实施例中，多轴沉积系统可以包括可移除的基材。该基材可以被配置成在材料沉积期间被定位在多轴沉积系统并且在材料沉积之后移除。在一些实施例中，多轴沉积系统可以包括多个基材，这些基材可以在材料沉积之前添加至多轴沉积系统、和/或在材料沉积之后从多轴沉积系统中移除。每个基材可以具有不同的形状(例如，不同的鞋号、不同的杯大小、用于不同类型的服装的模具)，或者两个或更多个基材可以具有基本上相同的形状。
如上所述，可以在材料沉积之前、和/或材料沉积期间，使用多轴沉积系统来在基材上沉积一个或多个制品。沉积在基材上的(多个)制品可以被配置成在材料沉积期间被定位在基材上，并且可选地，在材料沉积之后从基材上移除。在一些实施例中，多轴沉积系统可以被配置用于依次将材料沉积到多个制品上，这些制品各自在材料沉积之前添加至多轴沉积系统、和/或在材料沉积之后从多轴沉积系统中移除。例如，可以在材料沉积之前、在材料沉积期间、和/或材料沉积之后将纺织物(例如，非平坦纺织物、鞋面、织造纺织物、针织纺织物)布置在基材上。在一些实施例中，可以利用多轴沉积系统来将如上所述的反应性混合物沉积到纺织物上以在该纺织物、和/或在依次添加至基材上的一系列纺织物上形成3D打印材料。
应注意的是，包括打印头和基材两者的多轴沉积系统中的(多个)打印头和基材可以相对于彼此以不同于图9所示的其他方式定向。作为实例，在一些实施例中，打印头可以布置在基材的中心上方，并且在其他实施例中，打印头布置在基材的边缘上方。作为另一个实例，可以将打印头定向成使得在一些实施例中它将材料与基材成90°角度地沉积在基材上，并且使得在其他实施例中它将材料与基材成另一角度(例如，45°、30°、或其他角度)地沉积在基材上。作为第三实例，基材在一些实施例中可以对打印头呈现底表面(例如，鞋楦的供鞋底布置在其上的部分)，并且在其他实施例中可以呈现侧表面或顶表面(例如，鞋楦的供鞋面布置在其上的部分)。在一些情况下，(多个)打印头和/或基材可以被配置成围绕一条或多条轴线平移和/或旋转，如下文进一步描述的。在此类情况下，(多个)打印头和/或基材的绝对位置可以在多轴系统的操作期间改变，和/或(多个)打印头相对于基材的相对位置可以在多轴系统的操作期间改变。
如上所述，多轴沉积系统可以包括打印头，该打印头可以被配置成沿着一条或多条轴线平移。在一些实施例中，该打印头可以被配置成沿着一条轴线、沿着两条轴线、或沿着三条轴线平移。在某些情况下，这些轴线可以彼此垂直。在其他情况下，这些轴线中的两条或更多条轴线彼此不垂直(例如，它们可以以45°与90°之间的角度相交)。例如，在一些实施例中，打印头可以被配置成竖直地平移、和/或沿垂直于竖直方向的一个或多个方向平移。作为另一个实例，在一些实施例中，打印头可以被配置成沿垂直于基材的方向、和/或沿平行于基材的一个或多个方向平移。作为第三实例，在一些实施例中，打印头可以被配置成与基材成45°角度地平移。在一些情况下，每条平移轴线可以由单独的马达独立地控制。在一些实施例中，打印头可以被配置成不平移。
在一些实施例中，多轴系统中的一个或多个打印头可以被配置成围绕一条轴线、围绕两条轴线、或围绕三条轴线旋转。在一些实施例中，一个或多个打印头可以被配置成围绕多于三条轴线(例如，围绕多于四条轴线、围绕多于六条轴线、围绕多于八条轴线、围绕多于10条轴线、或围绕多于12条轴线)旋转。在某些情况下，这些轴线可以彼此垂直。例如，在一些实施例中，打印头可以被配置成围绕竖直轴线旋转、和/或围绕垂直于竖直轴线的一条或多条轴线旋转。作为另一个实例，在一些实施例中，一个或多个打印头可以被配置成围绕垂直于基材的轴线旋转、和/或围绕平行于基材的一条或多条轴线旋转。在一些情况下，每条旋转轴线可以由单独的马达独立地控制。在一些实施例中，一个或多个打印头可以被配置成不旋转。在一些实施例中，打印头可以被配置成是静止的。
在一些实施例中，多轴系统中的基材可以被配置成沿着一条轴线、沿着两条轴线、或沿着三条轴线平移。在某些情况下，这些轴线可以彼此垂直。在其他情况下，这些轴线中的两条或更多条轴线彼此垂直(例如，它们可以以45°与90°之间的角度相交)。例如，在一些实施例中，基材可以被配置成竖直地平移、和/或沿垂直于竖直方向的一个或多个方向平移。作为另一个实例，在一些实施例中，基材可以被配置成沿垂直于打印头的方向、和/或沿平行于打印头的一个或多个方向平移。作为第三实例，在一些实施例中，打印头可以被配置成与基材成45°角度地平移。在一些情况下，每条平移轴线可以由单独的马达独立地控制。在一些实施例中，基材可以被配置成不平移。
在一些实施例中，多轴系统中的基材可以被配置成围绕一条轴线、围绕两条轴线、或围绕三条轴线旋转。在某些情况下，这些轴线可以彼此垂直。在一些实施例中，基材可以被配置成围绕多于三条轴线(例如，围绕多于四条轴线、围绕多于六条轴线、围绕多于八条轴线、围绕多于10条轴线、或围绕多于12条轴线)旋转。例如，在一些实施例中，基材可以被配置成围绕竖直轴线旋转、和/或围绕垂直于竖直轴线的一条或多条轴线旋转。作为另一个实例，在一些实施例中，基材可以被配置成围绕垂直于打印头的轴线旋转、和/或围绕平行于打印头的一条或多条轴线旋转。在一些情况下，每条旋转轴线可以由单独的马达独立地控制。在一些实施例中，基材可以被配置成不旋转。在一些实施例中，基材可以被配置成是静止的。
在一些实施例中，多轴沉积系统可以包括辅助打印头和/或基材进行旋转和/或平移的一个或多个特征。作为实例，在一些情况下，打印头可以附接至促进运动的打印头臂上。当存在两个或更多个打印头时，每个打印头可以定位在单独的打印头臂上，或者两个或更多个打印头可以定位在同一打印头臂上。在一些情况下，两个或更多个打印头臂可以附接至单个机架上。(多个)打印头臂可能能够促进(多个)打印头的平移和/或旋转。在一些实施例中，(多个)打印头可以附接至单个打印头臂上；在其他实施例中，(多个)打印头可以附接至多个打印头臂上，这些打印头臂在允许进行旋转和/或平移的接头处附接。在一些情况下，一个或多个马达可以促进(多个)打印头臂的一个或多个部件的运动。作为另一个实例，在一些情况下，基材可以附接至促进运动的基材臂上。该基材臂可能能够促进基材的平移和/或旋转。在一些实施例中，支撑基材可以附接至单个基材臂上；在其他实施例中，基材可以附接至多个基材臂上，这些基材臂在允许进行旋转和/或平移的接头处附接。在一些情况下，基材可以附接至机械臂上。在一些情况下，一个或多个马达可以促进(多个)基材臂的一个或多个部件的运动。在某些实施例中，打印头可以附接至打印头臂上，并且基材可以附接至基材臂上。
图10至图12示出了多轴沉积系统的非限制性实施例的多个不同视图，示出了打印头和其中的基材可以被配置成绕之旋转和/或平移的轴线的多种不同组合。图10示出了系统整体的透视图，图11示出了系统整体的截面视图，并且图12示出了打印头和基材的特写透视图。应理解的是，这些附图未示出打印头和基材运动的所有可能组合，并且设想到了上述的打印头运动和基材运动的所有组合。
在图10至图12中，多轴沉积系统包括打印头1010和基材1020。图10至图12中的打印头1010附接至第一打印头臂1031，该第一打印头臂通过第一打印头接头附接至第二打印头臂1032上，该第一打印头接头被配置成允许第一打印头臂1031沿着第一打印头平移轴线并且沿着第二打印头平移轴线进行平移。第二打印头臂1032还附接至机架1050上，该机架支撑第二打印头臂。在一些实施例中，第二打印头臂通过螺钉附接至机架上并且固持在静止位置(如图10至图12所示)。在其他实施例中，第二打印头臂被配置成沿着一条或多条轴线平移、和/或围绕一条或多条轴线旋转。可以通过使第一打印头臂沿着第一打印头平移轴线平移而使打印头沿着第一打印头平移轴线平移，并且可以通过使第一打印头臂沿着第二打印头平移轴线平移而使打印头沿着第二打印头平移轴线平移。在某些情况下，比如图10至图12所示，第二打印头臂可以是第一打印头臂可以沿之平移的轨道，和/或第一打印头接头可以包括第一打印头臂可以沿之平移的轨道。在其他实施例中，可以采用其他类型的接头和打印头臂。
图10至图12中的基材1010附接至第一基材臂1041上，该第一基材臂通过第一基材接头附接至第二基材臂1042上，该第一基材接头被配置成允许第一基材臂1041围绕第一基材旋转轴线进行旋转。第二基材臂1042通过第二基材接头附接至第三基材臂1043上，该第二基材接头被配置成允许第二基材臂1042围绕第二基材旋转轴线进行旋转。可以通过使第一基材臂围绕第一基材旋转轴线旋转而使基材围绕第一基材旋转轴线旋转，并且通过使第二基材臂围绕第二基材旋转轴线旋转而使基材围绕第二基材旋转轴线旋转。在一些实施例中，一个或多个基材臂可以是弯曲的(例如，图10至图12所示的第二基材臂)。第三基材臂1043通过第三基材接头附接至支撑件1044上，该第三基材接头被配置成允许第三臂沿着第一基材平移轴线进行平移。可以通过使第三臂沿着第一基材平移轴线平移而使基材沿着第一基材平移轴线平移。在某些情况下，比如图10至图12所示，第三基材臂可以是第二基材臂可以沿之平移的轨道。在其他实施例中，可以采用其他类型的基材臂。
在一些实施例中，多轴系统除了上文描述的一些或全部之外还可以包括其他特征。例如，多轴系统可以封装在框架或包封件中。图11包括具有支脚1070和轮子1080的框架1060。支脚可以辅助框架稳定定位在表面(例如，地板、桌面、实验室工作台)上。这些轮子可以促进将框架灵巧地重新定位在不同的位置。在一些实施例中，一个或多个部件(例如，框架、一个或多个臂)可以由比如T型槽框架的标准化部件形成。还可以利用其他类型的标准零件和/或非标准零件。
打印头运动和基材运动的某些组合可以是特别有利的。例如，如图10至图12所示，打印头可以被配置成竖直地以及沿第一水平方向平移，并且基材可以被配置成沿着垂直于第一水平方向的第二水平方向平移且围绕两条不同的轴线旋转。作为另一个实例，打印头可以被配置成沿三个垂直的方向平移，并且基材可以被配置成围绕两条不同的轴线旋转。作为第三实例，打印头可以被配置成是静止的，并且基材可以被配置成沿三个垂直的方向平移且围绕两条不同的轴线旋转。作为第四实例，打印头可以被配置成围绕三条不同的旋转轴线且沿着三条不同的平移轴线平移，并且基材可以被配置成是静止的。打印头运动与基材运动的其他组合也是可能的。
在一些实施例中，多轴系统可以具有使得适合于3D打印兴趣材料的一个或多个特征。例如，多轴系统可以被配置用于将该材料作为连续流或作为连续长丝沉积到基材上。换言之，在沉积期间，基材可以与打印头经由材料处于流体连通。在某些情况下，可以利用多轴系统来沉积连续流或长丝，该连续流或长丝从鞋楦或布置在鞋楦上的材料(例如，鞋面、布置在鞋面上的3D打印材料)的第一侧延伸跨越该鞋楦的或布置在鞋楦上的材料的底部到达该鞋楦的或布置在鞋楦上的材料的相反侧。在一些情况下，可以利用多轴系统来打印鞋具制品的除了鞋面之外的每个部分。
在一些实施例中，多轴系统可以被配置用于3D打印具有一种或多种有利特性的材料。例如，多轴系统可以被配置用于以大于或等于100微米、大于或等于200微米、大于或等于500微米、大于或等于1mm、大于或等于2mm、大于或等于5mm、大于或等于10mm、大于或等于20mm、大于或等于50mm、大于或等于1cm、或大于或等于2cm的特征大小来3D打印材料。在一些实施例中，多轴系统可以被配置用于以小于或等于5cm、小于或等于2cm、小于或等于1cm、小于或等于5mm、小于或等于2mm、小于或等于1mm、小于或等于500微米、或小于或等于200微米的特征大小来3D打印材料。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于100微米且小于或等于5cm)。其他范围也是可能的。
在一些实施例中，可以在布置在基材上的制品上形成3D打印材料，该基材被配置用于与检测系统相互作用，以促进3D打印制品(和/或其部分)相对于布置在基材上的制品对准、和/或3D打印制品(和/或其部分)定位到布置在基材上的制品上的精度。例如，制品可以包括可以被检测器检测到的一个或多个特征。检测器可以与打印头处于电子通信(例如，通过使用有线和/或无线连接)，该打印头被配置用于将材料沉积到基材和布置在其上的制品上，和/或该检测器可以被配置用于将信息传输至该被配置用于将材料沉积到基材和布置在其上的制品上的打印头。在某些情况下，检测器可以被配置为检测关于布置在基材上的制品的信息，例如制品(和/或其部分)相对于基材和/或相对于打印头在空间中的位置；制品(和/或其部分)相对于基材和/或相对于打印头在空间中的取向；和/或与制品相关联的一种或多种品质(例如，制品的比例(scale)、制品的倾斜度、制品的镜像、制品是否经历仿射变换)。检测器可以基于其检测到的一些或全部信息来向打印头和/或基材发送指令。例如，检测器可以检测到制品位于不期望的位置，并且可以向基材发送指令以进行平移和/或旋转，从而使得制品位于期望的位置。作为第二实例，检测器可以检测到制品位于期望的位置，并且可以向打印头发送指令以在制品上打印、和/或平移和/或旋转到期望的位置，然后在制品上打印。作为第三实例，检测器可以检测到制品已经历了一定量的倾斜，并且向打印头发送指令以修改其相对于制品的运动以解决该倾斜。还可以发送其他类型的指令。
当存在时，被配置用于检测布置在基材上的制品的一个或多个特征的检测器可以位于任何适合的位置。该检测器可以被配置成是静止的(例如，它可以安装在基材上方的固定位置)、或者可以被配置成进行平移和/或旋转(例如，它可以安装在机架上，一个或多个其他特征、比如打印头也可以定位在该机架上)。该检测器可以被配置成相对于沉积系统的一个或多个其他部件(例如，打印头、基材)处于已知位置，和/或可以被配置用于检测其相对于沉积系统的一个或多个其他部件(例如，打印头、基材)的位置。例如，检测器可以通过将材料沉积到基材(或布置在其上的制品)上并且检测所沉积材料的位置来检测该检测器相对于打印头的位置。
在一些实施例中，被配置用于检测特征的检测器是光学检测器，并且布置在基材上的制品包括可以被光学地检测到的特征。例如，这些特征可以是打印到布置在基材上的制品上的图案、布置在基材上的制品的以可检测到的方式散射光的部分、布置在基材上的制品的以可检测到的方式吸收光的部分、和/或布置在基材上的制品的以可检测到的方式反射光的部分。还考虑了可以被光学地检测到的其他类型的特征。适合类型的光学检测器的一个实例是光学相机。
在一些实施例中，如本文其他地方描述的，布置在基材上的制品可以是织物，比如针织物或织造织物。这些织物可以包括一个或多个特征，该一个或多个特征包括被针织或织造以形成可以被光学检测到的图案的一个或多个部分。该(多个)特征可以被内嵌地产生(例如，在用于形成织物的针织或织造过程期间)，或者可以在其形成之后被添加到织物。在一些实施例中，该(多个)特征可以包括针织或织造到织物中或打印到织物上的图案(例如，重复图案)的一部分。
如本文所讨论的，可以提供能够打印具有不均匀材料组成的3D制品(例如，鞋底和/或鞋面)的3D打印机。这样的3D制品可以包括具有至少一种不均匀特性(例如，颜色、平均硬挺度、平均肖氏A硬度、平均孔隙大小、平均密度、表面粗糙度、反射率、强度、断裂伸长率、拉伸弹性模量、以及100％模量)的梯度结构。这些梯度结构可以在3D打印机打印零件时通过改变一个或多个打印机设置(例如，到混合腔室的两种或更多种输入材料之比；叶轮在该混合腔室中的自旋速度；进入混合腔室中的材料顺序；和用于控制进入混合腔室中的材料输入源的一个或多个阀的位置；到混合腔室的一种或多种输入材料的组合总体积流量；喷嘴尖端相对于基材的高度；该混合腔室和/或该基材的目标温度；所得混合材料的目标催化剂浓度；所打印材料的目标线宽度；所打印复合物的目标气相二氧化硅浓度；在离开该喷嘴的点处所打印复合物的目标粘度；以及添加剂的目标浓度)来形成。例如，可以通过改变进入混合喷嘴中的两个材料输入源之比来形成梯度结构。发明人已经了解到，现有的用于生成3D打印机的打印机指令的技术(比如在常规切片器软件应用程序中实现的)可能无法重新产生这些梯度结构。因此，本披露的多个方面涉及一种计算机程序，该计算机程序被配置用于生成打印指令，所述打印指令包括在打印头沿着打印路径移动时对打印机设置的改变，以准确地产生这些梯度结构。
该计算机程序可以被配置用于接收物体信息，比如包括梯度结构的3D制品的设计文件(例如，来自计算机辅助设计(CAD)程序)和/或用于打印3D制品的打印路径(例如，来自切片器应用程序)以及指示在沿着打印路径的多个各个点处的材料特性的元数据，并且输出可以提供给3D打印机以准确地产生3D制品的打印指令。该计算机程序可以通过标识3D制品中的梯度结构(例如，3D结构中材料特性不均匀的边界体积)、并针对沿着打印路径的多个不同点标识用于产生梯度结构的一组适当的打印机设置，来生成这些打印指令。在一些实施例中，标识一组适当的打印机设置包括识别通向3D打印机的一个或多个材料输入源、和/或计算两种或更多种材料输入源的一组比率。例如，该计算机程序可以标识3D制品中发生从第一颜料形成的第一颜色到第二颜料形成的第二颜色的颜色过渡的边界体积。在该实例中，该计算机程序可以标识为了减小(例如，斜坡降低)第一颜料的沉积速率并增大(例如，斜坡升高)第二颜料的沉积速率以实现颜色过渡而需要的打印机设置。一旦标识了适当的一组打印机设置，就可以使用所标识的这组打印机设置来生成打印指令。例如，可以生成以下打印指令，所述打印指令包括打印头要遵循的打印路径、以及指示在沿着打印路径的多个点处的适当打印机设置的打印机设置信息。在某些情况下，打印指令可以采用机器可读代码。
在一些实施例中，计算机程序可以被配置用于接收与3D打印机的一个或多个零件的状态有关的信息。计算机程序可以被配置用于基于状态信息来输出打印指令。例如，计算机程序可以标识占据混合腔室的材料的体积(和/或当充满时混合腔室所容纳的材料的体积)，并且至少部分地基于该体积来输出打印指令。可以在被应用打印指令的材料被喷嘴沉积的时间点之前的某个时间点，应用打印指令。类似地，可以在沉积被应用打印指令的材料的喷嘴处于与当被应用打印指令的材料被沉积时该喷嘴将占据的位置不同的空间位置时，应用打印指令。换言之，打印指令可以发生体积偏移(volume shifted)。由于混合腔室的体积有限，因此只有在混合腔室中已经存在的材料被打印后，输入到混合腔室中的材料才会被打印。因此，可能有益的是在期望其效果的时间点之前应用打印指令。经体积偏移的打印指令可以使混合腔室中的材料的组成随位置而变化。换言之，接收经体积偏移的打印指令的3D打印机可以包括混合腔室，该混合室包括具有组成上的空间变化(例如，从上到下)的材料。
该计算机程序可以包括一组指令，这组指令可以由包括处理器(例如，硬件处理器或虚拟处理器)和存储器(例如，非瞬态计算机可读介质)的计算机系统执行。例如，该计算机程序可以包括存储在非瞬态计算机可读介质中的一组指令，所述指令对与该非瞬态计算机可读介质耦合的至少一个处理器进行编程。应理解的是，计算机系统可以通信地耦合至3D打印机和/或与3D打印机集成。
在一些实施例中，该计算机程序可以包括多个指令，所述指令对至少一个处理器进行编程以执行图13中的方法2000。如图所示，方法2000包括：接收物体信息的动作2002、标识梯度结构的动作2004、标识用于形成梯度结构的输入材料的动作2006、标识针对该梯度结构的打印机设置的动作2008、以及生成打印指令的动作2010。
在动作2002中，系统可以接收与包括梯度结构的3D制品相关联的物体信息。该物体信息可以例如是待打印的3D制品的设计文件。该设计文件可以包括指示3D制品的一种或多种特性(例如，形状、材料组成、和/或颜色)的信息。该设计文件可以呈各种各样格式中的任意格式。示例性格式包括：绘图交换格式(DXF)、协同设计活动(COLLADA)、立体光刻(STL)、初始图形交换规范(IGES)、虚拟现实建模语言(VRML)、PDF、EPS、以及AI。替代性地(或此外)，物体信息可以包括打印头要遵循以打印3D制品的(例如，由切片器应用程序生成的)打印路径、以及指示在沿着打印路径的各个点处的期望材料特性的信息。例如，物体信息可以包括：包括多个点的打印路径，以及与多个点中的一个或多个点(或全部)相关联的元数据，该元数据指示该点处的期望材料特性(例如，颜色、平均硬挺度、平均肖氏A硬度、平均孔隙大小、平均密度、表面粗糙度、反射率、强度、断裂伸长率、拉伸弹性模量、以及100％模量等)。在一些实现方式中，元数据可以与该多个点中的一个或多个点直接相关联。在其他实现方式中，元数据可以以另一种格式存储并且覆盖在打印路径上以确定给定点处的材料特性。例如，元数据可以是存储在图像中的期望颜色信息，该图像包括可以覆盖在打印路径上的多个像素值。在这个实例中，与打印路径中的给定点对准的像素值可以是与相应点相关联的元数据。
在动作2004中，系统可以在物体信息中标识梯度结构。可以通过例如标识3D制品中具有至少一种不均匀材料特性的体积(例如，边界体积)来标识梯度结构。由此，可以将3D制品的具有均匀材料特性的部分与3D制品的具有不均匀材料特性的部分分开。一旦已经标识出3D制品的具有不均匀材料特性的部分，系统就可以标识一组恒定的打印机设置，以打印3D制品的其余部分(例如，均匀部分)。在用于展示的一个实现方式中，系统可以读取与打印路径中的一个或多个点相关联的元数据，以沿着打印路径标识具有不均匀元数据的点子集(例如，连续的和/或接续的点子集)从而标识梯度结构。
在动作2006中，系统可以标识用于产生梯度结构的(多种)输入材料。例如，3D打印机可以通过将第一材料与第二材料混合来以梯度结构打印材料。在这个实例中，系统可以标识第一材料和第二材料。例如，系统可以如下标识该信息：标识梯度结构中的一种材料，以及检索存储在计算机系统的存储器中的、关于产生梯度结构中的所标识材料所需的输入材料的信息。
在动作2008中，系统使用所标识的输入材料来标识针对梯度结构的一个或多个打印机设置。在一些实施例中，系统可以标识为了在梯度结构中的多个分立点处实现期望的材料特性而需要的一个或多个打印机设置。一旦标识出用于该多个分立点的打印机设置，系统可以利用插值技术(例如，线性插值和三次插值)来平缓打印机设置在分立点之间的偏移。因此，系统可以生成可以用于产生梯度结构的一组打印机设置。在用于展示的一个实例中，系统可以标识：两种材料在梯度结构的第一点处的混合比率需要为40/60、在梯度结构的第二点处需要为50/50。在这个实例中，系统可以在第一点与第二点之间拟合线性曲线，以在40/60比率与50/50比率之间产生平滑的斜坡。因此，系统可以产生在打印头从第一点移动到第二时沿着打印路径采样的一组打印机设置。
在动作2010中，系统可以使用动作2008中所标识的打印机设置来生成打印指令。所述打印指令可以包括例如打印头为了打印3D制品而要遵循的打印路径，以及在沿着打印路径的多个点处的打印机设置(例如，在动作2008中生成)。所述打印指令可以是例如G代码指令。一旦生成了打印指令，系统就可以将打印指令传输至3D打印机(和/或在计算机系统与3D打印机集成在一起的实施例中，至3D打印机的一个或多个其他部件)。
图14示出了根据一些实施例的用于(例如，如上所述在多轴系统上)进行制品的3D打印的方法的实例。在这个图中，示出了使用比如3D打印等技术来打印制品的装置10。该装置可以包括喷嘴15，材料穿过该喷嘴、穿过出口18被引导到基材上。在一些实施例中，该材料可以在穿过喷嘴离开之后顺应性地涂覆基材。如上所述，基材可以是平面的，或者在一些情况下，基材可以具有不同的形状(例如，弯曲的形状)。因此，基材可以是离开喷嘴的材料的任何适合的目标物。例如，基材可以包括被施加该材料的模具、或者可以是鞋具制品的组成部分(例如，鞋面)。在一些实施例中，可以在3D打印该制品之前通过3D打印工艺来生产基材本身。不希望受到理论的束缚，打印到3D打印基材(例如，3D打印模具)上可以得到平滑的和/或具有弯曲表面的3D打印制品。在一些实施例中，在打印之前，可以使用一个或多个传感器来扫描基材。在一些实施例中，在扫描期间接收到的数据可以至少部分地确定打印期间喷嘴的一种或多种运动。
图14中的喷嘴15总体上被描绘为圆锥形或漏斗形，但是应理解的是，这仅是示例性的，并且喷嘴可以具有能够将材料引导到基材上的任何适合的形状。在2017年2月27日提交的名称为“Techniques and Systems for Three-Dimensional Printing of Foam andother Materials[用于三维打印泡沫和其他材料的技术和系统]”的美国临时专利申请中，可以看到用于3D打印的方法的其他非限制性实例，该申请的全部内容通过援引并入本文。
在一些实施例中，如上所述，在3D打印工艺期间，基材可以相对于喷嘴平移和/或旋转(例如，多轴机器人可以使基材相对于喷嘴平移，这可以使材料被挤出到基材的多个不同部分上)。在一些实施例中，如上所述，喷嘴可以和/或相对于基材平移。
此外，在一些实施例中，喷嘴内的材料可以经受加热或冷却。例如，这可以用于控制材料内的混合和/或反应，以将温度基本上保持成周围环境的温度(例如，室温)、以防止周围环境条件和/或由叶轮的摩擦产生的热量以及材料固化的放热来影响反应或打印参数，等等。在一些情况下，温度可以改变至少5℃、至少10℃、或本文讨论的其他范围。可以使用任何方法来加热或冷却喷嘴内的材料。例如，可以对喷嘴本身和/或喷嘴内的材料施加加热或冷却。非限制性实例包括电加热、珀耳帖冷却、施加红外光、或比如本文讨论的其他技术。
如所提及的，一种或多种个流体可以进入喷嘴中以混合在一起。这些流体可以经由共用入口、和/或经由单独的入口例如图14展示为入口31、32、和33进入。虽然在这个图中展示了3个入口，但这仅是示例性的，并且在其他实施例中，更多或更少的入口也是可能的。这些入口可以独立地位于距喷嘴的出口相同或不同的距离处。在一些情况下，这些流体可以在彼此相接触时发生反应；因此，这些流体在进入喷嘴之前保持分离，例如使用一个或多个输入源和/或阀以控制这些流体彼此的接触。例如，一个或多个阀可以存在于一个或多个入口上，以控制流体穿过这些入口流动，例如进入喷嘴中。可以使用的阀的实例包括针阀、球阀、闸阀、蝶阀、或其他适合类型的阀。此外，附加于和/或代替阀，还可以使用其他类型的用于控制流体流量的设备。
进入混合喷嘴中的流体可以以各种各样适合的方式被提供给混合喷嘴。在一些实施例中，流体通过从材料供应管流入混合喷嘴中而进入混合喷嘴中。材料供应管可以连接至材料源、例如材料储器。在一些实施例中，材料供应管和/或材料储器可以被配置成被保持在期望的温度。例如，流体可以从经加热的材料供应管和/或从流体地连接至经加热的材料储器的材料供应管进入混合喷嘴中。作为另一个实例，流体可以从被冷却的材料供应管和/或从流体地连接至被冷却的材料储器的材料供应管进入混合喷嘴中。不希望受任何具体理论的束缚，认为温度控制可以有利地防止和/或减少进入混合喷嘴中的流体中的一种或多种流体的一种或多种组分的结晶、和/或防止和/或减少进入混合喷嘴中的流体中的一种或多种流体的两种或更多种组分的相分离。这还可以允许以液体形式打印在室温下为固体的材料。
一些实施例涉及用于打印制品的方法，所述方法可以包括使至少两种流体流入混合腔室中。在一些实施例中，所述材料中的至少一种材料是聚合物。在一些实施例中，该方法可以涉及在容纳了叶轮的该混合腔室中将该至少两种材料混合以形成混合物。该方法还可以包括将混合物沉积到纺织物上。在一些实施例中，混合的材料流经孔口并且流到纺织物的表面上。
在一些实施例中，该方法可以涉及在使该叶轮在该混合腔室中旋转的同时使该至少两种材料流入该混合腔室中。该叶轮可以致使两种或更多种材料在该混合腔室中混合。在一些实施例中，该混合腔室容纳该叶轮的至少一部分。术语“混合腔室”可以指代混合在一起的至少两种材料从其首次彼此接触到它们停止时占据的、被混合部件(例如，叶轮)的主动运动所机械地影响的体积。在一些实施例中，混合腔室和叶轮共享至少一部分体积，例如叶轮占据混合腔室的至少一部分死体积。
在一些实施例中，该方法可以涉及使该至少两种材料穿过至少三个分立的材料入口流入该混合腔室中。在这样的实施例中，可以存在至少三种材料流入混合腔室中。在一些实施例中，该方法可以涉及使该至少两种材料穿过至少四个分立的材料入口流入该混合腔室中。在这样的实施例中，可以存在至少三种或四种材料流入混合腔室中。
在一些实施例中，该混合物是液体。在一些实施例中，该混合物在沉积到基材(例如，纺织物)上的时间期间与该混合腔室处于直接流体连通。作为非限制性实例，混合物没有喷射成距基材(例如，纺织物)一段相隔距离的分立液滴，而是同时接触混合腔室的出口(例如，喷嘴孔口)和基材(例如，纺织物)，同时混合物自身是连续的。
在一些实施例中，该方法可以涉及使用控制器来控制该方法的执行。该方法可以涉及：基于该混合腔室相对于该纺织物的空间位置来改变该至少两种材料的体积流量比。
在一些实施例中，该至少两种材料之间的体积流量比的变化改变了所沉积的混合物的至少一种特性。在一些实施例中，该至少两种材料中的至少两种材料经历改变所沉积的混合物的至少一种特性的化学反应。在一些实施例中，该至少两种材料之间的体积流量比的变化在所沉积的混合物中发生化学反应之后改变了所沉积的混合物的至少一种特性。这两种或更多种材料之间的体积流量比的变化可以在所有化学反应发生之前、所有化学反应发生之后、或化学反应之前和之后，影响所沉积结构的特性。在一些实施例中，被改变的该至少一种特性选自由以下组成的组：拉伸弹性模量、拉伸强度、拉伸100％模量、硬度、粘度、动态屈服应力、静态屈服应力、密度、颗粒浓度、颜色、不透明度、以及表面粗糙度、或其组合。
在一些实施例中，混合物沉积到其上的纺织物是基本上平坦的(例如，它可以是平坦的板)。在一些实施例中，该纺织物顺应在一个或多个维度(例如，两个或三个维度)上弯曲的基材。不希望受任何具体理论的束缚，认为在一个或多个维度上弯曲的基材可以促进沉积在其上的材料(例如，沉积在其上的聚合物材料)以有利形状(例如，类似于某种应用所期望的最终形状的形状、与在平坦基材上固化的材料所形成的形状相比，更类似于该应用所期望的最终形状的形状)固化。纺织物可以布置在夹具上，例如被配置用于与3D打印机相互作用的夹具。在一些实施例中，该纺织物由皮带支撑，该皮带能够使该纺织物沿一个或多个维度(例如，两个或三个维度)和/或通过一系列的一个或多个过程平移。在一些实施例中，该纺织物以卷对卷工艺进行处理。在一些实施例中，该纺织物本身用作皮带，该皮带能够使该纺织物表面相对于该混合腔室移动。在一些实施例中，该纺织物是鞋具鞋面(例如，鞋面)的组成部分。在一些实施例中，纺织物是服装的组成部分、运动服制品的组成部分、体育用品制品(例如，手套、把手、帐篷)的组成部分、衣服制品(例如，衬衫)的组成部分、和/或包的组成部分。在一些实施例中，该纺织物是编织鞋面的组成部分。在一些实施例中，纺织物是服装制品、运动服制品、体育用品制品、衣服制品(例如，衬衫)、和/或包。
在某些情况下，可以将混合物沉积到布置在基材上的制品上。该制品可以是鞋具制品的组成部分(例如，鞋面)，或者可以是鞋具制品(例如，鞋子)。基材可以被配置用于将制品保持成有利形状，比如鞋具应用的有利形状。在一些实施例中，基材可以是鞋楦。基材与制品的适合组合的非限制性实例包括：鞋楦上的三维入楦鞋面、鞋楦上的入楦整鞋、切成具有扁平形状因子的鞋面扁平图案的形状的纺织物、以及切成布置在沿至少一个维度弯曲的基材上的鞋面平坦图案的形状的纺织物。其他类型的制品和基材也是可能的。
在一些实施例中，该至少两种材料中的至少一种材料包括填料，并且所述制品是聚合物复合物。在一些实施例中，该至少两种材料中的至少一种材料包括异氰酸酯基。在一些实施例中，该至少两种材料中的至少一种材料具有选自由以下组成的组中的官能团(例如，化学官能团)：醇基、胺基、或其组合。在一些情况下，可以使多于两种材料流入混合腔室中(例如，三种材料、四种材料或更多种材料)。当两种或更多种材料流入混合腔室中时，每种材料可以包括彼此不同的官能团，或者两种或更多种材料可以包括相同的官能团。例如，第一材料可以具有异氰酸酯官能团，而第二材料可以具有醇官能团。作为另一个实例，可以使三种包含醇官能团的材料(例如，多元醇)和一种包含异氰酸酯官能团的材料流入混合腔室中。作为第三实例，可以使两种包含第一官能团(例如，醇官能团)的材料和两种包含第二官能团(例如，异氰酸酯官能团)的材料流入混合腔室中。
在一些实施例中，该方法可以涉及使包含异氰酸酯基团的材料穿过入口流入该混合腔室中。在一些实施例中，该包含异氰酸酯基团的材料选自由以下组成的组：异氰酸酯、异氰酸酯预聚物、以及准异氰酸酯预聚物、或其组合。在一些实施例中，该方法可以涉及使短链增链剂穿过入口流入混合腔室中。在一些实施例中，短链增链剂的数均分子量是例如小于5000道尔顿、小于4000道尔顿、小于3000道尔顿、小于2000道尔顿、小于1000道尔顿、小于500道尔顿、小于100道尔顿、或小于90道尔顿。在一些实施例中，该短链增链剂的数均分子量小于1000道尔顿。在一些实施例中，增链剂是分子量为90.12g/mol的丁二醇。在一些实施例中，该短链增链剂的例如至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、或至少90％或至少99％的分子具有每分子至少两个官能团。在一些实施例中，该短链增链剂的至少70％的分子具有每分子至少两个官能团。在一些实施例中，该每分子至少两个官能团包括至少两个醇基。在一些实施例中，该每分子至少两个官能团包括至少两个胺基。在一些实施例中，该每分子至少两个官能团包括至少一个醇基和一个胺基。在一些实施例中，该短链增链剂可以包括包含具有两个醇基的分子并且包含具有两个胺基的分子的共混物。在一些实施例中，该方法可以涉及使较高分子量(例如，数均分子量)的多元醇和/或多胺穿过入口流入混合腔室中(例如，分子量例如大于100道尔顿、大于200道尔顿、大于300道尔顿、大于400道尔顿、或大于500道尔顿)。在一些实施例中，例如至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、或至少90％或至少99％的所述分子具有大于90道尔顿的分子量。在一些实施例中，至少70％的所述分子具有大于90道尔顿的分子量。在一些实施例中，例如至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、或至少90％或至少99％的所述分子具有大于200道尔顿的分子量。在一些实施例中，至少70％的所述分子具有大于200道尔顿的分子量。在一些实施例中，该方法可以涉及使具有浓度例如大于0.1wt％、大于0.2wt％、大于0.5wt％、大于1wt％、大于2wt％、大于3wt％、大于4wt％、大于5wt％、大于10wt％、大于20wt％、大于30wt％、大于40wt％、大于50wt％、大于60wt％、大于70wt％的添加的气相二氧化硅的多元醇穿过入口流入该混合腔室中。在一些实施例中，该方法可以涉及：使具有浓度大于3wt％的添加的气相二氧化硅的多元醇穿过入口流入该混合腔室中。
在一些实施例中，可以利用额外的材料入口来控制染料的颜料的插入以控制所沉积材料的RGB颜色。在一些实施例中，该方法可以涉及使颜料和/或颗粒穿过入口流入混合腔室中。流入混合腔室中的任何材料也可以含有颜料和/或颗粒。在一些实施例中，颜料和/或颗粒可以在被包含在流体中时以以下颜料和/或颗粒浓度流入混合腔室中：例如大于1wt％、大于2wt％、大于3wt％、大于4wt％、大于5wt％、大于10wt％、大于20wt％、大于30wt％、大于40wt％、大于50wt％、大于60wt％、大于70wt％。
在一组非限制性实施例中，流入混合腔室中的一种材料，即，组分A，是将另三种材料结合在一起的固化剂。通过组分A结合在一起的这些材料中的一种或多种材料可以影响这四种材料的混合物(即，未固化材料)的特性、和/或所沉积材料在完成固化之后(即，固化材料)的特性。在一组非限制性实施例中，有三种不同的组分B’与组分A一起流入混合腔室中：组分B1，该组分使固化材料变硬；组分B2，该组分减小未固化材料的粘度且使固化材料柔软；以及组分B3，该组分增大未固化材料的粘度且使固化材料柔软。可以控制流入混合腔室中的B1与B2与B3的体积流量比，以控制混合物的特性(例如，硬挺度和粘度)。流入混合腔室中的A的体积流量可以例如基于针对组分B’的比率完成所有化学反应的所需来确定、并且由控制器控制。
作为非限制性实例，在一组实施例中，可以将两种或更多种流体混合在一起以在基材上形成产物，例如泡沫。在一些情况下，材料(例如，泡沫的前体)可以以部分流体的状态沉积在基材上，在此该材料能够硬化以在基材上形成产物。例如，该材料的粘度可以小于1,000,000cP、小于500,000cP、小于300,000cP、小于100,000cP、小于50,000cP、小于30,000cP、小于10,000cP、小于5,000cP、小于3,000cP、小于1,000cP、小于500cP、小于300cP、小于100cP、小于50cP、小于30cP、或小于10cP。在一些情况下，该材料的粘度可以为至少10cP、至少30cP、至少50cP、至少100cP、至少300cP、至少500cP、至少1,000cP、至少3,000cP、至少5,000cP、至少10,000cP、至少30,000cP、至少50,000cP、至少100,000cP、至少300,000cP、至少500,000cP、或至少1,000,000cP。这些粘度中的任何的组合也是可能的；例如，材料的粘度可以在100cP与500cP之间。材料可以被动地形成产物(例如，在材料干燥、形成产物的反应完成时，等等)，和/或可以采取额外的步骤来促进产物的形成。作为多个不同的非限制性实例，可以对材料和/或基材施加热量，可以对材料施加(例如，紫外光)光以引起化学反应等。
例如，在一些实施例中，可以通过在例如打印喷嘴内将聚合物、交联剂和成孔剂混合来制备泡沫，如图14所示。例如在本文讨论的多个不同的实施例中，这些可以依次或同时添加。例如，在图14中，交联剂可以经由入口31添加至喷嘴，成孔剂可以经由入口32添加，并且聚合物可以经由入口33添加。在一些情况下，这些可以在它们进入喷嘴中的温度下是可流动的。在一些情况下，可以使用这些入口中的任何入口上的一个或多个阀或其他设备来控制、可选地通过计算机或其他控制器来控制对这些的控制。
适合的聚合物的一个实例是聚氨酯；交联剂的一个实例是异氰酸酯；并且成孔剂的一个实例是水(当泡沫形成时可以与异氰酸酯发生反应产生二氧化碳)。下文更详细地讨论了这些中的每一个的其他实例。此外，应理解的是，可以将其他流体或反应物组合以形成泡沫，并且本发明不仅仅限于包括聚合物、交联剂和成孔剂的实施例；参见下文的额外的非限制性实例。例如，如下文讨论的，可以使用聚合物和成孔剂、但不一定使用交联剂来制备泡沫。在一些实施例中，还可以引入其他添加剂，例如表面活性剂、有机硅表面活性剂、UV稳定剂、催化剂、颜料、成核促进剂、用于获得更好耐磨性的填料、化学发泡剂等。此外，在其他实施例中，可以形成除了泡沫之外的其他产物。
如所提及的，如果使用两种以上的流体或反应物，则在某些实施例中，可以将它们引入同一喷嘴中，如图14所示。然而，在其他实施例中，可以将这些流体或反应物中的一种或多种混合以形成混合物(例如，在第一混合腔室中)，然后可以将其与另一种流体或反应物混合(例如，在本文讨论的喷嘴中)。
在一些情况下，可以如本文讨论的使用多种不同的输入源来制备3D打印泡沫(例如，闭孔泡沫、开孔泡沫等)，如本文描述的。例如，可以通过改变添加的气体的量、添加的水的量(例如，在水发泡泡沫应用中)、添加的化学发泡剂的量等来改变泡沫密度。作为另一个实例，泡沫密度常数可以保持恒定，但是可以改变交联密度或异氰酸酯含量以改变泡沫的特性，比如弹性、伸长率或硬挺度。
在一些实施例中，流入混合腔室中的一种或多种材料可以包括潜伏性固化剂、或通过暴露于刺激(例如，光和/或热量)而活化的固化剂。在某些情况下，使两种或更多种材料流入混合腔室中，并且该两种或更多种材料中的至少一种材料包括潜伏性固化剂。例如，可以使包括潜伏性固化剂的至少一种材料流入混合腔室中，并且还可以使至少一种额外材料(例如，包括潜伏性固化剂的另一种材料、没有潜伏性固化剂的材料)流入混合腔室中。混合腔室可以将流入其中的材料(例如，包括潜伏性固化剂的材料和也流入混合腔室中的一种或多种另外的材料)共混在一起。例如，光可固化树脂和1K聚氨酯体系均可以流入混合室中并在其中混合。
当存在时，潜伏性固化剂可以在任何适合的时刻被活化以将(多种)材料固化。在一些实施例中，潜伏性固化剂可以初始地存在于第一流体输入源或第二流体输入源中，并且可以以未固化的形式被掺入混合物、所沉积材料、和/或3D打印制品中。混合物、所沉积材料、和/或3D打印制品可以从器皿中移除(例如，从混合腔室和/或混合喷嘴中挤出)，并且接着暴露于刺激、比如光和/或热量，从而使潜伏性固化剂固化。使潜伏性固化剂固化可以例如增大3D打印制品的强度、增大3D打印制品的密度、和/或可以改善3D打印制品的表面光洁度。潜伏性固化剂可以是封端异氰酸酯，比如封端甲苯二异氰酸酯。潜伏性固化剂可以占流体输入源的按重量计70％。
在一些实施例中，可以对单组分潜伏性固化聚合物体系应用主动混合系统。在这些单组分潜伏性固化聚合物体系中，聚合物在储存状态下或在盒中可以具有极小反应性或没有反应性。在一些实施例中，直到单组分潜伏性固化聚合物体系被沉积并且受到刺激，它才开始聚合成固体热固性材料或弹性体。在这样的实施例中，可以将彼此兼容的多个单组分体系用作微流体主动混合喷嘴系统的输入源。在一些实施例中，每个单组分体系可以具有一种或多种不同的材料特性，例如硬挺度、密度、填料含量、和/或发泡剂含量。在一些实施例中，可以改变两个或更多个输入源之比以调节这些特性。应理解的是，与多组分反应性体系有关的任何实施例还可以应用于单组分体系的主动混合以改变材料特性。
在一些实施例中，一个或多个输入源(例如，材料，流体；例如，通向微流体打印喷嘴)包括被配置成响应于刺激而聚合的单组分树脂。在一些实施例中，树脂包括例如具有封端异氰酸酯的多元醇，和/或具有硅烷端基的聚氨酯。在一些实施例中，刺激是例如热量、水分、和/或光。
存在若干种类型的可以使用单组分潜伏性固化聚合物体系来共混的体系(例如，1K体系)。作为可以使用单组分潜伏性固化聚合物体系来共混的体系(例如，1K体系)的非限制性实例，可以使用具有封端异氰酸酯的多元醇或多胺体系。在一些实施例中，具有封端异氰酸酯的多元醇或多胺体系的作用类似于例如标准聚氨酯体系、聚脲体系、或聚氨酯/聚脲混杂体系。在具有封端异氰酸酯的多元醇或多胺体系的情况下，固化剂被另一个官能团封端，因此固化剂可以直接整合到盒中的多元醇或多胺中，而无需固化。接着，在所有材料沉积之后，可以使用热量来使异氰酸酯解封并驱动快速固化。
作为可以使用单组分潜伏性固化聚合物体系来共混的体系(例如，1K体系)的另一个非限制性实例，可以使用硅烷混杂化学。在硅烷混杂化学的情况下，多元醇和/或异氰酸酯被硅烷端基官能化。硅烷基团可以是例如α-二甲氧基硅烷、γ-三甲氧基硅烷、γ-三乙氧基硅烷、γ-二甲氧基硅烷、或γ二乙氧基硅烷。在这些情况下，硅烷在暴露于水分时彼此聚合，并且反应被热量加速。在打印了一种组分之后，可以将其暴露于高湿度和高热量以加速反应。可以通过暴露于水分而固化的材料的另一个实例是异氰酸酯预聚物。
作为可以使用单组分潜伏性固化聚合物体系来共混的体系(例如，1K体系)的又一个非限制性实例，可以使用辐照可固化制剂。在一些实施例中，这些辐照可固化制剂可以包括丙烯酸酯、和/或具有自由基光引发剂的甲基丙烯酸酯官能聚合物。在一些情况下，在沉积了制剂之后，可以通过暴露于UV来活化自由基光引发剂。
作为可以使用单组分潜伏性固化聚合物体系来共混的体系(例如，1K体系)的又一个非限制性实例，可以使用碳二亚胺。在一些实施例中，碳二亚胺可以用作潜伏性固化剂，该潜伏性固化剂在暴露于热量时与羧酸基或胺基形成化学键。在一些情况下，碳二亚胺可以用作多胺体系的交联剂。
在可以使用单组分潜伏性固化聚合物体系来共混的体系(例如，1K体系)的另一个非限制性实例中，可以使用水分固化聚氨酯(PU)。在一些情况下，异氰酸酯预聚物或已被游离的异氰酸酯基团封端的多元醇可以用作单组分体系。于是，在一些实施例中，该单组分体系将保持稳定，直到其暴露于空气中的水分，这将驱动游离的异氰酸酯基团之间的反应。
在一些实施例中，从喷嘴3D打印的混合物的一种或多种特性可以随时间和/或喷嘴相对于基材的位置而变化。例如，混合物内的一个或多个组分的组成和/或一个或多个组分的wt％可以随时间而变化。在一些实施例中，喷嘴和/或基材的一个或多个物理参数可以随时间而变化。作为实例，喷嘴和/或基材的温度可以随时间而变化。不希望受到理论的束缚，喷嘴的温度和基材的温度可以影响在各种组分之间发生的反应的类型(例如，交联反应、发泡反应、喷嘴内的反应、基材上的反应)和/或这些反应发生的速率。这进而可以影响在打印期间和/或之后混合物的化学结构(例如，混合物的组成、所得泡沫的交联度)、和/或影响在打印期间和/或之后混合物的一种或多种物理特性(例如，混合物的粘度，所得泡沫的平均孔隙大小、所得泡沫的密度、所得泡沫的硬挺度、所得泡沫的肖氏A硬度)。在一些实施例中，在打印期间基材或喷嘴的温度变化可以允许3D打印制品的不同部分(例如，在不同时刻和/或在基材上的不同位置打印的那些部分)具有不同的化学或物理特性。在一些实施例中，具有不同化学和/或物理特性的部分可以在单个连续过程中打印、和/或可以一起形成单一整体材料。
发明人认识到以下问题：一些可以用于改变材料(例如，聚合物材料)的流变特性和/或机械特性的颗粒(例如，气相二氧化硅)难以用在喷涂方法中来沉积材料。颗粒掺入的程度例如可以有利于控制沉积到织物上的材料是位于织物的顶部上(例如，具有足够体积百分比的颗粒的材料)还是渗入织物中。作为将颗粒掺入材料中的替代性方法，发明人已经确定，在材料离开打印喷嘴时，或者在离开打印喷嘴与光暴露之间的预定延迟之后，将光可固化材料暴露于适当固化波长的光(例如，UV光)在材料上产生与通过颗粒掺入得到的相似的加硬效果。发明人进一步确定，可以使用光固化来控制可以通过喷涂而沉积的材料的机械特性(例如，使用压缩气体对材料进行雾化)，这可以实现更好的机械特性控制和相对于其他打印方法更高的产量。此外，发明人已经确定，通过将被配置用于主动混合小体积材料的打印喷嘴(例如，具有混合腔室和布置在该混合腔室中的叶轮)与压缩气体源(打印喷嘴的出口与同该压缩气体源处于流体连通的出口相交)组合，得到了具有喷涂能力的打印头，其中可以动态地改变进入打印喷嘴的输入源比率(例如，体积比)并且因此改变所喷涂材料的材料组成。
在一些实施例中，可以有利地通过喷涂而不是仅通过穿过喷嘴的挤出来将材料沉积到表面上。相对于仅挤出而言，喷涂的优点可以包括但不限于在没有挤出线的情况下沉积较薄的膜；降低喷嘴与基材的相隔距离的敏感性；和/或在一个道次中产生更宽的材料条以减少周期时间的能力。相对于仅挤出而言，喷涂的其他优点可以包括固化的材料在喷嘴上的累积有限或没有累积，这可以是因为喷涂可以不需要喷涂喷嘴与已经沉积的材料处于直接流体连通。此外，通过喷涂制成的涂层可以顺应性地施加到三维(3D)表面上，而无需精确对准或3D工具路径规划。
在一些实施例中，可以对混合喷嘴(例如，4输入源动态混合喷嘴)进行细微修改，以将其转换为喷涂喷嘴。为此，可以围绕喷嘴外侧附接与压缩气体源流体连接的压缩气体引导护套。在一些实施例中，布置在混合喷嘴的混合腔室中的叶轮的配置确保保持小的混合体积，使得可以进行所喷涂材料的组成的快速变化。在一些实施例中，压缩气体引导护套(例如，空气引导护套)被配置用于引导来自压缩气体源的压缩气体流，以使喷嘴的输出在离开喷嘴时立即雾化成小液滴。在一些实施例中，这些小液滴接着被推进穿过空气而落在目标基材上。在一些实施例中，进入混合腔室中的输入源(例如，4个输入源)之比(例如，体积比)可以在空间和时间上改变以改变被喷涂的材料的组成。在一些实施例中，可以使用压缩气体引导护套的几何形状和/或来自压缩气体的施加压力来改变所沉积的被雾化材料锥体的形状和速度。在一些实施例中，可以使用与基材的相隔距离来控制所喷涂条的宽度。
喷涂(例如，喷涂化学反应性材料的混合物)的潜在限制可以是，取决于来自压缩气体穿过压缩气体引导护套的所施加压力，沉积在基材上的喷涂膜在沉积之后可以被吹向它们的压缩气体的力导致变形。在喷涂化学反应性材料的混合物的实施例中，这个问题的一种解决方案可以诱导材料的混合物更快地发生反应并非常快速地变为固体，使得该混合物可以承受住压缩气体的力而不永久变形。然而，该解决方案可能产生在沉积期间在混合喷嘴内部(例如，在混合腔室内部)累积固化材料的风险。另一种解决方案可以将UV可固化组分添加到在混合腔室中混合在一起的一个或多个输入源中。作为非限制性实例，当暴露于高功率UV辐照时，具有烯烃官能团的材料(例如，丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基化合物)之间的自由基聚合可以非常迅速地(例如，在几分之一秒内)进行，但在未暴露于UV辐照时也可以数月保持稳定。在向混合物添加UV可固化组分之后，可以将混合物在离开混合腔时直接暴露于UV辐照。暴露于UV辐照可以使所得材料的粘度非常迅速地增大到不流动的糊剂或凝胶的稠度，从而可以承受住来自压缩气体的力而不变形。粘度的这种迅速增大还可以防止所沉积材料浸入多孔织物中，并且可以使得能够构建相当厚的结构。由于系统的可UV固化组分可以仅占具有反应形成固体聚合物的能力的总官能团的一部分，因此所沉积材料可以继续增大粘度，并且还可以与先前沉积的材料形成化学键，因为可通过除了UV暴露之外的手段固化的混合材料中的官能团(例如，异氰酸酯和醇基或氨基中的一种或多种)在移除UV辐照(例如，高功率UV辐照)之后继续彼此反应。在一些情况下，混合物中的UV可固化组分可以是其上不存在任何醇基或异氰酸酯基的氨基甲酸酯丙烯酸酯。在一些情况下，混合物中的(多种)UV可固化组分可以存在于同一分子中，该分子还具有一种或多种可通过除了UV暴露以外的手段固化的官能团(例如，醇基、胺基或异氰酸酯基)。对于任何单独的输入源，包含UV可固化官能度的分子的质量百分比可以高达100％。在包含UV可固化官能团的分子与包含一种或多种可通过除了UV暴露以外的手段固化的官能团(例如，异氰酸酯、醇或胺)的分子存在于不同的分子上的情况下，最终混合物的包含UV可固化官能度的分子的质量百分比可以高达60％。在包含一种或多种可通过除了UV暴露以外的手段固化的官能团(例如，异氰酸酯、醇或胺)的相同分子上还存在UV可固化官能团的情况下，多达100％的所述分子可以包含至少一个UV可固化官能团。在使用混杂的UV可固化混合物的情况下，其中存在UV可固化官能团并且可以将一种或多种可通过除了UV暴露、辐照源(例如，UV辐照源、光源、UV光源)以外的手段固化的官能团整合到打印头中(或与之相邻)，使得混杂的UV可固化混合物可以在离开喷嘴时立即被UV固化。辐照源(例如，UV辐照源)可以包括一个或多个UV LED，各自的峰值波长在200nm与405nm之间，包含端点。辐照源(例如，UV辐照源)还可以包括水银灯或灯泡。辐照源还可以包括峰值波长在UV光谱之外的光源，只要UV光谱中的辐照强度高到足以活化体系中的光引发剂即可。此外，辐照源可以是一个或多个DLP(数字光投影)投影仪。投影仪可以具有将光引导(例如，将光聚焦)到小区域上、但使该区域中的光能够被图案化的透镜。投影仪可以用于改变所投影图像的形状，使得光仅被引导到需要曝光的区域上。
在一些情况下，混杂的UV可固化混合物可以有利地在离开喷嘴与初始暴露于辐照源(例如，UV辐照源)之间经历延迟。该延迟可以允许所沉积材料在挤出的材料的粘度显著增大之前在一定程度上展平和铺展、和/或浸入基材的表面(例如，织物表面)中。相对于混合物在离开喷嘴时立即暴露于辐照源而言，这种展平、铺展和/或浸入可以产生更均匀且平坦的用这种方法沉积的膜。在其他情况下，可能有利的是，在混合物离开喷嘴时将其暴露于辐照源方面没有延迟，以使沉积的材料保持其形状而不铺展或展平。在一些情况下，喷嘴尖端周围的区域可以连续暴露于辐照(例如，UV辐照)，并且混合物粘度的增大速率可以通过存在于该混合物中的UV可固化材料的质量分数或体积分数来控制，这可以通过改变进入混合腔室中的两个或更多个输入源之比来区域性地控制。
还应理解的是，虽然本披露的范围集中于针对聚氨酯制剂的可通过除了UV暴露以外的手段固化(以便喷涂和/或挤出混杂的UV可固化混合物)的官能团的实例，但是可以使用其他材料化学性代替聚氨酯制剂。例如，可以用环氧树脂来制备用于喷涂和/或挤出的混合物，该环氧树脂的一种组分包含环氧官能团，而另一种组分包含胺官能团。在混合物的另一个实例中，一种组分可以包括硅氧烷官能的有机硅树脂和铂催化剂，而另一种组分可以包括乙烯基官能的有机硅树脂，它们在混合之后可以反应而形成聚二甲基硅氧烷(PDMS)弹性体。还可以使用通过多种化学方法交联的聚二甲基硅氧烷树脂(例如，锡固化或基于乙酰氧基的体系)。聚二甲基硅氧烷树脂也可以例如通过将丙烯酸酯官能团添加至有机硅树脂、或通过利用暴露于UV光而被解封的催化剂而部分或完全UV可固化的。
喷嘴的其他变体包括但不限于：喷涂喷嘴，该喷涂喷嘴具有压缩气体源和/或压缩气体引导护套、没有辐照源(例如，没有UV光源)、具有通向喷嘴的至少两个入口，是用于沉积具有两个或更多个没有任何UV可固化组分的组分的反应体系；或具有两个入口的喷嘴，该喷嘴(在一些情况下，没有压缩气体源或压缩气体引导护套)包括辐照源(例如，UV辐照源)，用于通过挤出(在一些情况下，没有喷涂功能)来沉积具有两个或更多个具有一些辐照可固化(例如，UV可固化)组分的组分的反应体系。
在喷嘴(例如，混合喷嘴)的任何变体中，喷嘴可以具有一个输入源或两个输入源或多于两个输入源(例如3、4、5、6、7、8、9、10或更多个输入源)。
在一些实施例中，提供了一种打印头。
该打印头可以具有打印喷嘴，该打印喷嘴可以具有混合腔室、布置在该混合腔室中的叶轮、以及与该混合腔室处于流体连通的两个或更多个材料入口(例如，参见图15)。在一些实施例中，该叶轮的尖端距该打印喷嘴的出口小于5mm。在一些实施例中，该打印喷嘴(例如，混合腔室)的出口被配置成与流体地连接至该压缩气体源(例如参见图15、图16)的出口相交。在一些实施例中，该混合腔室的容积小于1mL。在一些实施例中，该混合腔室的容积小于250微升。在一些实施例中，该混合腔室与三个或更多个材料入口处于流体连通。在一些实施例中，该混合腔室与四个或更多个材料入口处于流体连通。在一些实施例中，这些材料入口的一个或多个材料入口与相应的直列旋转泵处于流体连通。
该打印头可以具有邻近于该打印喷嘴(例如，参见图15、图16、图17)的光源(例如，紫外(UV)光源)。在一些实施例中，该光源(例如，UV光源)的发射波长在200nm至405nm之间，包含端点。在一些实施例中，该光源(例如，UV光源)被配置成当材料离开打印喷嘴(例如，离开混合腔室)时直接照射该材料。在一些实施例中，该光源(例如，UV光源)被配置成在材料离开该混合腔室之后以预定延迟照射该材料。在一些实施例中，该光源(例如，UV光源)的发射波长在200nm至405nm之间，包含端点。在一些实施例中，该光源(例如，UV光源)包括一个或多个发光二极管(LED)(例如，UV LED)。在一些实施例中，该光源(例如，UV光源)是一个或多个数字投光器(DLP)。
该打印头可以具有压缩气体源(参见例如图15、图16)。在一些实施例中，该压缩气体源被配置用于使从该打印喷嘴(例如，从混合腔室)挤出的材料雾化。在一些实施例中，该压缩气体源与电气动调节器处于流体连通。
在一些实施例中，该打印头具有流体地连接至该压缩气体源(参见例如图15、图16)上的压缩气体引导护套。在一些实施例中，该混合腔室的出口被配置成与该压缩气体引导护套的出口相交。在一些实施例中，该压缩气体引导护套是微流体气体引导护套。在一些实施例中，该压缩气体引导护套(例如，该微流体气体引导护套)是可致动的，使得该护套能够相对于该打印喷嘴的出口移动，或反过来。在一些实施例中，该压缩气体引导护套(例如，该微流体气体引导护套)通过磁性附接而联接至该打印头，使得它能够容易地移除。在一些实施例中，该压缩气体引导护套(例如，该微流体气体引导护套)具有联接至阀的多个气体通道，这些气体通道能够单独操作。在一些实施例中，使该护套相对于该打印喷嘴的出口移动将改变压缩气体被配置来流经的通道，这改变了从该打印喷嘴的出口沉积到表面上的被雾化材料锥体的形状。
在一些实施例中，提供了一种用于打印材料的方法。
该方法可以包括使制剂穿过打印头。在一些实施例中，该方法包括将该制剂的该两个或更多个组分在该打印头的打印喷嘴中混合以形成混合物。在一些实施例中，该方法包括将该制剂暴露于光(例如，UV光)而持续例如0.01秒与10秒之间，包含端点；或持续1秒与3秒之间，包含端点。在一些实施例中，该方法包括将该制剂(例如，混合物)暴露于在该光引发剂的吸收光谱内的波长下的光而持续例如0.01秒与10秒之间，包含端点；或持续1秒与3秒之间，包含端点。在一些实施例中，该方法包括使压缩气体从该压缩气体源流动以在该制剂离开该喷嘴时使该制剂雾化。在一些实施例中，该方法包括使压缩气体从该压缩气体源流动以在该制剂离开该喷嘴后以预定延迟使该制剂雾化。
在一些实施例中，所述制剂包括两个或更多个部分，并且使制剂穿过该打印头涉及使所述制剂的该两个或更多个部分中的至少两个部分穿过该两个或更多个材料入口中的相应材料入口流入该打印喷嘴中。在一些实施例中，该制剂包括三个或更多个部分，并且使制剂穿过该打印头涉及使该制剂的该三个或更多个部分中的至少三个部分穿过三个或更多个材料入口中的相应材料入口流入该打印喷嘴中。在一些实施例中，该制剂包括四个或更多个部分，并且使制剂穿过该打印头涉及使该制剂的该四个或更多个部分中的至少四个部分穿过四个或更多个材料入口中的相应材料入口流入该打印喷嘴中。
在一些实施例中，该制剂包括具有UV可固化官能团的分子。在一些实施例中，该制剂包括具有能通过除了UV暴露之外的手段固化的官能团的分子。在一些实施例中，该制剂包括具有UV可固化官能团的分子、以及具有能通过除了UV暴露之外的手段固化的官能团的分子。在一些实施例中，所述具有UV可固化官能团的分子中的一些分子还具有能通过除了UV暴露之外的手段固化的官能团。在一些实施例中，该制剂包括具有异氰酸酯官能团的分子。在一些实施例中，该制剂包括具有醇官能团或胺官能团中的一种或多种的分子。在一些实施例中，该制剂包括具有烯烃官能团的分子，以及具有醇官能团、胺官能团或异氰酸酯官能团中的一种或多种的分子。在一些实施例中，该制剂(例如，混合物)包括烯基、异氰酸酯基、光引发剂、以及醇基或胺基中的至少一种。
在一些实施例中，该方法包括将该制剂的两个或更多个部分一起混合以形成混合物，该混合物包括烯基(例如，丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基等)、异氰酸酯基、光引发剂、以及醇基或胺基中的至少一种。在一些实施例中，该方法包括将该混合物暴露于在该光引发剂的吸收光谱内的波长(例如，在365nm与405nm之间，包含端点)下的光(例如，UV光)。在一些此类实施例中，混合物中的烯基彼此反应而增大该混合物的粘度。
该打印头可以包括压缩气体源、打印喷嘴、和/或与该打印喷嘴处于流体连通的两个或更多个材料入口。在一些实施例中，该打印喷嘴的出口被配置成与流体地连接至该压缩气体源的出口相交。在一些实施例中，该打印头包括邻近于该打印喷嘴的紫外(UV)光源。在一些实施例中，该打印喷嘴包括混合腔室和布置在该混合腔室中的叶轮。在一些实施例中，该两个或更多个材料入口与该混合腔室处于流体连通。
在一些实施例中，由于混合物中的具有可通过除了UV暴露之外的手段固化的官能团的分子之间(例如，混合物中的具有异氰酸酯基、以及醇基和胺基中的一种或多种的分子之间)的反应，混合物在UV暴露结束之后，其粘度、强度、屈服应力或硬挺度中的一种或多种继续增大。在一些实施例中，混合物在到达打印喷嘴的出口(例如，混合腔室的出口)时、在暴露于UV光之前没有屈服应力。在一些实施例中，混合物在暴露于UV光之后2秒内产生屈服应力。在一些实施例中，所述制剂(例如，混合物)还包括光潜碱，其可以充当催化剂，即在暴露于UV辐照后变得更具活性，以诱导制剂中的可通过除了UV暴露之外的手段固化的任何官能团的更快速反应。如本文使用的，术语“光潜碱”是指响应于UV光而改变结构以变成具有较大pKa(对数酸解离常数)的新分子的分子。
在一些情况下，如本文讨论的，泡沫前体在固化之前与没有气体含量的起始原料相比可以具有不同的流变特性。例如，低粘度流体、气体和/或表面活性剂等的在发泡之前具有牛顿流动行为的混合物可以用于产生具有非牛顿流动特性(例如，具有屈服应力、或剪切增稠、或剪切稀疏行为)的前体。在本文中，这可以用于产生具有适合于例如打印在基材上的流变曲线的前体。可以将诸如不可压缩的牛顿流体或气体等流体受控地引入喷嘴中(例如，在混合之前)，并且在沉积期间被精确地计量到基材上。在一些情况下，发泡过程可以在喷嘴内开始，并且被控制，以控制前体的沉积和/或泡沫的最终机械特性。
在一些实施例中，沉积到基材上的一种或多种材料(例如，由打印头比如喷嘴沉积的材料、通过3D打印工艺打印的材料、3D打印制品的组成部分、3D打印制品的一部分)可以在沉积后持续一段时间包括反应性官能团。反应性官能团可以被配置成与所沉积材料所邻近的以下其他制品(例如，鞋具制品、鞋具制品的组成部分；由打印头比如喷嘴沉积的材料；通过3D打印工艺打印的材料；3D打印制品的组成部分；3D打印制品的一部分)发生反应：比如在其上沉积了该材料的制品、添加到所沉积材料的制品、位于所沉积材料旁边的制品、布置在沉积了该材料的同一制品上的制品、和/或部分地位于所沉积材料上方或下方且部分地位于所沉积材料旁边的制品。虽然本文提及的制品中的许多制品是鞋具制品或其组成部分，但应理解的是，本文还考虑了比如运动胸罩等服装制品、以及比如运动胸罩等服装制品的组成部分。所沉积材料中以及与其所邻近的一个或多个制品中的反应性官能团之间的反应可以在所沉积材料与所述(多个)制品之间形成键、和/或可以增大所沉积材料与所述(多个)制品之间的粘附强度。此类制品的实例包括纺织物、模制零件、层、部分、具有相同或不同化学性的其他沉积材料等。在一些实施例中，所沉积材料可以与其所邻近的两个或更多个制品结合，并且可以通过由所沉积材料与制品中的反应性官能团的反应形成的键将这些制品粘附在一起。粘附在一起的每个制品可以包括所沉积材料(例如，可以通过依次上下沉积包含反应性官能团的材料层来构建3D打印制品)，粘附在一起的一些制品可以包括所沉积材料(例如，所沉积材料可以将与其邻近的另一沉积材料粘附至它们都布置在其上的纺织物上)，或者粘附在一起的制品均可以不包括所沉积材料。在一些情况下，粘附在一起的制品可以具有不同的物理或化学特性(例如，不同的韧度值、不同的杨氏模量值、不同的下文描述的其他特性值)。
在一些实施例中，被配置成与所沉积材料(例如，由打印头比如喷嘴沉积的材料、通过3D打印工艺打印的材料、3D打印制品的组成部分、3D打印制品的一部分)所邻近的制品(例如，鞋具制品、鞋具制品的组成部分、由打印头比如喷嘴沉积的材料、通过3D打印工艺打印的材料、3D打印制品的组成部分、3D打印制品的一部分)发生反应的反应性官能团还可以被配置成与所沉积材料中的其他反应性官能团发生反应。所沉积材料内的两组互补的官能团之间的反应可以包括材料的固化。随着所沉积材料的固化，所沉积材料内的反应性官能团的数量可以减小，并且所沉积材料与其所邻近的任何制品的反应性可能减小。在某些情况下，通过改变一个或多个参数(例如，所沉积材料在沉积之后被保持在的温度、所沉积材料的组成)来调整所沉积材料的固化时间可以是有利的，因为这可以允许调整所沉积材料随时间的反应性。例如，可以调整固化时间，使得所沉积材料在沉积时以及在将第二制品进一步添加到所述材料时是粘性的，但是在进一步的制造步骤期间和/或当具有所沉积材料作为其一部分的制品在使用时不再是粘性的。
所沉积材料(例如，由打印头比如喷嘴沉积的材料、通过3D打印工艺打印的材料、3D打印制品的组成部分、3D打印制品的一部分)中可以包含各种各样适合的反应性官能团和包含反应性官能团的分子。在一些实施例中，所沉积材料可以包括为醇基的反应性官能团和为异氰酸酯基的反应性官能团，并且醇基和异氰酸酯基可以发生反应形成聚氨酯。在一些实施例中，所沉积材料可以包括为胺基的反应性官能团和为异氰酸酯基的反应性官能团，并且醇基和异氰酸酯基可以发生反应形成聚脲。在一些实施例中，所沉积材料可以包含为胺基的反应性官能团、为醇基的反应性官能团、以及为异氰酸酯基的反应性官能团；在这种情况下，异氰酸酯基可以与胺基和醇基发生反应形成聚氨酯/聚脲混杂制剂。适合的反应性官能团的其他非限制性实例包括羟基、异氰酸酯基、胺基、缩水甘油基、环氧基如脂环族环氧基、乙烯基、甲基、硅氧烷基、催化剂如铂催化剂和锡催化剂、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、以及光引发剂。
所沉积材料可以具有如本文其他地方描述的组成(例如，本文其他地方描述的用于聚氨酯的组成)。在一些实施例中，所沉积材料可以包括聚氨酯、聚脲、聚氨酯/聚脲混杂制剂、有机硅、以及环氧树脂中的一种或多种。下文还列出了包含反应性官能团的分子的其他非限制性实例。包含醇基的适合分子的非限制性实例包括：双官能羟基化合物，比如1,4-丁二醇、氢醌双(2-羟乙基)醚、新戊二醇、二乙醇胺、和甲基二乙醇胺；三官能羟基化合物，比如三羟甲基丙烷、1,2,6-己三醇、和三乙醇胺；四官能羟基化合物，比如季戊四醇；以及多元醇，比如聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚四氢呋喃、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、和基于聚四亚甲基醚二醇的多元醇。包含胺基的适合分子的非限制性实例包括双官能胺化合物，比如二乙基甲苯二胺和二甲基硫代甲苯二胺。包含异氰酸酯基的适合分子的非限制性实例包括亚甲基双(苯基异氰酸酯)、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、亚甲基双环己基异氰酸酯、以及异佛尔酮二异氰酸酯。其他类型的反应性官能团和其他类型的包含反应性官能团的分子也是可能的。
在一些实施例中，所沉积材料(例如，由打印头比如喷嘴沉积的材料、通过3D打印工艺打印的材料、3D打印制品的组成部分、3D打印制品的一部分)可以在室温下固化(和/或被配置成被固化)。在一些实施例中，所沉积材料可以在高于室温的温度下被固化(和/或被配置成被固化)。所沉积材料可以被配置成在大于或等于70℃、大于或等于80℃、大于或等于90℃、或者大于或等于100℃的温度下被固化(和/或被配置成被固化)。所沉积材料可以在小于或等于110℃、小于或等于100℃、小于或等于90℃、或小于或等于80℃的温度下被固化(和/或被配置成被固化)。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于70℃且小于或等于110℃)。其他范围也是可能的。
所沉积材料(例如，由打印头比如喷嘴沉积的材料、通过3D打印工艺打印的材料、3D打印制品的组成部分、3D打印制品的一部分)可以在任何适合的时间段上固化(和/或被配置成完全固化)。在一些实施例中，所沉积材料在大于或等于15分钟、大于或等于30分钟、大于或等于一小时、大于或等于两小时、大于或等于四小时、大于或等于八小时、大于或等于12小时、大于或等于20小时、大于或等于24小时、大于或等于36小时、大于或等于48小时、大于或等于三天、大于或等于四天、大于或等于五天、或大于或等于六天的时间段上完全固化(和/或被配置成固化)。在一些实施例中，所沉积材料在小于或等于一周、小于或等于六天、小于或等于五天、小于或等于四天、小于或等于三天、小于或等于48小时、小于或等于36小时、小于或等于24小时、小于或等于20小时、小于或等于12小时、小于或等于八小时、或小于或等于四小时、小于或等于两小时、小于或等于一小时、小于或等于30分钟、或小于或等于15分钟的时间段上完全固化(和/或被配置成完全固化)。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于15分钟且小于或等于一周、大于或等于两小时且小于或等于20小时、或大于或等于24小时且小于或等于一周)。其他范围也是可能的。通常，较高的固化温度使得反应性官能团之间的反应更快。这可以使得使所沉积材料发生完全固化(和/或被配置成完全固化)所需的时间减少。例如，当在室温下固化时，材料可以在大于或等于几天且小于或等于一周的时间段上完全固化，但是在大于或等于70℃且小于或等于110℃的温度下，则可以在大于或等于两小时且小于或等于20小时的时间上完全固化。
所沉积材料(例如，由打印头比如喷嘴沉积的材料、通过3D打印工艺打印的材料、3D打印制品的组成部分、3D打印制品的一部分)可以以任何固化程度被沉积。在一些实施例中，所沉积材料在沉积时至少25％未固化、在沉积时至少30％未固化、在沉积时至少40％未固化、在沉积时至少50％未固化、在沉积时至少60％未固化、在沉积时至少70％未固化、在沉积时至少80％未固化、或在沉积时至少90％未固化。在一些实施例中，所沉积材料在沉积时至多95％未固化、在沉积时至多90％未固化、在沉积时至多80％未固化、在沉积时至多70％未固化、在沉积时至多60％未固化、在沉积时至多50％未固化、或在沉积时至多40％未固化。上述范围的组合也是可能的(例如，在沉积时至多30％未固化且在沉积时至多95％未固化)。其他范围也是可能的。
在一些实施例中，在所沉积材料完全固化之前将制品(例如，鞋具制品、鞋具制品的组成部分)邻近所沉积材料定位(例如，沉积在所沉积材料上、沉积成与所沉积材料相邻、层叠到所沉积材料上等)。可以在至少25％的所沉积材料(例如，由打印头比如喷嘴沉积的材料、通过3D打印工艺打印的材料、3D打印制品的组成部分、3D打印制品的一部分)固化之前、在至少30％的所沉积材料固化之前、在至少40％的所沉积材料固化之前、在至少50％的所沉积材料固化之前、或在至少60％的所沉积材料固化之前，将制品邻近所沉积材料定位。可以在至多70％的所沉积材料固化之前、在至多60％的所沉积材料固化之前、在至多50％的所沉积材料固化之前、在至多40％的所沉积材料固化之前、或在至多30％的所沉积材料固化之前，将制品邻近沉积材料定位。上述范围的组合也是可能的(例如，在至少25％的所沉积材料固化之前且在至多70％的所沉积材料固化之前)。其他范围也是可能的。
如上所述，某些实施例可以涉及为泡沫的3D打印制品(例如，为闭孔泡沫的3D打印制品)。在一些实施例中，3D打印制品可以是平均孔隙大小大于或等于1微米、大于或等于2微米、大于或等于5微米、大于或等于10微米、大于或等于20微米、大于或等于50微米、大于或等于100微米、大于或等于200微米、大于或等于500微米、大于或等于1mm、大于或等于2mm、或大于或等于5mm的泡沫。在一些实施例中，3D打印制品可以是平均孔隙大小小于或等于10mm、小于或等于5mm、小于或等于2mm、小于或等于1mm、小于或等于500微米、小于或等于200微米、小于或等于100微米、小于或等于50微米、小于或等于20微米、小于或等于10微米、小于或等于5微米、或小于或等于2微米的泡沫。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1微米且小于或等于10mm)。泡沫的平均孔隙大小可以通过显微镜或其他适合的技术来测得。
在某些实施例中，为泡沫的3D打印制品包括至少一个部分(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分的3D打印制品)。在一些实施例中，3D打印制品的第一部分的平均孔隙大小可以大于或等于1微米、大于或等于2微米、大于或等于5微米、大于或等于10微米、大于或等于20微米、大于或等于50微米、大于或等于100微米、大于或等于200微米、大于或等于500微米、大于或等于1mm、大于或等于2mm、或大于或等于5mm。在一些实施例中，3D打印制品的第一部分的平均孔隙大小可以小于或等于10mm、小于或等于5mm、小于或等于2mm、小于或等于1mm、小于或等于500微米、小于或等于200微米、小于或等于100微米、小于或等于50微米、小于或等于20微米、小于或等于10微米、小于或等于5微米、或小于或等于2微米。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1微米且小于或等于10mm)。
在某些实施例中，为泡沫的3D打印制品包括至少两个部分(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品)。在一些实施例中，3D打印制品的第二部分的平均孔隙大小可以大于或等于1微米、大于或等于2微米、大于或等于5微米、大于或等于10微米、大于或等于20微米、大于或等于50微米、大于或等于100微米、大于或等于200微米、大于或等于500微米、大于或等于1mm、大于或等于2mm、或大于或等于5mm。在一些实施例中，3D打印制品的第二部分的平均孔隙大小可以小于或等于10mm、小于或等于5mm、小于或等于2mm、小于或等于1mm、小于或等于500微米、小于或等于200微米、小于或等于100微米、小于或等于50微米、小于或等于20微米、小于或等于10微米、小于或等于5微米、或小于或等于2微米。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1微米且小于或等于10mm)。
在某些实施例中，为泡沫的3D打印制品包括至少两个部分(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品)。在一些实施例中，3D打印制品的第二部分与3D打印制品的第一部分的平均孔隙大小之比可以大于或等于1.05、大于或等于1.1、大于或等于1.2、大于或等于1.3、大于或等于1.5、大于或等于2、或大于或等于5。在一些实施例中，3D打印制品的第二部分与3D打印制品的第一部分的平均孔隙大小之比可以小于或等于10、小于或等于5、小于或等于2、小于或等于1.5、小于或等于1.3、小于或等于1.2、或小于或等于1.1。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1.05且小于或等于10)。其他范围也是可能的。在一些实施例中，平均孔隙大小可以从第一部分的平均孔隙大小平滑地改变至第二部分的平均孔隙大小。
在一些实施例中，3D打印制品可以不是泡沫(即，它可以没有孔隙)，或者它可以包括至少一个没有孔隙的部分。
在一些实施例中，3D打印制品(例如，为泡沫、比如闭孔泡沫的3D打印制品；不是泡沫的3D打印制品；包括弹性体的3D打印制品)的平均密度可以大于或等于0.1磅/立方英尺、大于或等于0.2磅/立方英尺、大于或等于0.5磅/立方英尺、大于或等于1磅/立方英尺、大于或等于2磅/立方英尺、大于或等于5磅/立方英尺、大于或等于10磅/立方英尺、或大于或等于20磅/立方英尺。在一些实施例中，3D打印制品的平均密度可以小于或等于30磅/立方英尺、小于或等于20磅/立方英尺、小于或等于10磅/立方英尺、小于或等于5磅/立方英尺、小于或等于2磅/立方英尺、小于或等于1磅/立方英尺、小于或等于0.5磅/立方英尺、或小于或等于0.2磅/立方英尺。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.2磅/立方英尺且小于或等于30磅/立方英尺)。其他密度和其他范围也是可能的。
在某些实施例中，在包括至少一个部分的3D打印制品(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分的3D打印制品；不是泡沫且至少包括第一部分的3D打印制品；包括弹性体且至少包括第一部分的3D打印制品)中，该第一部分的平均密度可以大于或等于0.1磅/立方英尺、大于或等于0.2磅/立方英尺、大于或等于0.5磅/立方英尺、大于或等于1磅/立方英尺、大于或等于2磅/立方英尺、大于或等于5磅/立方英尺、大于或等于10磅/立方英尺、或大于或等于20磅/立方英尺。在一些实施例中，3D打印制品的第一部分的平均密度可以小于或等于30磅/立方英尺、小于或等于20磅/立方英尺、小于或等于10磅/立方英尺、小于或等于5磅/立方英尺、小于或等于2磅/立方英尺、小于或等于1磅/立方英尺、小于或等于0.5磅/立方英尺、或小于或等于0.2磅/立方英尺。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.2磅/立方英尺且小于或等于30磅/立方英尺)。其他密度和其他范围也是可能的。
在某些实施例中，在包括至少两个部分的3D打印制品(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；不是泡沫且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；包括弹性体且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品)中，第二部分的平均密度可以大于或等于0.1磅/立方英尺、大于或等于0.2磅/立方英尺、大于或等于0.5磅/立方英尺、大于或等于1磅/立方英尺、大于或等于2磅/立方英尺、大于或等于5磅/立方英尺、大于或等于10磅/立方英尺、或大于或等于20磅/立方英尺。在一些实施例中，3D打印制品的第二部分的平均密度可以小于或等于30磅/立方英尺、小于或等于20磅/立方英尺、小于或等于10磅/立方英尺、小于或等于5磅/立方英尺、小于或等于2磅/立方英尺、小于或等于1磅/立方英尺、小于或等于0.5磅/立方英尺、或小于或等于0.2磅/立方英尺。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.2磅/立方英尺且小于或等于30磅/立方英尺)。其他密度和其他范围也是可能的。
在某些实施例中，在包括至少两个部分的3D打印制品(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；不是泡沫且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；包括弹性体且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品)中，第二部分与第一部分的平均密度之比可以大于或等于1.05、大于或等于1.1、大于或等于1.2、大于或等于1.3、大于或等于1.5、大于或等于2、或大于或等于5。在一些实施例中，3D打印制品的第二部分与3D打印制品的第一部分的平均密度之比可以小于或等于10、小于或等于5、小于或等于2、小于或等于1.5、小于或等于1.3、小于或等于1.2、或小于或等于1.1。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1.05且小于或等于10)。其他密度和其他范围也是可能的。
在一些实施例中，第一部分可以位于第二部分上方，并且第一部分的密度可以小于第二部分的密度。例如，第一部分可以包括3D打印制品的上表面(或者可以邻近于或紧邻3D打印制品的上表面)，并且第二部分可以被大致定位在3D打印制品的中心，并且在、邻近于、或紧邻3D打印制品的上表面之处的密度可以小于3D打印制品的中心的密度。在某些情况下，3D打印制品可以是上表面处的密度小于中心处的密度的泡沫。在一些情况下，具有这种结构的3D打印制品可以通过将包括发泡剂的3D打印制品的上表面暴露于热量来形成。如果热量暴露足够迅速，则3D打印制品的表面以及可能的邻近于该表面的部分的发泡程度比3D打印制品的离该表面较远的部分(例如，3D打印制品的中心部分)的发泡程度更大。这些部分可以具有较大的孔隙体积并且因此密度较小。
在一些实施例中，平均密度可以从第一部分的平均密度平滑地改变至第二部分的平均密度。在一些实施例中，平均密度能以通过其他制造技术难以获得的方式变化。作为非限制性实例，泡沫鞋跟杯的平均密度可以从鞋跟杯的中心处的最小值变化至鞋跟杯的外表面处的最大值。这可以通过在鞋跟杯的中心处形成较高密度的孔隙并且随着距鞋跟杯的中心的距离的增大而减小孔隙密度来实现。在一些实施例中，具有这种设计的鞋跟杯在中心处可以最柔软且最轻，而在边缘周围较硬且较重。
在某些实施例中，在包括至少两个部分的3D打印制品(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；不是泡沫且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；包括弹性体且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品)中，第二部分与第一部分的平均硬挺度之比可以大于或等于1.05、大于或等于1.1、大于或等于1.2、大于或等于1.3、大于或等于1.5、大于或等于2、或大于或等于5。在一些实施例中，3D打印制品的第二部分与3D打印制品的第一部分的平均硬挺度之比可以小于或等于10、小于或等于5、小于或等于2、小于或等于1.5、小于或等于1.3、小于或等于1.2、或小于或等于1.1。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1.05且小于或等于10)。其他范围也是可能的。在一些实施例中，平均硬挺度可以从第一部分的平均硬挺度平滑地改变至第二部分的平均硬挺度。除非另外说明，本文提及的硬挺度应被理解为是指以下硬挺度类型中的任一种、一些或全部：压缩硬挺度(即，压缩弹性模量)、拉伸弹性模量(即，杨氏模量)、100％应变时模量、300％应变时模量、以及挠曲模量。
在一些实施例中，第一部分可以包括3D打印鞋具制品的被定位成与脚趾相邻的区域，该3D打印鞋具制品的第二部分可以是鞋跟，并且第一部分与第二部分的平均硬挺度之比可以大于或等于5且小于或等于10。
在某些实施例中，在包括至少两个部分的3D打印制品(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；不是泡沫、至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；包括弹性体且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品)中，第二部分的固体组成部分的平均硬挺度与第一部分的固体组成部分的平均硬挺度之比可以大于或等于1.05、大于或等于1.1、大于或等于1.2、大于或等于1.3、大于或等于1.5、大于或等于2、大于或等于5、大于或等于10、大于或等于20、大于或等于50、大于或等于100、大于或等于200、大于或等于500、大于或等于1,000、大于或等于2,000、大于或等于5,000、或大于或等于10,000。在一些实施例中，3D打印制品的第二部分的固体组成部分与3D打印制品的第一部分的固体组成部分的平均硬挺度之比可以小于或等于20,000、小于或等于10,000、小于或等于5,000、小于或等于2,000、小于或等于1,000、小于或等于500、小于或等于200、小于或等于100、小于或等于50、小于或等于20、小于或等于10、小于或等于5、小于或等于2、小于或等于1.5、小于或等于1.3、小于或等于1.2、或小于或等于1.1。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1.05且小于或等于20,000、或大于或等于1.05且小于或等于10)。其他范围也是可能的。在一些实施例中，固体组成部分的平均硬挺度可以从第一部分的固体组成部分的平均硬挺度平滑地改变至第二部分的固体组成部分的平均硬挺度。
在某些实施例中，在包括至少两个部分的3D打印制品(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；不是泡沫、至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；包括弹性体且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品)中，第二部分的平均硬挺度各向异性与第一部分的硬挺度各向异性之比可以大于或等于1.05、大于或等于1.1、大于或等于1.2、大于或等于1.3、大于或等于1.5、大于或等于2、大于或等于5、大于或等于10、大于或等于20、大于或等于50、大于或等于100、大于或等于200、大于或等于500、大于或等于1,000、大于或等于2,000、大于或等于5,000、或大于或等于10,000。在一些实施例中，3D打印制品的第二部分与3D打印制品的第一部分的平均硬挺度各向异性之比可以小于或等于20,000、小于或等于10,000、小于或等于5,000、小于或等于2,000、小于或等于1,000、小于或等于500、小于或等于200、小于或等于100、小于或等于50、小于或等于20、小于或等于10、小于或等于5、小于或等于2、小于或等于1.5、小于或等于1.3、小于或等于1.2、或小于或等于1.1。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1.05且小于或等于20,000、或大于或等于1.05且小于或等于10)。其他范围也是可能的。在一些实施例中，固体组成部分的平均硬挺度可以从第一部分的固体组成部分的平均硬挺度平滑地改变至第二部分的固体组成部分的平均硬挺度。
在一些实施例中，3D打印制品(例如，为泡沫、比如闭孔泡沫的3D打印制品；不是泡沫的3D打印制品；包括弹性体的3D打印制品)的平均硬度(例如，平均肖氏A硬度、平均肖氏D硬度、平均Asker C硬度、平均微压痕硬度)可以大于或等于1、大于或等于2、大于或等于5、大于或等于10、大于或等于15、大于或等于20、大于或等于25、大于或等于30、大于或等于35、大于或等于40、大于或等于45、大于或等于50、大于或等于55、大于或等于60、大于或等于65、大于或等于70、大于或等于75、大于或等于80、大于或等于90、或大于或等于100。在一些实施例中，3D打印制品的平均硬度(例如，平均肖氏A硬度、平均肖氏D硬度、平均Asker C硬度、平均微压痕硬度)可以小于或等于125、小于或等于100、小于或等于90、小于或等于80、小于或等于75、小于或等于70、小于或等于65、小于或等于60、小于或等于55、小于或等于50、小于或等于45、小于或等于40、小于或等于35、小于或等于30、小于或等于25、小于或等于20、小于或等于15、小于或等于10、小于或等于5、或小于或等于2。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1且小于或等于125)。平均硬度可以通过ASTME384中描述的程序测得。代替地，3D打印制品的肖氏A硬度可以例如通过使用肖氏A硬度计测得。
在某些实施例中，在包括至少一个部分的3D打印制品(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分的3D打印制品；不是泡沫且至少包括第一部分的3D打印制品；包括弹性体以及至少第一部分的3D打印制品)中，第一部分的平均硬度(例如，平均肖氏A硬度、平均肖氏D硬度、平均Asker C硬度、平均微压痕硬度)可以大于或等于5、大于或等于10、大于或等于15、大于或等于20、大于或等于25、大于或等于30、大于或等于35、大于或等于40、大于或等于45、大于或等于50、大于或等于55、大于或等于60、大于或等于65、或大于或等于70。在一些实施例中，3D打印制品的第一部分的平均硬度(例如，平均肖氏A硬度、平均肖氏D硬度、平均Asker C硬度、平均微压痕硬度)可以小于或等于75、小于或等于70、小于或等于65、小于或等于60、小于或等于55、小于或等于50、小于或等于45、小于或等于40、小于或等于35、小于或等于30、小于或等于25、小于或等于20、小于或等于15、或小于或等于10。上述范围的组合也是可能的。
在某些实施例中，在包括至少两个部分的3D打印制品(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；不是泡沫、至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；包括弹性体且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品)中，第二部分的平均硬度(例如，平均肖氏A硬度、平均肖氏D硬度、平均Asker C硬度、平均微压痕硬度)可以大于或等于1、大于或等于2、大于或等于5、大于或等于10、大于或等于15、大于或等于20、大于或等于25、大于或等于30、大于或等于35、大于或等于40、大于或等于45、大于或等于50、大于或等于55、大于或等于60、大于或等于65、或大于或等于70。在一些实施例中，3D打印制品的第二部分的平均硬度(例如，平均肖氏A硬度、平均肖氏D硬度、平均Asker C硬度、平均微压痕硬度)可以小于或等于75、小于或等于70、小于或等于65、小于或等于60、小于或等于55、小于或等于50、小于或等于45、小于或等于40、小于或等于35、小于或等于30、小于或等于25、小于或等于20、小于或等于15、小于或等于10、小于或等于5、或小于或等于2。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1且小于或等于75)。其他范围也是可能的。
在某些实施例中，在包括至少两个部分的3D打印制品(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；不是泡沫、至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；包括弹性体且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品)中，第二部分与第一部分的平均硬度(例如，平均肖氏A硬度、平均肖氏D硬度、平均Asker C硬度、平均微压痕硬度)之比可以大于或等于1.05、大于或等于1.1、大于或等于1.2、大于或等于1.3、大于或等于1.5、大于或等于2、或大于或等于5。在一些实施例中，3D打印制品的第二部分与3D打印制品的第一部分的平均硬度(例如，平均肖氏A硬度、平均肖氏D硬度、平均AskerC硬度、平均微压痕硬度)之比可以小于或等于10、小于或等于5、小于或等于2、小于或等于1.5、小于或等于1.3、小于或等于1.2、或小于或等于1.1。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1.05且小于或等于10)。其他范围也是可能的。在一些实施例中，平均硬度(例如，平均肖氏A硬度、平均肖氏D硬度、平均Asker C硬度、平均微压痕硬度)可以从第一部分的平均硬度(例如，平均肖氏A硬度、平均肖氏D硬度、平均Asker C硬度、平均微压痕硬度)平滑地改变至第二部分的平均硬度(例如，平均肖氏A硬度、平均肖氏D硬度、平均AskerC硬度、平均微压痕硬度)。
在某些实施例中，在包括至少两个部分的3D打印制品(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；不是泡沫且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；包括弹性体且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品)中，第二部分与第一部分的平均交联密度之比可以大于或等于1.05、大于或等于1.1、大于或等于1.2、大于或等于1.3、大于或等于1.5、大于或等于2、或大于或等于5。在一些实施例中，3D打印制品的第二部分与3D打印制品的第一部分的平均交联密度之比可以小于或等于10、小于或等于5、小于或等于2、小于或等于1.5、小于或等于1.3、小于或等于1.2、或小于或等于1.1。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1.05且小于或等于10)。其他范围也是可能的。在一些实施例中，平均交联密度可以从第一部分的平均交联密度平滑地改变至第二部分的平均密度。
在3D打印制品包括至少一个部分(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分的3D打印制品；不是泡沫且至少包括一个部分的3D打印制品；包括弹性体且包括至少一个部分的3D打印制品)的某些实施例中，第一部分的颜色可以是以下中的一种或多种：红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、靛蓝紫色、粉色、紫色、白色、黑色、灰色等。颜色可以是柔和色、皇家色、浅色、深色或任何其他颜色。颜色可以具有任何适合的饱和度。
在3D打印制品包括至少一个部分(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；不是泡沫且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；包括弹性体且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品)的某些实施例中，第二部分的颜色可以是以下中的一种或多种：红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、靛蓝紫色、粉色、紫色、白色、黑色、灰色等。颜色可以是柔和色、皇家色、浅色、深色或任何其他颜色。颜色可以具有任何适合的饱和度。
在一些实施例中，3D打印制品(例如，为泡沫、比如闭孔泡沫的3D打印制品；不是泡沫的3D打印制品；包括弹性体的3D打印制品)的平均填料含量可以大于或等于0.1wt％、大于或等于0.2wt％、大于或等于0.5wt％、大于或等于1wt％、大于或等于2wt％、大于或等于5wt％、或大于或等于10wt％。在一些实施例中，3D打印制品的平均填料含量可以小于或等于20wt％、小于或等于10wt％、小于或等于5wt％、小于或等于2wt％、小于或等于1wt％、小于或等于0.5wt％、或小于或等于0.2wt％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.1wt％且小于或等于20wt％)。其他范围也是可能的。
在某些实施例中，在包括至少一个部分的3D打印制品(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分的3D打印制品；不是泡沫且至少包括第一部分的3D打印制品；包括弹性体以及至少第一部分的3D打印制品)中，第一部分的平均填料含量可以大于或等于0.1wt％、大于或等于0.2wt％、大于或等于0.5wt％、大于或等于1wt％、大于或等于2wt％、大于或等于5wt％、大于或等于10wt％、大于或等于20wt％、大于或等于50wt％、或大于或等于80wt％。在一些实施例中，第一部分的平均填料含量可以小于或等于90wt％、小于或等于80wt％、小于或等于50wt％,、小于或等于20wt％、小于或等于10wt％、小于或等于5wt％、小于或等于2wt％、小于或等于1wt％、小于或等于0.5wt％、或小于或等于0.2wt％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.1wt％且小于或等于90wt％、或大于或等于0.1wt％且小于或等于20wt％)。其他范围也是可能的。
在某些实施例中，在包括至少两个部分的3D打印制品(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；不是泡沫且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；包括弹性体以及至少第一部分和第二部分的3D打印制品)中，第二部分的平均填料含量可以大于或等于0.1wt％、大于或等于0.2wt％、大于或等于0.5wt％、大于或等于1wt％、大于或等于2wt％、大于或等于5wt％、大于或等于10wt％、大于或等于20wt％、大于或等于50wt％、或大于或等于80wt％。在一些实施例中，第二部分的平均填料含量可以小于或等于90wt％、小于或等于80wt％、小于或等于50wt％,、小于或等于20wt％、小于或等于10wt％、小于或等于5wt％、小于或等于2wt％、小于或等于1wt％、小于或等于0.5wt％、或小于或等于0.2wt％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.1wt％且小于或等于90wt％、或大于或等于0.1wt％且小于或等于20wt％)。其他范围也是可能的。
在某些实施例中，在包括至少两个部分的3D打印制品(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；不是泡沫且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；包括弹性体以及至少第一部分和第二部分的3D打印制品)中，第二部分与第一部分的平均填料含量之比可以大于或等于1.05、大于或等于1.1、大于或等于1.2、大于或等于1.3、大于或等于1.5、大于或等于2、大于或等于5、大于或等于10、大于或等于20、大于或等于50、大于或等于100、大于或等于200、大于或等于500、大于或等于1,000、大于或等于2,000、大于或等于5,000、大于或等于10,000、大于或等于20,000、大于或等于50,000、或大于或等于100,000。在一些实施例中，3D打印制品的第二部分与3D打印制品的第一部分的平均填料含量之比可以小于或等于200,000、小于或等于100,000、小于或等于50,000、小于或等于20,000、小于或等于10,000、小于或等于5,000、小于或等于2,000、小于或等于1,000、小于或等于500、小于或等于200、小于或等于100、小于或等于50、小于或等于20、小于或等于10、小于或等于5、小于或等于2、小于或等于1.5、小于或等于1.3、小于或等于1.2、或小于或等于1.1。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1.05且小于或等于200,000、或大于或等于1.05且小于或等于10)。其他范围也是可能的。在一些实施例中，平均填料含量可以从第一部分的平均填料含量平滑地改变至第二部分的平均填料含量。在一些实施例中，3D打印制品可以包括包含填料的一个部分以及没有填料或包含最少填料的一个部分。包含填料的(多个)部分可以包含多达95wt％的填料。
在一些实施例中，3D打印制品(例如，为泡沫、比如闭孔泡沫的3D打印制品；不是泡沫的3D打印制品；包括弹性体的3D打印制品)的平均不透明度可以大于或等于0、大于或等于0.1、大于或等于0.2、大于或等于0.5、大于或等于1、大于或等于2、或大于或等于5。在一些实施例中，3D打印制品的平均不透明度可以小于或等于10、小于或等于5、小于或等于2、小于或等于1、小于或等于0.5、小于或等于0.2、或小于或等于0.1。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0且小于或等于10)。其他范围也是可能的。3D打印制品的平均不透明度可以通过UV-可见光谱法测得。
在某些实施例中，在包括至少一个部分的3D打印制品(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分的3D打印制品；不是泡沫且至少包括第一部分的3D打印制品；包括弹性体以及至少第一部分的3D打印制品)中，第一部分的平均不透明度可以大于或等于0、大于或等于0.1、大于或等于0.2、大于或等于0.5、大于或等于1、大于或等于2、大于或等于5、大于或等于10、大于或等于20、大于或等于50、大于或等于100、大于或等于200、大于或等于500、或大于或等于1,000。在一些实施例中，3D打印制品的第一部分的平均不透明度可以小于或等于2,000、小于或等于1,000、小于或等于500、小于或等于200、小于或等于100、小于或等于50、小于或等于20、小于或等于10、小于或等于5、小于或等于2、小于或等于1、小于或等于0.5、小于或等于0.2、或小于或等于0.1。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0且小于或等于2,000、或大于或等于0且小于或等于10)。其他范围也是可能的。
在某些实施例中，在包括至少两个部分的3D打印制品(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；不是泡沫且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；包括弹性体且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品)中，第二部分的平均不透明度可以大于或等于0、大于或等于0.1、大于或等于0.2、大于或等于0.5、大于或等于1、大于或等于2、或大于或等于5。在一些实施例中，3D打印制品的第二部分的平均不透明度可以小于或等于10、小于或等于5、小于或等于2、小于或等于1、小于或等于0.5、小于或等于0.2、或小于或等于0.1。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0且小于或等于10)。其他范围也是可能的。
在某些实施例中，在包括至少两个部分的3D打印制品(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；不是泡沫且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；包括弹性体且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品)中，第二部分与第一部分的平均不透明度之比可以大于或等于1.05、大于或等于1.1、大于或等于1.2、大于或等于1.3、大于或等于1.5、大于或等于2、大于或等于5、大于或等于10、大于或等于20、大于或等于50、大于或等于100、大于或等于200、大于或等于1,000、大于或等于2,000、大于或等于5,000、大于或等于10,000、大于或等于20,000、大于或等于50,000、或大于或等于100,000。在一些实施例中，3D打印制品的第二部分与3D打印制品的第一部分的平均不透明度之比可以小于或等于200,000、小于或等于100,000、小于或等于50,000、小于或等于20,000、小于或等于10,000、小于或等于5,000、小于或等于2,000、小于或等于1,000、小于或等于500、小于或等于200、小于或等于100、小于或等于50、小于或等于20、小于或等于10、小于或等于5、小于或等于2、小于或等于1.5、小于或等于1.3、小于或等于1.2、或小于或等于1.1。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1.05且小于或等于200,000、或大于或等于1.05且小于或等于10)。其他范围也是可能的。在一些实施例中，平均不透明度可以从第一部分的平均不透明度平滑地改变至第二部分的平均不透明度。
在某些实施例中，在包括至少两个部分的3D打印制品(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；不是泡沫且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；包括弹性体且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品)中，第二部分与第一部分的平均电导率之比可以大于或等于1.05、大于或等于1.1、大于或等于1.2、大于或等于1.3、大于或等于1.5、大于或等于2、大于或等于5、大于或等于10、大于或等于20、大于或等于50、大于或等于100、大于或等于103、大于或等于104、大于或等于105、大于或等于106、或大于或等于107。在一些实施例中，3D打印制品的第二部分与3D打印制品的第一部分的平均电导率之比可以小于或等于108、小于或等于107、小于或等于106、小于或等于105、小于或等于104、小于或等于103、小于或等于100、小于或等于50、小于或等于20、小于或等于10、小于或等于5、小于或等于2、小于或等于1.5、小于或等于1.3、小于或等于1.2、或小于或等于1.1。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1.05且小于或等于108，或大于或等于1.05且小于或等于10)。其他范围也是可能的。在一些实施例中，平均电导率可以从第一部分的平均电导率平滑地改变至第二部分的平均电导率。
在某些实施例中，在包括至少两个部分的3D打印制品(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；不是泡沫且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；包括弹性体且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品)中，第二部分与第一部分的平均热导率之比可以大于或等于1.05、大于或等于1.1、大于或等于1.2、大于或等于1.3、大于或等于1.5、大于或等于2、大于或等于5、大于或等于10、大于或等于20、大于或等于50、大于或等于100、大于或等于103、大于或等于104、大于或等于105、大于或等于106、或大于或等于107。在一些实施例中，3D打印制品的第二部分与3D打印制品的第一部分的平均热导率之比可以小于或等于108、小于或等于107、小于或等于106、小于或等于105、小于或等于104、小于或等于103、小于或等于100、小于或等于50、小于或等于20、小于或等于10、小于或等于5、小于或等于2、小于或等于1.5、小于或等于1.3、小于或等于1.2、或小于或等于1.1。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1.05且小于或等于108，或大于或等于1.05且小于或等于10)。其他范围也是可能的。在一些实施例中，平均热导率可以从第一部分的平均热导率平滑地改变至第二部分的平均热导率。
在某些实施例中，在包括至少两个部分的3D打印制品(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；不是泡沫且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；包括弹性体以及至少第一部分和第二部分的3D打印制品)中，第二部分与第一部分的平均透气性之比可以大于或等于1.05、大于或等于1.1、大于或等于1.2、大于或等于1.3、大于或等于1.5、大于或等于2、或大于或等于5。在一些实施例中，3D打印制品的第二部分与3D打印制品的第一部分的平均透气性之比可以小于或等于10、小于或等于5、小于或等于2、小于或等于1.5、小于或等于1.3、小于或等于1.2、或小于或等于1.1。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1.05且小于或等于10)。其他范围也是可能的。在一些实施例中，平均透气性可以从第一部分的平均透气性平滑地改变至第二部分的平均透气性。
在某些实施例中，在包括至少两个部分的3D打印制品(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；不是泡沫且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；包括弹性体以及至少第一部分和第二部分的3D打印制品)中，第二部分与第一部分的平均耐磨性之比可以大于或等于1.05、大于或等于1.1、大于或等于1.2、大于或等于1.3、大于或等于1.5、大于或等于2、或大于或等于5。在一些实施例中，3D打印制品的第二部分与3D打印制品的第一部分的平均耐磨性之比可以小于或等于10、小于或等于5、小于或等于2、小于或等于1.5、小于或等于1.3、小于或等于1.2、或小于或等于1.1。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1.05且小于或等于10)。其他范围也是可能的。在一些实施例中，平均耐磨性可以从第一部分的平均耐磨性平滑地改变至第二部分的平均耐磨性。3D打印制品或其一部分的平均耐磨性可以例如根据ASTM标准D1630来确定。
在某些实施例中，在包括至少两个部分的3D打印制品(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；不是泡沫且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；包括弹性体以及至少第一部分和第二部分的3D打印制品)中，第二部分与第一部分的平均挠曲模量之比可以大于或等于1.05、大于或等于1.1、大于或等于1.2、大于或等于1.3、大于或等于1.5、大于或等于2、大于或等于5、大于或等于10、大于或等于20、大于或等于50、大于或等于100、大于或等于200、大于或等于500、大于或等于1,000、大于或等于2,000、大于或等于5,000、或大于或等于10,000。在一些实施例中，3D打印制品的第二部分与3D打印制品的第一部分的平均挠曲模量之比可以小于或等于20,000、小于或等于10,000、小于或等于5,000、小于或等于2,000、小于或等于1,000、小于或等于500、小于或等于200、小于或等于100、小于或等于50、小于或等于20、小于或等于10、小于或等于5、小于或等于2、小于或等于1.5、小于或等于1.3、小于或等于1.2、或小于或等于1.1。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1.05且小于或等于20,000、或大于或等于1.05且小于或等于10)。其他范围也是可能的。在一些实施例中，平均挠曲模量可以从第一部分的平均挠曲模量平滑地改变至第二部分的平均挠曲模量。
在一些实施例中，3D打印制品(例如，为泡沫、比如闭孔泡沫的3D打印制品；不是泡沫的3D打印制品；包括弹性体的3D打印制品)的平均弹性模量(即，杨氏模量)可以大于或等于1kPa、大于或等于10kPa、大于或等于100kPa、大于或等于1MPa、大于或等于10MPa、大于或等于0.1GPa、大于或等于0.2GPa、大于或等于0.5GPa、大于或等于1GPa、大于或等于2GPa、大于或等于5GPa。在一些实施例中，3D打印制品的平均弹性模量可以小于或等于10GPa、小于或等于5GPa、小于或等于2GPa、小于或等于1GPa、小于或等于0.5GPa、小于或等于0.2GPa、小于或等于0.1GPa、小于或等于10MPa、小于或等于1MPa、小于或等于100kPa、或小于或等于10kPa。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1kPa且小于或等于10GPa、或大于或等于0.1GPa且小于或等于10GPa)。其他范围也是可能的。其他范围也是可能的。3D打印制品的平均弹性模量可以通过拉伸测试、或本领域普通技术人员已知的其他适合的技术测得。
在某些实施例中，在包括至少一个部分的3D打印制品(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分的3D打印制品；不是泡沫且至少包括第一部分的3D打印制品；包括弹性体以及至少第一部分的3D打印制品)中，第一部分的平均弹性模量(即，杨氏模量)可以大于或等于1kPa、大于或等于10kPa、大于或等于100kPa、大于或等于1MPa、大于或等于10MPa、大于或等于0.1GPa、大于或等于0.2GPa、大于或等于0.5GPa、大于或等于1GPa、大于或等于2GPa、大于或等于5GPa。在一些实施例中，3D打印制品的第一部分的平均弹性模量可以小于或等于10GPa、小于或等于5GPa、小于或等于2GPa、小于或等于1GPa、小于或等于0.5GPa、小于或等于0.2GPa、小于或等于0.1GPa、小于或等于10MPa、小于或等于1MPa、小于或等于100kPa、或小于或等于10kPa。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1kPa且小于或等于10GPa、或大于或等于0.1GPa且小于或等于10GPa)。其他范围也是可能的。
在某些实施例中，在包括至少两个部分的3D打印制品(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；不是泡沫且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；包括弹性体且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品)中，第二部分的平均弹性模量(即，杨氏模量)可以大于或等于1kPa、大于或等于10kPa、大于或等于100kPa、大于或等于1MPa、大于或等于10MPa、大于或等于0.1GPa、大于或等于0.2GPa、大于或等于0.5GPa、大于或等于1GPa、大于或等于2GPa、大于或等于5GPa。在一些实施例中，3D打印制品的第二部分的平均弹性模量可以小于或等于10GPa、小于或等于5GPa、小于或等于2GPa、小于或等于1GPa、小于或等于0.5GPa、小于或等于0.2GPa、小于或等于0.1GPa、小于或等于10MPa、小于或等于1MPa、小于或等于100kPa、或小于或等于10kPa。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1kPa且小于或等于10GPa、或大于或等于0.1GPa且小于或等于10GPa)。其他范围也是可能的。
在某些实施例中，在包括至少两个部分的3D打印制品(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；不是泡沫且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；包括弹性体且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品)中，第二部分与第一部分的平均弹性模量(即，杨氏模量)之比可以大于或等于1.05、大于或等于1.1、大于或等于1.2、大于或等于1.3、大于或等于1.5、大于或等于2、或大于或等于5。在一些实施例中，3D打印制品的第二部分与3D打印制品的第一部分的平均弹性模量之比可以小于或等于10、小于或等于5、小于或等于2、小于或等于1.5、小于或等于1.3、小于或等于1.2、或小于或等于1.1。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1.05且小于或等于10)。其他范围也是可能的。在一些实施例中，平均弹性模量可以从第一部分的平均弹性模量平滑地改变至第二部分的平均弹性模量。
在某些实施例中，在包括至少两个部分的3D打印制品(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；不是泡沫且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；包括弹性体以及至少第一部分和第二部分的3D打印制品)中，第二部分与第一部分的平均表面粗糙度之比可以大于或等于1.05、大于或等于1.1、大于或等于1.2、大于或等于1.3、大于或等于1.5、大于或等于2、大于或等于5、大于或等于10、大于或等于20、大于或等于50、大于或等于100、大于或等于200、大于或等于500、或大于或等于1,000。在一些实施例中，3D打印制品的第二部分与3D打印制品的第一部分的平均表面粗糙度之比可以小于或等于2,000、小于或等于1,000、小于或等于500、小于或等于200、小于或等于100、小于或等于50、小于或等于20、小于或等于10、小于或等于5、小于或等于2、小于或等于1.5、小于或等于1.3、小于或等于1.2、或小于或等于1.1。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1.05且小于或等于2,000、或大于或等于1.05且小于或等于10)。其他范围也是可能的。在一些实施例中，平均表面粗糙度可以从第一部分的平均表面粗糙度平滑地改变至第二部分的平均表面粗糙度。
在某些实施例中，在包括至少两个部分的3D打印制品(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；不是泡沫且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；包括弹性体以及至少第一部分和第二部分的3D打印制品)中，第二部分与第一部分的平均反射率之比可以大于或等于1.05、大于或等于1.1、大于或等于1.2、大于或等于1.3、大于或等于1.5、大于或等于2、大于或等于5、大于或等于10、大于或等于20、大于或等于50、或大于或等于100。在一些实施例中，3D打印制品的第二部分与3D打印制品的第一部分的平均反射率之比可以小于或等于200、小于或等于100、小于或等于50、小于或等于20、小于或等于10、小于或等于5、小于或等于2、小于或等于1.5、小于或等于1.3、小于或等于1.2、或小于或等于1.1。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1.05且小于或等于200、或大于或等于1.05且小于或等于10)。其他范围也是可能的。在一些实施例中，平均反射率可以从第一部分的平均反射率平滑地改变至第二部分的平均反射率。
在某些实施例中，在包括至少两个部分的3D打印制品(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；不是泡沫且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；包括弹性体以及至少第一部分和第二部分的3D打印制品)中，第二部分与第一部分的平均强度之比可以大于或等于1.05、大于或等于1.1、大于或等于1.2、大于或等于1.3、大于或等于1.5、大于或等于2、大于或等于5、大于或等于10、大于或等于20、大于或等于50、或大于或等于100。在一些实施例中，3D打印制品的第二部分与3D打印制品的第一部分的平均强度之比可以小于或等于200、小于或等于100、小于或等于50、小于或等于20、小于或等于10、小于或等于5、小于或等于2、小于或等于1.5、小于或等于1.3、小于或等于1.2、或小于或等于1.1。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1.05且小于或等于200、或大于或等于1.05且小于或等于10)。其他范围也是可能的。在一些实施例中，平均强度可以从第一部分的平均强度平滑地改变至第二部分的平均强度。
在某些实施例中，在包括至少两个部分的3D打印制品(例如，为闭孔泡沫、至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；不是泡沫且至少包括第一部分和第二部分的3D打印制品；包括弹性体以及至少第一部分和第二部分的3D打印制品)中，第二部分与第一部分的热活化后平均尺寸变化之比可以大于或等于1.05、大于或等于1.1、大于或等于1.2、大于或等于1.3、大于或等于1.5、大于或等于2、大于或等于5、大于或等于10、大于或等于20、大于或等于50、大于或等于100、大于或等于200、大于或等于500、或大于或等于1,000。在一些实施例中，3D打印制品的第二部分与3D打印制品的第一部分的热活化后平均尺寸变化之比可以小于或等于2,000、小于或等于1,000、小于或等于500、小于或等于200、小于或等于100、小于或等于50、小于或等于20、小于或等于10、小于或等于5、小于或等于2、小于或等于1.5、小于或等于1.3、小于或等于1.2、或小于或等于1.1。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1.05且小于或等于2,000、或大于或等于1.05且小于或等于10)。其他范围也是可能的。在一些实施例中，热活化后平均尺寸变化可以从第一部分的热活化后平均尺寸变化平滑地改变至第二部分的热活化后平均尺寸变化。
在一些实施例中，3D打印制品(例如，为泡沫、比如闭孔泡沫的3D打印制品；不是泡沫的3D打印制品；包括弹性体的3D打印制品)可以包括一个或多个大空隙，其平均截面直径大于或等于0.5mm、大于或等于1mm、大于或等于2mm、大于或等于5mm、大于或等于1cm、大于或等于2cm、大于或等于5cm、或大于或等于10cm。在一些实施例中，3D打印制品可以包括一个或多个大空隙，其平均截面直径小于或等于20cm、小于或等于10cm、小于或等于5cm、小于或等于2cm、小于或等于1cm、小于或等于5mm、小于或等于2mm、或小于或等于1mm。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.5mm且小于或等于5cm)。其他范围也是可能的。在一些实施例中，一个或多个大空隙可以横跨鞋子的整个长度。这些大空隙的平均截面直径可以通过显微镜或其他适合的技术测得。在一些实施例中，一个或多个大空隙可以没有相交界面。如本领域普通技术人员已知的，相交界面是由第一模制工艺形成的第一材料与由第二模制工艺在第一材料上形成的第二材料之间的连结部。相交界面典型地包括至少一个以下特征：整个界面上没有化学键(例如，整个界面上没有共价键)、一个或多个缺陷、一个或多个指示层压的特征标记(例如一个或多个半球形压痕)、整个界面上的不均匀密度、和/或界面处的聚合物链的构型与界面两侧的本体材料中的聚合物链的构型不同。在一些情况下，相交界面示出了以下一种或多种特性在整个界面上的阶跃变化：平均孔隙大小、密度、硬挺度、肖氏A硬度、交联度、化学组成、颜色、耐磨性、热导率、电导率、硬挺度各向异性、弹性模量、挠曲模量、填料含量、不透明度、传导性、以及透气性。
在一些实施例中，3D打印制品可以包括一个或多个部分，这些部分为开孔泡沫、并且其中的空气构成显著的wt％。例如，3D打印制品可以包括一个或多个部分，这些部分为开孔泡沫并且其中的空气所占重量大于开孔泡沫的5wt％、大于或等于开孔泡沫的10wt％、大于或等于开孔泡沫的15wt％、大于或等于开孔泡沫的20wt％、大于或等于开孔泡沫的25wt％、大于或等于开孔泡沫的30wt％、大于或等于开孔泡沫的35wt％、大于或等于开孔泡沫的40wt％、或大于或等于开孔泡沫的45wt％。在一些实施例中，3D打印制品可以包括一个或多个部分，这些部分为开孔泡沫并且其中的空气所占重量小于或等于开孔泡沫的50wt％、小于或等于开孔泡沫的45wt％、小于或等于开孔泡沫的40wt％、小于或等于开孔泡沫的35wt％、小于或等于开孔泡沫的30wt％、小于或等于开孔泡沫的25wt％、小于或等于开孔泡沫的20wt％、小于或等于开孔泡沫的15wt％、或小于或等于开孔泡沫的10wt％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于30wt％且小于或等于50wt％)。其他范围也是可能的。可以通过光学显微镜检查开孔泡沫的区段、然后对这些区段进行图像分析以确定开孔泡沫的为空气的体积分数，来确定开孔泡沫内的空气的wt％。然后，可以使用空气密度和泡沫的非空气组成部分的密度的知识来确定开孔泡沫的为空气的wt％。
在一些实施例中，3D打印制品可以包括一个或多个部分，这些部分为开孔泡沫并且其中的空气所占体积大于开孔泡沫的5vol％、大于或等于开孔泡沫的10vol％、大于或等于开孔泡沫的15vol％、大于或等于开孔泡沫的20vol％、大于或等于开孔泡沫的25vol％、大于或等于开孔泡沫的30vol％、大于或等于开孔泡沫的35vol％、大于或等于开孔泡沫的40vol％、或大于或等于开孔泡沫的45vol％。在一些实施例中，3D打印制品可以包括一个或多个部分，这些部分为开孔泡沫并且其中的空气所占体积小于或等于开孔泡沫的50vol％、小于或等于开孔泡沫的45vol％、小于或等于开孔泡沫的40vol％、小于或等于开孔泡沫的35vol％、小于或等于开孔泡沫的30vol％、小于或等于开孔泡沫的25vol％、小于或等于开孔泡沫的20vol％、小于或等于开孔泡沫的15vol％、或小于或等于开孔泡沫的10vol％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于30vol％且小于或等于50vol％)。其他范围也是可能的。可以通过光学显微镜检查开孔泡沫的区段，然后对这些区段进行图像分析以确定开孔泡沫的为空气的体积分数，来确定开孔泡沫内的空气的vol％。
在多个不同的方面，可以生产各种各样的3D打印制品、比如泡沫和/或弹性体以及其他产物。例如，在一些实施例中，可以由包含聚合物和交联剂的泡沫前体来形成泡沫。该聚合物可以包含具有低或高平均分子量的多元醇，例如低数均分子量二醇、高数均分子量二醇、低数均分子量三醇、高数均分子量三醇、或高数均分子量单醇。例如，高分子量单醇、二醇或三醇的数均分子量可以大于300、400或500，而低分子量单醇、二醇或三醇的数均分子量可以小于300、400或500。例如，单醇、二醇或三醇的数均分子量可以小于500或大于6000。在一些实施例中，多元醇可以包括多于三个醇基。例如，可以包括四个、五个、六个、或更多个醇基。聚合物的其他实例包括但不限于：聚脲、聚氨酯/聚脲混杂制剂、环氧树脂、丙烯酸酯、氰酸酯、有机硅、聚酯、酚醛树脂、水凝胶等。
在一组实施例中，聚合物包括聚氨酯，例如通过使多元醇与异氰酸酯发生反应而形成。多元醇可以是任何适合的多羟基化合物。例如，多元醇可以是羟基封端的酯、醚或碳酸酯二醇。聚亚烷基醚二醇的非限制性实例包括聚乙烯醚二醇、聚1,2-丙烯醚二醇、聚四亚甲基醚二醇、聚1,2-二甲基乙烯醚二醇、聚1,2-丁烯醚二醇、以及聚十亚甲基醚乙二醇。聚酯多元醇的实例包括聚己二酸丁二酯、和聚对苯二甲酸乙二酯。聚碳酸酯二醇的实例包括聚碳酸四亚甲基酯二醇、聚碳酸五亚甲基酯二醇、聚碳酸六亚甲基酯二醇、聚己烷-1,6-碳酸酯二醇、以及聚(1,6-己基-1,2-乙基碳酸酯)二醇。然而，根据期望的应用，还可以使用许多其他适合的多羟基化合物。可以使用适合于该目的的任何适合的多元醇、多硫醇、或多胺、或其混合物，例如包含2,4-二烷基-1,5-戊二醇和2,2-二烷基-1,3-丙二醇的混合二醇。2,4-二烷基-1,5-戊二醇的特定实例包括2,4-二甲基-1,5-戊二醇、2-乙基-4-甲基-1,5-戊二醇、2-甲基-4-丙基-1,5-戊二醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、2-乙基-4-丙基-1,5-戊二醇、2,4-二丙基-1,5-戊二醇、2-异戊基-4-甲基-1,5-戊二醇、2-乙基-4-异戊基-1,5-戊二醇、2,4-二异丙基-1,5-戊二醇、2-异丙基-4-丙基-1,5-戊二醇、2,4-二丁基-1,5-戊二醇、2,4-二苯基-1,5-戊二醇、2,4-二己基-1,5-戊二醇等。2,2-二烷基-1,3-丙二醇的特定实例包括2,2-二苯基-1,3-丙二醇、2,2-二己基-1,3-丙二醇等。
在一些情况下，可以使用较长链或较高分子量的多元醇来产生相对较软的材料，因为它们相对于异氰酸酯具有更多的多元醇。在一些情况下，与多元醇上的反应位点数量相比，异氰酸酯也可能指数不足(underindex)，从而制成弹性较小的较软泡沫。
交联剂(如果存在的话)可以包含异氰酸酯(在一些情况下)和/或异氰酸酯预聚物。异氰酸酯可以具有每分子多于一个官能异氰酸酯基，并且可以是任何适合的芳族、脂族或脂环族多异氰酸酯。在一些情况下，异氰酸酯是二异氰酸酯。一个非限制性实例是有机二异氰酸酯。有机二异氰酸酯的其他实例包括4,4’-二异氰酸基二苯基甲烷、2,4’-二异氰酸基二苯基甲烷、异佛尔酮二异氰酸酯、对亚苯基二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、聚苯基多亚甲基多异氰酸酯、1,3-双(异氰酸根合甲基)环己烷、1,4-二异氰酸根合环己烷、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、3,3’-二甲基-4,4’-二苯基二异氰酸酯、4,4’-二异氰酸根合二环己基甲烷、2,4’-二异氰酸根合二环己基甲烷、以及2,4-甲苯二异氰酸酯、或其组合。
在一些实施例中，泡沫前体包括聚氨酯、聚脲、聚氨酯/聚脲混杂制剂、环氧树脂、有机硅、氰基丙烯酸酯、粘合剂、氰酸酯、聚酯、聚酰亚胺、酚醛或另一种适合的材料。
在一些情况下，例如附加于和/或代替异氰酸酯，可以使用异氰酸酯预聚物。例如，两个异氰酸酯被添加至多元醇的末端，使得它仍具有两个官能度、但分子量更高。
此外，应理解的是，交联剂不是必须的。例如，在一些实施例中，聚合物(例如，热塑性聚氨酯)可以与填料混合并在喷嘴或混合腔室中起沫，然后在离开时冷却以形成泡沫。
在一些实施例中，没有产生泡沫，并且产生了交联的产物。作为非限制性实例，高数均分子量二醇可以与异氰酸酯(例如，二异氰酸酯或本文描述的其他异氰酸酯)混合并沉积到基材上，例如以产生热塑性弹性体。在另一个实施例中，低数均分子量二醇可以与异氰酸酯混合并沉积到基材上，例如以产生刚性热塑性塑料。在又一个实施例中，可以将高数均分子量二醇与高数均分子量三醇混合，然后将该多元醇混合物与异氰酸酯混合并沉积到基材上，例如以产生具有高弹性的柔性热固性弹性体。
在一些实施例中，泡沫前体包括聚氨酯、聚脲、聚氨酯/聚脲混杂制剂、环氧树脂、有机硅、氰基丙烯酸酯、粘合剂、氰酸酯、聚酯、聚酰亚胺、酚醛或另一种适合的材料。在另一个实施例中，泡沫前体可以包括可分解的粘结剂和使气泡界面稳定的颗粒。在一些情况下，可以在气泡界面处烧结颗粒以形成非聚合物泡沫，例如金属泡沫或陶瓷泡沫。
作为泡沫的非限制性实例，在一个实施例中，将高数均分子量二醇和高数均分子量三醇与表面活性剂混合，然后将该多元醇-表面活性剂混合物与异氰酸酯混合。可以将所得的泡沫前体与氮气或另一种气体混合，并沉积到基材上。可以使用比如本文讨论的那些混合技术，例如涉及多于一级的流体混合或组合。
作为又一个非限制性实例，将高数均分子量二醇和高数均分子量单醇与表面活性剂混合，然后将该多元醇-表面活性剂混合物与异氰酸酯混合。可以使用比如本文讨论的那些混合技术，例如涉及多于一级的流体混合或组合。然后将所得的泡沫前体与氮气或另一种气体混合，并沉积到基材上。这可以用于产生记忆泡沫或其他类型的泡沫。
作为泡沫的又另外的非限制性实例，高数均分子量二醇可以与异氰酸酯混合并沉积到基材上，例如以产生热塑性弹性体。在另一个实施例中，低数均分子量二醇可以与异氰酸酯混合并沉积到基材上，例如以产生刚性热塑性塑料。在又一个实施例中，可以将高数均分子量二醇与高数均分子量三醇混合，然后将该多元醇混合物与异氰酸酯混合并沉积到基材上，例如以产生具有高弹性的柔性热固性弹性体。
如所提及的，在一些实施例中，可以使用表面活性剂来产生本文讨论的泡沫或3D打印制品。例如，可以使用表面活性剂来促进气体到流体中的引入、随后形成的气泡的稳定性，和/或可以使用各种表面活性剂来改变或调整泡沫的流变性、或改变其浓度等。例如，在一个实施例中，可以使用表面活性剂，该表面活性剂包括对气-液界面具有亲和力的第一部分，例如以促进将气体引入流体中。此类表面活性剂的非限制性实例包括硬脂酸钠表面活性剂、十二烷基硫酸钠表面活性剂、或基于有机硅的表面活性剂，例如有机硅聚醚。许多这样的表面活性剂是可广泛商购的。
在一些情况下，可以使用表面活性剂分子，其允许产生高屈服应力的泡沫，例如能够在沉积在基材上之后保持其形状的泡沫。例如，在一些实施例中，诱导高屈服应力的表面活性剂是这样的：该表面活性剂的末端更可溶于泡沫前体的连续相中。表面活性剂可以具有相对高的分子量、并且可以是非离子的。此类表面活性剂的非限制性实例包括分子量大于或等于1500道尔顿的表面活性剂。此外，在一些情况下，可以使用表面活性剂分子，其允许产生低屈服应力的泡沫，例如在沉积到基材上之后不能维持其形状的泡沫，并且该泡沫可以在沉积之后顺应其周围的材料。在一些实施例中，诱导低屈服应力的表面活性剂是这样的：可溶末端可以带电或具有相对低的分子量，例如使得在表面活性剂之间不能发生缠结。此类表面活性剂的非限制性实例包括具有低分子量的表面活性剂(例如，具有低分子量的有机硅表面活性剂)。此外，在一些实施例中，可以使用不同类型的表面活性剂，例如高屈服与低屈服表面活性剂。通过改变混合物中第一表面活性剂和第二表面活性剂的相对浓度，所得泡沫可以取决于应用从高屈服应力改变至低屈服应力或无屈服应力。
在某些实施例中，第一表面活性剂分子可以包括对气-液界面具有亲和力的第一部分，以及第二部分，该第二部分包括可溶于所述泡沫前体中并易于缠结的长链。在一些情形下，第二表面活性剂分子可以包括对气-液界面具有亲和力的相同第一部分、以及第二部分，该第二部分包括具有静电荷的短链。在一些情况下，静电荷可以使得闭孔泡沫的泡孔彼此排斥、并且可以自由地移动经过彼此。
在一些实施例中，成孔剂在比如泡沫或浮沫等材料内形成泡孔，如本文讨论的。例如，成孔剂可以包括水和/或气态材料，例如空气、二氧化碳、氮气、丁烷等。在一些实施例中，成孔剂包括添加的发泡剂，该发泡剂可以例如化学地产生气体。微流体打印喷嘴可以将发泡剂分散在例如聚合物等材料中，以在聚合物内形成发泡剂泡孔的两相混合物。因此，发泡剂可以包括例如在升高温度下分解成气体的材料。在一些情况下，发泡剂可以包括气态材料，该气态材料通过冷却或加压来维持其液态，并且在压力被释放或该发泡剂被加热(这可以致使发泡剂形成气体)时恢复其天然气态，例如以致使聚合物中的泡孔生长。所得气体可以被捕获在材料内的泡孔中，例如从而形成泡沫。
作为使用发泡剂的实例，微流体打印喷嘴可以将发泡剂与材料(例如，聚合物)混合，它们可以发生化学反应以形成气体。化学发泡剂通常可以包括低分子量的有机化合物，其分解以释放出气体，比如氮气、二氧化碳、或一氧化碳。化学发泡剂的非限制性实例包括偶氮化合物、例如偶氮二甲酰胺。在一些情况下，发泡剂可以在打印制品的表面上(例如，在该表面上选择性地)被活化以产生粗糙的表面光洁度，以对打印物的外部赋予无光泽的光洁度和/或提供柔软的触感。
因此，在一些情况下，发泡剂可以用于产生泡沫，所述泡沫通过热量诱导、压力移除等形成泡孔。例如，可以将泡沫前体与发泡剂混合并沉积到基材或部件上，直到沉积后才形成泡孔，或仅具有部分形成的泡孔。因此，在一些情况下，可以将材料沉积到基材上，然后通过加热该材料来使其形成泡孔。在沉积之后，例如可以通过热量诱导、压力移除等在产物内形成泡孔。
作为非限制性实例，泡沫可以包括乙烯-乙酸乙烯酯泡沫，其可以用于鞋具或其他应用中。可以选择发泡剂，使得该发泡剂在含有该发泡剂的聚合物为柔软且可延展时的温度下发生相变或分解为气体。在一些情况下，随着泡孔的形成，聚合物可以膨胀(例如，膨胀至200％)而不破裂，并且可以冷却所得材料以形成固体泡沫。
作为另一个实例，在另一个实施例中，水可以用作成孔剂。例如，可以产生水发泡泡沫，其中将水和表面活性剂混合到聚合物组分中，然后将其与异氰酸酯或另一种能够与水反应的物质混合，例如以产生气体。例如，作为非限制性实例，异氰酸酯与水和多元醇两者发生化学反应；可以使用多元醇与异氰酸酯的反应来增加聚合物的分子量，例如形成聚氨酯，而水与异氰酸酯的反应形成二氧化碳气体。在聚合物凝固时二氧化碳气体被捕获在聚合物中，由此形成泡沫。在一些情况下，例如在反应过程期间，可以控制水的量以控制所得泡沫的特性、例如密度或泡孔大小。
此外，在一些实施例中，可以将材料沉积到基材上，例如以填充模具，然后可以密封该模具，并诱导发泡剂形成泡沫，然后当泡沫膨胀时该泡沫可以开始填充模具。
在一些实施例中，本文描述的3D打印制品包括一种或多种添加剂。这些添加剂可以包括颗粒、中空玻璃球体、聚合物球体、颜料、金属、填料(比如，导热填料)、相对介电常数至少为5的填料、紫外线稳定剂、填料浓缩物、或另一种适合的添加剂。添加剂的额外实例包括表面活性剂(例如，有机硅表面活性剂)、催化剂、成核促进剂、用于获得更好耐磨性的填料、化学发泡剂等。这些和/或其他添加剂的组合也是可能的。作为非限制性实例，可以产生3D打印的闭孔泡沫，该闭孔泡沫掺有微粒添加剂，所述微粒添加剂包括将空泡孔分隔的泡孔壁蜂窝网络，其中泡孔壁包括聚合物复合物，所述聚合物复合物包括分散在聚合物基质中的填料颗粒。
作为非限制性实例，中空玻璃球体和/或聚合物球体可以掺入聚氨酯或本文讨论的其他聚合物中以降低密度、增大硬挺度、降低介电常数、提供更多供气泡形成的成核位点等。例如，中空球体可以用于减轻重量。中空玻璃球体可以例如在空间上变化，以便改变产物的特性。
如上所述，在某些实施例中，3D打印制品(例如，为泡沫、比如闭孔泡沫的3D打印制品；不是泡沫的3D打印制品；包括弹性体的3D打印制品)可以至少包括互穿的第一部分和第二部分。在一些实施例中，第一部分可以形成横跨第二部分的骨架状结构。例如，3D打印制品可以包括具有骨架状结构的第一部分，该第一部分的硬挺度比嵌入其中的第二部分更高。在一些情况下，这可以通过改变在3D打印工艺期间从喷嘴挤出的材料的硬挺度来实现。
在一个方面，可以将泡沫打印(例如，经由3D打印)到限定多个泡孔的结构中，即，泡沫状的结构中。因此，例如，在泡沫状结构的壁(例如，限定了泡沫状结构本身的泡孔)是具有泡孔的泡沫的情况下，泡沫可以作为较大泡沫状结构的一部分打印。泡沫状结构可以具有开孔、闭孔、或开孔与闭孔的任何组合，而与形成泡沫状结构的泡沫本身的结构无关。
在一些实施例中，本文描述的3D打印制品(例如，为泡沫、比如闭孔泡沫的3D打印制品；不是泡沫的3D打印制品；包括弹性体的3D打印制品)的一个或多个部分可以对一种或多种刺激作出响应。例如，3D打印制品可以包括在打印之后改变形状的部分，比如在刚打印之后为平坦、但是在从基材(例如，模具)中移除时向上弯曲的部分。作为另一个实例，3D打印制品可以包括可以对温度作出响应的部分，比如可以在暴露于低温时减少制品的通气的部分。
在一些实施例中，本文描述的3D打印制品(例如，为泡沫、比如闭孔泡沫的3D打印制品；不是泡沫的3D打印制品；包括弹性体的3D打印制品)的一个或多个部分可以包括一个或多个冷却通道和/或可以包括一个或多个通气通道。
如上所述，某些实施例涉及用于将混合物3D打印到基材上的方法。基材可以是离开喷嘴的材料的任何适合的目标物。在一些情况下，基材是平面的，但是在其他情况下，基材是非平面的(例如，弯曲的)。例如，基材可以是可以将材料引入其中的模具(例如，鞋子的模具)。在一些情况下，材料可以是相对流体的并且能够顺应基材内的轮廓(例如，如果基材是模具的话)。在一些这样的实施例中，基材可以具有是3D打印制品的外表面所期望的一个或多个形态特征(例如，期望的表面质地、期望的曲率)。然而，在其他情况下，如本文讨论的，材料可以是相对牢固的，例如在沉积到基材上后具有限定的形状。
在一些情况下，还可以加热或冷却基材，例如以促进或抑制反应，从而引起凝固等。在一些情况下，温度可以改变至少5℃、至少10℃、或本文讨论的其他范围。可以使用任何方法来加热或冷却基材。例如，可以使用热源或冷却源来向基材施加热量或冷却，可以将基材容纳在经加热或经冷却的环境中，或者可以使用经加热或经冷却的流体源来加热或冷却基材(例如，经由热交换器)。在一个实施例中，可以对基材施加辐射光或红外辐照来进行加热。
在一些实施例中，可以在打印之后对基材(例如，模具)施加热量以致使所打印材料膨胀。膨胀可以包括热膨胀和由于泡沫形成而导致的膨胀中的一种或两种。在一些实施例中，将基材加热可以致使所打印材料膨胀到基材的之前未填充的部分中。
在一组实施例中，可以加热或冷却喷嘴和/或混合腔室。在一些情况下，可以控制混合温度，例如以允许均匀混合、促进其中的流体发生反应(例如，达到最佳或期望温度)、移除过量热量(例如，由化学反应、叶轮的自旋等产生的热量)，等等。可以使用多种不同的方法来从喷嘴或混合腔室添加或移除热量。例如，可以将热源定位成向喷嘴或混合腔室、或进入其中的一种或多种流体递送热量。热源的实例包括电阻加热器、红外光源、或加热流体(例如，其可以使用热交换器等来传递热量)。在一些情况下，可以使用多于一种热源。类似地，在一些实施例中，可以使用各种各样的冷却源来从喷嘴或混合腔室移除热量。非限制性实例包括珀耳帖(Peltier)冷却器或冷却流体(例如，其可以使用热交换器等来移除热量)。
例如，加热和/或冷却可以用于控制材料内的混合和/或反应，以将温度基本上保持成周围环境的温度(例如，室温)、以防止周围环境条件和/或由叶轮的摩擦产生的热量以及材料固化的放热来影响反应或打印参数，等等。在一些情况下，该温度可以改变至少5℃、至少10℃、至少15℃、至少20℃、至少30℃、至少40℃、至少50℃、至少60℃、或本文讨论的其他范围。然而，在其他实施例中，该温度相对于进入的流体或周围环境条件被控制或改变不超过20℃、不超过15℃、不超过10℃、不超过5℃等。
此外，在一些实施例中，例如在喷嘴或混合腔室内、在出口内、在基材内、或在喷嘴、混合腔室、出口和/或基材的感测通信内可以存在一个或多个传感器。此类传感器可以用于例如定性地和/或定量地确定进入的流体、混合过程、和/或离开材料的特性。在一些情况下，可以使用此类信息例如通过控制流体到喷嘴或混合腔室中的流量、(例如，叶轮的)混合速度、离开出口的流量、出口处的阀的打开和关闭等来控制该过程。非限制性实例包括温度传感器(例如，热电偶、红外相机等)、压力换能器、光电二极管、比色传感器、流量计等。另外，在一些情况下，可以使用多于一个传感器。
用于鞋具中的3D打印制品可以适合用于任何类型的鞋具中。鞋具的非限制性实例包括运动鞋具、鞋子、旅游鞋、网球鞋、篮球鞋、凉鞋、适合工作穿的鞋子、靴子、短靴、包括至少一英寸鞋跟的鞋具、没有鞋跟或包括小于一英寸鞋跟的鞋具、靴子、短靴、篮球鞋、远足靴、正装鞋、矫形器、拇囊炎矫形器、滑雪靴、和滑雪靴。包括如本文描述的3D打印制品的鞋具可以适用于男性、女性和/或儿童。
以下实例意在说明本发明的某些实施例，但不例示本发明的完整范围。
实例1
制造了多个不同的3D打印制品，并且在图18至图21中示出。图18示出了部分包封的开孔泡沫，该开孔泡沫除了其顶部之外在每一侧均被连续材料层环绕。图19示出了鞋子内底，该内底在内侧上以50％的填充密度打印而成。图18和图19中所示的制品由双组分聚氨酯弹性体形成。图20和图21示出了3D打印制品，该制品包括以一个连续过程从同一混合喷嘴打印的中底和大底。大底包括刚性的双组分聚氨酯，而中底包括双组分水发泡聚氨酯泡沫。
实例2
下文描述了用于将鞋子打印到模具中的预知性的非限制性实例。应理解的是，即使未如此列出，下文列出的某些步骤也可以是可选的，并且某些创造性方法可以进一步包括未列出的其他步骤。
可以按照以下步骤来将鞋子打印到模具中：
1.基于鞋子的大小和款式来选择鞋底外部形状
2.选择由例如金属或塑料制成的模具(例如，预制模具)。该模具可以具有用于辅助将机架系统相对于模具定位的形状和/或对准特征。
3.将模具放在附接至运动联接器或夹具上的打印机上。
4.准备机器命令以制作鞋子(例如，G代码机器命令)
5.将机器命令上传到机器。该代码可以致使喷嘴沿x方向、y方向、和/或z方向平移。在一些情况下，该代码可以致使喷嘴顺应性地跟踪模具的形状。
6.可选地，使用喷墨工艺、转印膜工艺、或不同的工艺来将彩色图像打印到模具的内侧上。然后，该图像可以在该彩色图像上方打印到模具中的材料获得并且固化到该材料中。墨料可以是与聚氨酯和/或潜伏性固化剂、比如封端异氰酸酯偶联的颜料。
7.将大底材料顺应性地打印到模具的底部和侧面中。这将是鞋子的最外部分，并且将与地面直接接触。用于此的材料组可以是无孔的聚酯聚氨酯弹性体、高密度聚酯聚氨酯泡沫。其他选择的非限制性实例包括热塑性聚氨酯或硫化天然橡胶。
8.将硬挺又柔性的高弹性材料顺应性地打印到模具上以产生将从鞋底外部可见的一个或多个特征。这些特征可以被打印到模具的足弓区域中。
9.将聚氨酯泡沫打印到模具的一个或多个位置中。当沉积泡沫时，可以通过改变混合喷嘴的输入源和叶轮参数来在空间上调节泡沫密度、泡沫流变性、沉积后的泡沫膨胀、以及泡沫机械特性。所打印的结构可以是固体泡沫，或者可以具有格子状架构，其中泡沫长丝具有宏观的多孔结构，但是每个长丝还具有微观的多孔结构。
10.将额外的刚性材料和/或柔性材料打印到泡沫结构上以使鞋子具有高级定制的结构和弯折特性。
11.可选地，打印更多泡沫。
12.在沉积所有泡沫之后，盖上模具，升高模具的温度，并驱使泡沫进一步膨胀。这个过程可以将材料牢固地推抵在模具的两侧上、可以提高制品的表面品质、和/或可以提高模具特征的分辨率。
13.从模具上移除顶部，允许模具冷却。
14.将额外的材料打印在与模具顶部形状相符的鞋底顶部上。这个过程可以使得能够定制与脚直接接触的鞋底的轮廓。打印额外的材料可以包括通过混合喷嘴进行印刷。在一些实施例中，额外的材料可以在挤出后迅速凝固。
15.可选地，喷墨打印较低粘度的材料。该较低粘度的材料可以很好地结合至鞋底的顶部、和/或可以增大鞋底的光滑度。
16.将粘合剂沉积到所打印的表面上
17.将附接至鞋楦上的鞋面平移，并将其压印到鞋底和模具中。继续施加压力，直到粘合剂被完全结合。
18.使用鞋楦上的鞋面来将鞋子脱模。
19.将鞋子转移到第4旋转轴线上，或者压印机构与鞋楦已经附接至第4轴线上。
20.使用3D扫描系统来扫描鞋子。
21.在鞋底的鞋面和/或一部分上顺应性地打印指定的图案。
22.单独打印或制作鞋子内底插入物，然后将其放在鞋子中。
虽然本文已经描述和展示了本发明的若干实施例，但是本领域普通技术人员会容易设想到多种多样其他的装置和/或结构来执行本文描述的功能、和/或获得结果和/或其中一个或多个优点，并且这样的改变和/或修改中的每一个都被认为落入本发明的范围之内。更广义地，本领域技术人员会容易认识到，本文描述的所有的参数、尺寸、材料、和配置意在是示例性的，并且实际的参数、尺寸、材料、和/或配置将取决于使用本发明的传授内容的一个或多个具体应用。本领域的技术人员仅仅使用常规实验就将认识到或能够确认本文描述的发明的具体实施例的许多等效物。因此，应理解的是，前述实施例仅是通过举例来呈现的，并且在所附权利要求及其等效物的范围内，本发明可以与具体描述和要求保护的方式不同地进行实践。本发明是针对本文所述的每一个个别特征、系统、制品、材料、套件和/或方法。此外，如果这些特征、系统、制品、材料、套件和/或方法并非相互不一致的，那么两个或更多个这些特点、系统、制品、材料、套件和/或方法的任何组合都被包含在本发明的范围内。
在本说明书和以引用方式并入的文献包含冲突和/或不一致的披露内容的情况下，应以本说明书为准。如果以引用方式并入的两个或两个以上文献包含彼此冲突和/或不一致的披露内容，那么应以有效日期在后的文献为准。
在本文限定并使用的所有定义应被理解成凌驾于所限定术语的字典定义、通过引用而并入的文件中的定义和/或一般含义之上。
如本文在说明书中使用的，除非明确地作相反指示，否则不定冠词“一个/种(a和an)”应当理解为是指“至少一个/种”。
如本文在说明书和权利要求中使用的，短语“和/或(and/or)”应当理解为意味着要素中的“任一者或两者(either or both)”如此联合，即，多个要素在一些情况下联合地存在并且在其他情况下分离地存在。用“和/或”列出的多个要素应以相同的方式理解，即，如此联合的要素中的“一个或多个”。除了通过“和/或”语句具体指明的要素之外还可以可选地存在其他要素，而无论与具体指明的那些要素相关还是无关。因此，作为非限制性实例，当结合例如“包含(comprising)”等开放式语言使用时，在一个实施例中提及“A和/或B(A and/or B)”可以指代仅有A(可选地包括除了B之外的元件)，在另一个实施例中可以指代仅有B(可选地包括除了A之外的元件)，在又一个实施例中可以指代有A和B两者(可选地包括其他元件)等等。
如本文在说明书中和权利要求中使用的，“或”应理解为具有与上文定义的“和/或”相同的含义。例如，当在清单中划分多个项时，“或”或“和/或”应解释为包含性的，即，包含多个要素中或要素清单中的至少一个要素，但也包含一个以上的要素，并且可选地包含额外的未列出的项。只有清楚地作出相反指示的术语，例如“……中的仅一个”或“……中的确切一个”或在权利要求中使用时的“由……组成”，是指包含多个要素中或要素清单中的确切一个要素。一般来说，当之前有排他性术语、如“两者中的任一个”、“……中之一”、“……中的仅一个”、或“……中的确切一个”时，本文使用的术语“或”应仅被解释为指示排他性的替代项(例如，“一个或另一个但非两者”)。
如本文在说明书中和权利要求中使用的，提及具有一个或多个要素的清单的短语“至少一个”应理解为是指选自该要素清单中的任意一个或多个要素中的至少一个要素，但不一定包含该要素清单内具体列出的各个和所有要素中的至少一个要素，并且不排除要素清单中的要素的任何组合。这个定义还允许可以可选地存在除了短语“至少一个”所指的、在要素清单中明确指明的要素之外的要素，无论是与明确指明的那些要素相关还是不相关。因此，作为非限制性实例，“A和B中的至少一者”(或等效地“A或B中的至少一者”，或等效地“A和/或B中的至少一者”)在一个实施例中可以指代至少一个(可选地包含一个以上的)A，而B不存在(并且可选地包含除了B之外的要素)；在另一实施例中可以指代至少一个(可选地包含一个以上的)B，而A不存在(并且可选地包含除了A之外的要素)；在又一实施例中可以指代至少一个(可选地包含一个以上的)A、以及至少一个(可选地包含一个以上的)B(并且可选地包含其他要素)等等。
当在本文中关于数字使用词“约”时，应理解的是，本发明的又一实施例包括没有通过词“约”的存在而被修饰的数字。
还应理解的是，除非明确地作相反指示，否则在本文所要求保护的包括多于一个步骤或动作的任何方法中，所述方法的步骤或动作的顺序不一定局限于所述方法的步骤或动作被叙述的顺序。
在权利要求中，以及在以上说明书中，所有过渡性短语，诸如“包含”、“包括”、“带有”、“具有”、“含有”、“涉及”、“持有”、“由……构成”等应理解为开放性的，即，意味着包括但不限于。如美国专利局专利审查程序手册第2111.03节所述，只有过渡性短语“由……组成”和“基本上由……组成”应分别是封闭式或半封闭式过渡性短语。

Claims (147)

1.一种用于打印在鞋具中使用的制品的方法，包括：
接收与该制品相关联的物体信息，该制品包括在第一部分与第二部分之间具有特性梯度的梯度结构，其中，该特性选自由以下组成的组：平均硬挺度、平均肖氏A硬度、平均孔隙大小、平均密度、颜色、平均表面粗糙度、平均反射率、平均强度、平均断裂伸长率、平均拉伸弹性模量、以及平均100％模量；
使用该物体信息来标识该梯度结构；
标识一组打印机参数以打印该梯度结构；
使用这组打印机参数来生成打印指令；以及
使用所述打印指令来打印该制品。
2.如权利要求1所述的方法，其中，这组打印机设置包括选自由以下组成的组中的至少一个设置：到混合腔室的两种或更多种输入材料之比；叶轮在该混合腔室中的自旋速度；进入混合腔室中的材料顺序；用于控制到该混合腔室中的材料输入源的一个或多个阀的位置；到混合腔室中的一种或多种输入材料的组合总体积流量；喷嘴尖端相对于该基材的高度；该混合腔室和/或该基材的目标温度；所得混合材料的目标催化剂浓度；所打印材料的目标线宽度；所打印复合物的目标气相二氧化硅浓度；在离开该喷嘴的点处所打印复合物的目标粘度；以及添加剂的目标浓度。
3.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，标识一组打印机参数包括计算两个或更多个材料输入源的一组比率。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，生成打印指令包括输出机器可读代码。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，使用所述打印指令来打印该制品包括：
使用所述打印指令来控制第一流体到混合腔室中的流动；
使用所述打印指令来控制第二流体到该混合腔室中的流动；
使用所述打印指令来使叶轮在该混合腔室中自旋以将该第一流体和第二流体混合；以及
使用所述打印指令来将该混合物从该混合腔室沉积到基材上。
6.一种用于3D打印在鞋具中使用的制品的方法，包括：
3D打印在第一部分与第二部分之间具有特性梯度的制品，其中，该3D打印制品是单一整体材料，并且其中，该特性选自由以下组成的组：平均硬挺度、平均肖氏A硬度、平均肖氏D硬度、平均Asker C硬度、平均孔隙大小、平均密度、颜色、平均表面粗糙度、平均反射率、平均强度、平均断裂伸长率、平均拉伸弹性模量、100％应变时平均模量、平均不透明度、以及热活化后平均尺寸变化。
7.一种用于3D打印在鞋具中使用的制品的方法，包括：
3D打印在第一部分与第二部分之间具有特性梯度的制品，其中，该3D打印制品是单一整体材料，并且其中，该特性是机械特性。
8.一种用于3D打印在鞋具中使用的制品的方法，包括：
3D打印在第一部分与第二部分之间具有特性梯度的制品，其中，该3D打印制品是单一整体材料，并且其中，该特性是光学特性。
9.一种用于3D打印在鞋具中使用的制品的方法，包括：
3D打印在第一部分与第二部分之间具有特性梯度的制品，其中，该3D打印制品是单一整体材料，并且其中，该特性是结构特性。
10.如权利要求6所述的方法，其中，该特性是平均孔隙大小。
11.如权利要求10所述的方法，其中，该3D打印制品包括具有第一平均孔隙大小的第一部分和具有第二平均孔隙大小的第二部分，其中，该第一平均孔隙大小比该第二平均孔隙大小大了至少10％。
12.如权利要求6和10至11中任一项所述的方法，其中，该特性是平均硬挺度。
13.如权利要求12所述的方法，其中，该3D打印制品包括具有第一平均硬挺度的第一部分和具有第二平均硬挺度的第二部分，其中，该第一平均硬挺度比该第二平均硬挺度大了至少10％。
14.如权利要求6和10至13中任一项所述的方法，其中，该特性是平均硬度。
15.如权利要求14所述的方法，其中，该3D打印制品包括具有第一平均硬度的第一部分和具有第二平均硬度的第二部分，其中，该第一平均硬度比该第二平均硬度大了至少10％。
16.如权利要求6和10至15中任一项所述的方法，其中，该特性是平均肖氏A硬度。
17.如权利要求16所述的方法，其中，该3D打印制品包括具有第一平均肖氏A硬度的第一部分和具有第二平均肖氏A硬度的第二部分，其中，该第一平均肖氏A硬度比该第二平均肖氏A硬度大了至少10％。
18.如权利要求6和10至15中任一项所述的方法，其中，该特性是平均微压痕硬度。
19.如权利要求18所述的方法，其中，该3D打印制品包括具有第一平均微压痕硬度的第一部分和具有第二平均微压痕硬度的第二部分，其中，该第一平均微压痕硬度比该第二平均微压痕硬度大了至少10％。
20.如权利要求6和10至19中任一项所述的方法，其中，该特性是平均密度。
21.如权利要求20所述的方法，其中，该3D打印制品包括具有第一平均密度的第一部分和具有第二平均密度的第二部分，其中，该第一平均密度比该第二平均密度大了至少10％。
22.如权利要求6至21中任一项所述的方法，其中，该3D打印制品包括选自由以下组成的组中的材料：聚氨酯、聚脲、聚氨酯/聚脲混杂制剂、有机硅、以及环氧树脂。
23.如权利要求6至22中任一项所述的方法，其中，该第一部分位于该第二部分上方。
24.如权利要求6至23中任一项所述的方法，其中，该第一部分位于该第二部分旁边。
25.如权利要求6至24中任一项所述的方法，其中，该第一部分与该第二部分紧邻。
26.如权利要求6至25中任一项所述的方法，其中，一个或多个介入部分位于该第一部分与该第二部分之间。
27.如权利要求6至26中任一项所述的方法，其中，该第一部分被定位成比该第二部分更靠近传感器。
28.如权利要求6至27中任一项所述的方法，其中，该3D打印制品包括包含反应性官能团的所沉积材料。
29.如权利要求28所述的方法，进一步包括：使这些反应性官能团与所沉积材料所邻近的制品发生反应。
30.如权利要求29所述的方法，其中，使这些反应性官能团与所沉积材料所邻近的制品发生反应包括：增大所沉积材料与所沉积材料所邻近的制品之间的粘附强度。
31.如权利要求29至30中任一项所述的方法，其中，使这些反应性官能团发生反应包括：将所沉积材料所邻近的两个制品粘附在一起。
32.如权利要求31所述的方法，其中，这两个制品具有不同的杨氏模量值，和/或这两个制品具有不同的韧度值。
33.如权利要求6至32中任一项所述的方法，其中，该3D打印制品是以下中的一种或多种的组成部分：鞋底、鞋面、中底、大底、内底、鞋头、鞋眼饰片、鞋跟后帮、商标、鞋眼、右侧板、以及无接缝覆盖特征。
34.如权利要求6至33中任一项所述的方法，其中，该3D打印制品是以下中的一种或多种：鞋底、鞋面、中插、大底、中底、鞋头、鞋眼饰片、鞋跟后帮、包括商标的制品、鞋眼、右侧板、以及无接缝覆盖特征。
35.如权利要求6至34中任一项所述的方法，其中，该3D打印制品包括泡沫。
36.如权利要求35所述的方法，其中，该泡沫包括闭孔泡沫。
37.如权利要求35或36中任一项所述的方法，其中，该泡沫包括开孔泡沫。
38.如权利要求35至37中任一项所述的方法，其中，该第一部分位于该第二部分上方，并且其中，该第一部分具有低于该第二部分的平均密度。
39.如权利要求38所述的方法，其中，该第一部分包括和/或邻近于该3D打印制品的上表面。
40.如权利要求38至39中任一项所述的方法，其中，该第二部分被大致定位在3D打印制品的中心。
41.如权利要求38至40中任一项所述的方法，其中，该3D打印制品是泡沫。
42.如权利要求6至41中任一项所述的方法，其中，该制品包括弹性体。
43.如权利要求6至42中任一项所述的方法，其中，该梯度存在于大于或等于2mm的距离上。
44.如权利要求6至43中任一项所述的方法，其中，该特性沿着将该第一部分和第二部分相连的路径以每mm大于或等于该第一部分中该特性的平均值的0.5％的比率变化。
45.如权利要求6至44中任一项所述的方法，其中，该3D打印制品包括以下路径，该3D打印制品沿着该路径没有该特性在其上发生阶跃变化的界面，并且其中，该路径的长度大于或等于5mm。
46.如权利要求45所述的方法，其中，该路径是打印头在3D打印期间行进的路径。
47.如权利要求45至46中任一项所述的方法，其中，该路径是线段。
48.如权利要求6至47中任一项所述的方法，其中，该3D打印制品没有该特性在其上发生阶跃变化的界面。
49.如权利要求6至48中任一项所述的方法，其中，该特性在整个打印制品中平滑地变化。
50.如权利要求6至49中任一项所述的方法，包括将喷嘴相对于模具平移以将材料沉积到该模具中。
51.如权利要求6至50中任一项所述的方法，其中，3D打印该制品包括将材料从打印头沉积到基材上。
52.如权利要求51所述的方法，其中，该打印头被配置成围绕至少一条轴线旋转。
53.如权利要求51至52中任一项所述的方法，其中，该打印头被配置成围绕至少两条轴线旋转。
54.如权利要求51至53中任一项所述的方法，其中，该打印头被配置成围绕至少三条轴线旋转。
55.如权利要求51至54中任一项所述的方法，其中，该打印头被配置成沿着至少一条轴线平移。
56.如权利要求51至55中任一项所述的方法，其中，该打印头被配置成沿着至少两条轴线平移。
57.如权利要求51至56中任一项所述的方法，其中，该打印头被配置成沿着至少三条轴线平移。
58.如权利要求51至57中任一项所述的方法，其中，该基材被配置成围绕至少一条轴线旋转。
59.如权利要求51至58中任一项所述的方法，其中，该基材被配置成围绕至少两条轴线旋转。
60.如权利要求51至59中任一项所述的方法，其中，该基材被配置成围绕至少三条轴线旋转。
61.如权利要求51至60中任一项所述的方法，其中，该基材被配置成围绕至少六条轴线旋转。
62.如权利要求51至61中任一项所述的方法，其中，该基材被配置成沿着至少一条轴线平移。
63.如权利要求51至62中任一项所述的方法，其中，该基材被配置成沿着至少两条轴线平移。
64.如权利要求51至63中任一项所述的方法，其中，该基材被配置成沿着至少三条轴线平移。
65.如权利要求51至64中任一项所述的方法，其中，该打印头被配置成竖直地以及沿第一水平方向平移，并且其中，该基材被配置成沿垂直于该第一水平方向的第二水平方向平移且围绕两条不同的轴线旋转。
66.如权利要求51至65中任一项所述的方法，其中，该打印头被配置成沿三个垂直的方向平移，并且其中，该基材被配置成围绕两条不同的轴线旋转。
67.如权利要求51至66中任一项所述的方法，其中，该打印头被配置成是静止的，并且其中，该基材被配置成沿三个垂直的方向平移并且围绕两条不同的轴线旋转。
68.如权利要求51至67中任一项所述的方法，其中，该打印头被配置成围绕三条不同的旋转轴线且沿着三条不同的平移轴线平移，并且其中，该基材被配置成是静止的。
69.如权利要求6至68中任一项所述的方法，进一步包括注射模制步骤或压缩模制步骤。
70.如权利要求2至4中任一项所述的方法，其中，一个或多个输入源包括被配置用于响应于刺激而聚合的单组分树脂。
71.如权利要求70所述的方法，其中，该单组分树脂包括具有封端异氰酸酯的多元醇。
72.如权利要求70至71中任一项所述的方法，其中，该单组分树脂包括具有硅烷端基的聚氨酯。
73.如权利要求70至72中任一项所述的方法，其中，该刺激是暴露于热量。
74.如权利要求70至73中任一项所述的方法，其中，该刺激是暴露于水分。
75.如权利要求70至74中任一项所述的方法，其中，该刺激是暴露于光。
76.一种用于鞋具中的3D打印制品，包括：
在第一部分与第二部分之间具有特性梯度的3D打印制品，其中，该3D打印制品是单一整体材料，并且其中，该特性选自由以下组成的组：平均硬挺度、平均肖氏A硬度、平均肖氏D硬度、平均Asker C硬度、平均孔隙大小、平均密度、颜色、平均表面粗糙度、平均反射率、平均强度、平均断裂伸长率、平均拉伸弹性模量、以及100％应变时平均模量。
77.一种用于鞋具中的3D打印制品，包括：
在第一部分与第二部分之间具有特性梯度的3D打印制品，其中，该3D打印制品是单一整体材料，并且其中，该特性是机械特性。
78.一种用于鞋具中的3D打印制品，包括：
在第一部分与第二部分之间具有特性梯度的3D打印制品，其中，该3D打印制品是单一整体材料，并且其中，该特性是光学特性。
79.一种用于鞋具中的3D打印制品，包括：
在第一部分与第二部分之间具有特性梯度的3D打印制品，其中，该3D打印制品是单一整体材料，并且其中，该特性是结构特性。
80.如权利要求76所述的用于鞋具中的3D打印制品，其中，该特性是平均孔隙大小。
81.如权利要求80所述的用于鞋具中的3D打印制品，其中，该3D打印制品包括具有第一平均孔隙大小的第一部分和具有第二平均孔隙大小的第二部分，其中，该第一平均孔隙大小比该第二平均孔隙大小大了至少10％。
82.如权利要求76和80至81中任一项所述的用于鞋具中的3D打印制品，其中，该特性是平均硬挺度。
83.如权利要求82所述的用于鞋具中的3D打印制品，其中，该3D打印制品包括具有第一平均硬挺度的第一部分和具有第二平均硬挺度的第二部分，其中，该第一平均硬挺度比该第二平均硬挺度大了至少10％。
84.如权利要求76和80至83中任一项所述的方法，其中，该特性是平均硬度。
85.如权利要求84所述的方法，其中，该3D打印制品包括具有第一平均硬度的第一部分和具有第二平均硬度的第二部分，其中，该第一平均硬度比该第二平均硬度大了至少10％。
86.如权利要求76和80至85中任一项所述的用于鞋具中的3D打印制品，其中，该特性是平均肖氏A硬度。
87.如权利要求86所述的用于鞋具中的3D打印制品，其中，该3D打印制品包括具有第一平均肖氏A硬度的第一部分和具有第二平均肖氏A硬度的第二部分，其中，该第一平均肖氏A硬度比该第二平均肖氏A硬度大了至少10％。
88.如权利要求76和80至87中任一项所述的用于鞋具中的3D打印制品，其中，该特性是平均微压痕硬度。
89.如权利要求88所述的用于鞋具中的3D打印制品，其中，该3D打印制品包括具有第一平均微压痕硬度的第一部分和具有第二平均微压痕硬度的第二部分，其中，该第一平均微压痕硬度比该第二平均微压痕硬度大了至少10％。
90.如权利要求76和80至89中任一项所述的用于鞋具中的3D打印制品，其中，该特性是平均密度。
91.如权利要求90所述的用于鞋具中的3D打印制品，其中，该3D打印制品包括具有第一平均密度的第一部分和具有第二平均密度的第二部分，其中，该第一平均密度比该第二平均密度大了至少10％。
92.如权利要求76和80至91中任一项所述的用于鞋具中的3D打印制品，其中，该3D打印制品包括选自由以下组成的组中的材料：聚氨酯、聚氨酯/聚脲混杂制剂、有机硅、以及环氧树脂。
93.如权利要求76至92中任一项所述的用于鞋具中的3D打印制品，其中，该第一部分位于该第二部分上方。
94.如权利要求76至93中任一项所述的用于鞋具中的3D打印制品，其中，该第一部分位于该第二部分旁边。
95.如权利要求76至94中任一项所述的用于鞋具中的3D打印制品，其中，该第一部分与该第二部分紧邻。
96.如权利要求76至95中任一项所述的用于鞋具中的3D打印制品，其中，一个或多个介入部分位于该第一部分与该第二部分之间。
97.如权利要求76至96中任一项所述的用于鞋具中的3D打印制品，其中，该第一部分被定位成比该第二部分更靠近传感器。
98.如权利要求76至97中任一项所述的用于鞋具中的3D打印制品，其中，该3D打印制品是以下中的一种或多种的组成部分：鞋底、鞋面、中插、大底、中底、鞋头、鞋眼饰片、鞋跟后帮、商标、鞋眼、右侧板、以及无接缝覆盖特征。
99.如权利要求76至98中任一项所述的用于鞋具中的3D打印制品，其中，该3D打印制品是以下中的一种或多种：鞋底、鞋面、中插、大底、中底、鞋头、鞋眼饰片、鞋跟后帮、商标、鞋眼、右侧板、以及无接缝覆盖特征。
100.一种鞋具制品，包括如权利要求76至99中任一项所述的3D打印制品。
101.如权利要求100所述的制品，其中，该制品是鞋子。
102.如权利要求100所述的制品，其中，该制品是运动鞋。
103.如权利要求76至102中任一项所述的用于鞋具中的3D打印制品，进一步包括嵌入该3D打印制品内的传感器。
104.如权利要求76至103中任一项所述的用于鞋具中的3D打印制品，其中，该3D打印制品包括泡沫。
105.如权利要求104所述的3D打印制品，其中，该泡沫包括闭孔泡沫。
106.如权利要求104或105中任一项所述的3D打印制品，其中，该泡沫包括开孔泡沫。
107.如权利要求104至106中任一项所述的3D打印制品，其中，该第一部分位于该第二部分上方，并且其中，该第一部分具有低于该第二部分的平均密度。
108.如权利要求107所述的3D打印制品，其中，该第一部分包括和/或邻近于该3D打印制品的上表面。
109.如权利要求107至108中任一项所述的3D打印制品，其中，该第二部分被大致定位在3D打印制品的中心。
110.如权利要求107至109中任一项所述的3D打印制品，其中，该3D打印制品是泡沫。
111.如权利要求76至110中任一项所述的3D打印制品，其中，该3D打印制品包括弹性体。
112.如权利要求76至111中任一项所述的3D打印制品，其中，该梯度存在于大于或等于2mm的距离上。
113.如权利要求76至112中任一项所述的3D打印制品，其中，该3D打印制品包括以下路径，该3D打印制品沿着该路径没有该特性在其上发生阶跃变化的界面，并且其中，该路径的长度为至少5mm。
114.如权利要求113所述的3D打印制品，其中，该路径是打印头在3D打印期间行进的路径。
115.如权利要求113至114中任一项所述的3D打印制品，其中，该路径是线段。
116.如权利要求76至115中任一项所述的3D打印制品，其中，该3D打印制品没有该特性在其上发生阶跃变化的界面。
117.如权利要求76至116中任一项所述的3D打印制品，其中，该特性在整个打印制品中平滑地变化。
118.一种用于鞋具中的3D打印制品，包括多个压力传感器。
119.如权利要求118所述的用于鞋具中的3D打印制品，其中，该多个传感器包括以下中的一种或多种：速度传感器、加速度传感器、位置传感器、力传感器、以及应变传感器。
120.如权利要求118或119中任一项所述的用于鞋具中的3D打印制品，其中，该多个传感器包括能够感测随时间而变的特性的传感器。
121.如权利要求118至120中任一项所述的用于鞋具中的3D打印制品，其中，该多个传感器包括能够感测随在该3D打印制品内的位置而变的特性的传感器。
122.一种用于设计在鞋具中使用的个性化3D打印制品的方法，包括：
获取将对分布在第一3D打印制品内的多个压力传感器施加的压力进行编码的信息；以及
基于该信息来打印具有特性梯度的第二3D打印制品，其中，该特性选自由以下组成的组：平均硬挺度、平均肖氏A硬度、平均孔隙大小、以及平均密度。
123.如权利要求122所述的方法，其中，该多个传感器包括以下中的一种或多种：速度传感器、加速度传感器、位置传感器、力传感器、以及应变传感器。
124.如权利要求122或123中任一项所述的方法，其中，该多个传感器包括能够感测随时间而变的特性的传感器。
125.如权利要求122至124中任一项所述的方法，其中，该多个传感器包括能够感测随在该第一3D打印制品内的位置而变的特性的传感器。
126.如权利要求122至125中任一项所述的方法，其中，该多个传感器包括进一步包括基于该特性随时间的变化来给出建议。
127.如权利要求122至126中任一项所述的方法，其中，该特性是平均孔隙大小。
128.如权利要求122至127中任一项所述的方法，其中，该特性是平均硬挺度。
129.如权利要求122至128中任一项所述的方法，其中，该特性是平均肖氏A硬度。
130.如权利要求122至129中任一项所述的方法，其中，该特性是平均密度。
131.如前述任一项权利要求所述的方法或3D打印制品，其中，层通过喷墨工艺被沉积到该3D打印制品的表面上。
132.如前述任一项权利要求所述的方法或3D打印制品，其中，通过该喷墨工艺沉积的该层增大了该3D打印制品的表面粗糙度。
133.如前述任一项权利要求所述的方法或3D打印制品，其中，通过该喷墨工艺沉积的该层使该3D打印制品具有减小的反射率。
134.如前述任一项权利要求所述的方法或3D打印制品，其中，通过该喷墨工艺沉积的该层增大了该3D打印制品上的表面精整层的厚度。
135.如前述任一项权利要求所述的方法或3D打印制品，其中，通过该喷墨工艺沉积的该层在该3D打印制品的表面上形成3D结构。
136.如前述任一项权利要求所述的方法或3D打印制品，其中，通过该喷墨工艺沉积的该层覆盖该3D打印制品的一个或多个部分。
137.如前述任一项权利要求所述的方法或3D打印制品，其中，通过该喷墨工艺沉积的该层是半透明的。
138.如前述任一项权利要求所述的方法或3D打印制品，其中，该3D打印制品是通过包括将两种或更多种组分混合在一起的工艺形成的。
139.如前述任一项权利要求所述的方法或3D打印制品，进一步包括将两种或更多种组分混合在一起。
140.如前述任一项权利要求所述的方法或3D打印制品，其中，该两种或更多种组分通过叶轮混合在一起。
141.如前述任一项权利要求所述的方法或3D打印制品，其中，该3D打印制品包括聚氨酯。
142.如前述任一项权利要求所述的方法或3D打印制品，其中，该3D打印制品布置在纺织物上。
143.如前述任一项权利要求所述的方法或3D打印制品，其中，该纺织物是鞋具鞋面的组成部分。
144.如前述任一项权利要求所述的方法或3D打印制品，其中，该纺织物是运动服制品。
145.如前述任一项权利要求所述的方法或3D打印制品，其中，该纺织物是体育用品制品。
146.如前述任一项权利要求所述的方法或3D打印制品，其中，该纺织物是衬衫。
147.如前述任一项权利要求所述的方法或3D打印制品，其中，该纺织物是包。
CN201880027271.2A 2017-02-27 2018-02-27 用于3d打印具有特性梯度的鞋具制品的系统和方法 Pending CN111132841A (zh)

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PCT/US2018/019993 WO2018157146A1 (en) 2017-02-27 2018-02-27 Systems and methods of 3d printing articles of footwear with property gradients

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111132841A true CN111132841A (zh) 2020-05-08

Family

ID=63253022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880027271.2A Pending CN111132841A (zh) 2017-02-27 2018-02-27 用于3d打印具有特性梯度的鞋具制品的系统和方法

Country Status (4)

Country Link
US (4) US20190039311A1 (zh)
EP (1) EP3585612A4 (zh)
CN (1) CN111132841A (zh)
WO (1) WO2018157146A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114901099A (zh) * 2019-12-26 2022-08-12 加拿大露露柠檬运动用品有限公司 包括拉伸区域的鞋面

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10852069B2 (en) 2010-05-04 2020-12-01 Fractal Heatsink Technologies, LLC System and method for maintaining efficiency of a fractal heat sink
US9925440B2 (en) 2014-05-13 2018-03-27 Bauer Hockey, Llc Sporting goods including microlattice structures
EP3585620B1 (en) 2017-02-27 2024-05-15 Kornit Digital Technologies Ltd. 3d printing devices including mixing nozzles
US11857023B2 (en) 2017-02-27 2024-01-02 Kornit Digital Technologies Ltd. Digital molding and associated articles and methods
US20190039311A1 (en) 2017-02-27 2019-02-07 Voxel8, Inc. Systems and methods for 3d printing articles of footwear with property gradients
US11470908B2 (en) 2017-02-27 2022-10-18 Kornit Digital Technologies Ltd. Articles of footwear and apparel having a three-dimensionally printed feature
US11701813B2 (en) 2017-02-27 2023-07-18 Kornit Digital Technologies Ltd. Methods for three-dimensionally printing and associated multi-input print heads and systems
US11904614B2 (en) 2017-02-27 2024-02-20 Kornit Digital Technologies Ltd. Multi-input print heads for three-dimensionally printing and associated systems and methods
US10974447B2 (en) 2017-06-01 2021-04-13 Nike, Inc. Methods of manufacturing articles utilizing foam particles
EP3697593A4 (en) 2017-10-16 2021-07-07 Voxel8, Inc. 3D PRINTING USING REACTIVE PRECURSORS
US11331854B2 (en) * 2018-03-26 2022-05-17 Arevo, Inc. System and method for dispensing composite filaments for additive manufacturing
TWI822854B (zh) * 2018-09-11 2023-11-21 德商巴地斯顏料化工廠 用於光學數據通訊之包含發光收集器之接收器
WO2020118267A1 (en) * 2018-12-06 2020-06-11 Jabil Inc. Apparatus, system and method of additive manufacturing to impart specified characteristics to the print material and the printed output
CN115644556A (zh) 2018-12-06 2023-01-31 耐克创新有限合伙公司 利用泡沫颗粒的缓冲元件
EP3708321A1 (de) * 2019-03-15 2020-09-16 Sika Technology Ag Verfahren zum applizieren eines baustoffes
WO2020232550A1 (en) 2019-05-21 2020-11-26 Bauer Hockey Ltd. Helmets comprising additively-manufactured components
US11713395B2 (en) * 2019-06-13 2023-08-01 Luxcreo (Beijing) Inc. Resin materials for making three-dimensional objects and methods of using the same
EP4013297A4 (en) 2019-08-16 2023-12-13 Poltorak Technologies, LLC DEVICE AND METHOD FOR MEDICAL DIAGNOSTICS
JP7500951B2 (ja) * 2019-10-30 2024-06-18 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 造形物製造用のインク、三次元造形物の製造方法、及び三次元造形装置
CN114945458A (zh) * 2019-11-19 2022-08-26 耐克创新有限合伙公司 制造具有泡沫颗粒的物品的方法
CN113211784B (zh) * 2020-02-05 2022-02-18 中国科学院福建物质结构研究所 一种具有高隔音性能的制件及其基于3d打印的制备方法
DE102020119258A1 (de) * 2020-07-21 2022-01-27 Universität Stuttgart Verfahren zum herstellen eines bauteils mittels additiver fertigung und spanender nachbearbeitung
KR20240011654A (ko) * 2020-08-06 2024-01-26 멜드 매뉴팩쳐링 코포레이션 크고 복잡한 부품의 프린팅을 가능하게 하는 고체-상태 적층 제조 시스템을 위한 부속 장치
WO2022047020A1 (en) * 2020-08-26 2022-03-03 Kornit Digital Technologies Ltd. Articles of footwear and apparel having a three-dimensionally printed feature
WO2022047025A1 (en) * 2020-08-26 2022-03-03 Kornit Digital Technologies Ltd. Methods for three-dimensionally printing and associated multi-input print heads and systems
CH717906A2 (de) * 2020-09-30 2022-03-31 On Clouds Gmbh C/O On Ag Verfahren zur Herstellung eines Textilmaterials.
CN112926514A (zh) * 2021-03-26 2021-06-08 哈尔滨工业大学（威海） 一种多目标检测及跟踪方法、系统、存储介质及应用
WO2022231569A1 (en) * 2021-04-26 2022-11-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Seals
EP4401948A4 (en) * 2021-09-13 2024-12-25 Triex, LLC SYSTEM FOR ADDITIVE MANUFACTURING WITH FLOW CONTROL AND DEVICE FOR ADDITIVE INJECTION
US20230210213A1 (en) * 2021-12-30 2023-07-06 Under Armour, Inc. Article of footwear including multi-layered sole structure
CN114858046B (zh) * 2022-05-08 2023-07-07 四川大学 一种提高聚合物基柔性应变传感器灵敏度的方法
WO2023244270A1 (en) * 2022-06-17 2023-12-21 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Products built using gas generating agents
US20240278489A1 (en) * 2023-02-16 2024-08-22 Puma SE Systems and methods for manufacturing a foam component
US12496768B2 (en) * 2023-10-31 2025-12-16 Airbus Operations Gmbh Elastic additive manufactured parts having embedded woven layer for improved wear resistance, durability and electrical conductivity
US12023872B1 (en) * 2023-11-08 2024-07-02 Namhee KIM Personalized insole production system and methods

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103371564A (zh) * 2012-04-13 2013-10-30 阿迪达斯股份公司 运动鞋的鞋底
US20140020192A1 (en) * 2012-07-19 2014-01-23 Nike, Inc. Footwear Assembly Method With 3D Printing
GB2508204A (en) * 2012-11-23 2014-05-28 Kent Community Health Trust Othosis produced by three dimensional printing
US8758263B1 (en) * 2009-10-31 2014-06-24 Voxel Rad, Ltd. Systems and methods for frameless image-guided biopsy and therapeutic intervention
CN104191616A (zh) * 2014-08-29 2014-12-10 马驰 一种喷墨3d打印设备及打印方法
CN104428126A (zh) * 2012-07-19 2015-03-18 耐克创新有限合伙公司 向织物的直接打印
CN105073363A (zh) * 2013-02-12 2015-11-18 耐克创新有限合伙公司 用于低密度产品的原位生成蒸汽的珠泡沫压塑方法
US20150336298A1 (en) * 2007-09-13 2015-11-26 Nike, Inc. Method and apparatus for manufacturing components used for the manufacture of articles
CN105142450A (zh) * 2012-12-19 2015-12-09 新平衡运动鞋公司 定制鞋类以及用于设计且制造其的方法
US20160021969A1 (en) * 2014-07-25 2016-01-28 Vorbeck Materials Corp Performance outdoor footwear
WO2016125170A1 (en) * 2015-02-05 2016-08-11 Stratasys Ltd. Digitally-controlled three-dimensional printing of polymerizable materials
US20160235158A1 (en) * 2015-02-18 2016-08-18 Clemson University Variable Hardness Orthotic
EP3061545A1 (en) * 2010-11-29 2016-08-31 Halliburton Energy Services, Inc. 3d-printed bodies for molding downhole equipment
US20160374431A1 (en) * 2012-07-18 2016-12-29 Adam P. Tow Systems and Methods for Manufacturing of Multi-Property Anatomically Customized Devices
CN106331236A (zh) * 2016-09-18 2017-01-11 东莞劲胜精密组件股份有限公司 一种钛合金塑料复合材料手机框架及其制作方法
US20170050374A1 (en) * 2015-08-21 2017-02-23 Voxel8, Inc. 3d printer calibration and control
CN110431000A (zh) * 2017-02-03 2019-11-08 耐克创新有限合伙公司 使用区域性垫料形成的纤维结合工程化材料

Family Cites Families (72)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3053454A (en) 1959-04-13 1962-09-11 Buensod Stacey Corp Fluid mixer and flow regulator
US3982663A (en) 1975-02-07 1976-09-28 The Gates Rubber Company Method and apparatus for metering thixotropic battery paste
US4078576A (en) 1976-09-17 1978-03-14 American Air Filter Company, Inc. Gas mixer
US4708292A (en) 1985-06-05 1987-11-24 Olin Corporation Foam dispensing gun with improved mixing chamber
US5385953A (en) 1991-10-02 1995-01-31 Urethane Technologies, Inc. Microcellular polyurethane composite
US5335992A (en) 1993-03-15 1994-08-09 Holl Richard A Methods and apparatus for the mixing and dispersion of flowable materials
US5820354A (en) 1996-11-08 1998-10-13 Robbins & Myers, Inc. Cascaded progressing cavity pump system
US5979787A (en) 1997-12-13 1999-11-09 Usbi Co. Apparatus and method for convergently applying polymer foam to substrate
US7300619B2 (en) * 2000-03-13 2007-11-27 Objet Geometries Ltd. Compositions and methods for use in three dimensional model printing
GB0127252D0 (en) 2001-11-13 2002-01-02 Vantico Ag Production of composite articles composed of thin layers
US20040126254A1 (en) 2002-10-31 2004-07-01 Chen Ching Jen Surface micromachined mechanical micropumps and fluid shear mixing, lysing, and separation microsystems
DE20320091U1 (de) 2003-12-23 2005-05-12 Puma Aktiengesellschaft Rudolf Dassler Sport Schuh
US8333330B2 (en) 2004-09-17 2012-12-18 Active Power, Inc. Systems and methods for controlling temperature and pressure of fluids
DE602005026430D1 (de) 2004-11-04 2011-03-31 Showa Denko Kk Isocyanatverbindung enthaltend eine ethylenisch ungesättigte gruppe und verfahren zu deren herstellung, sowie reaktives monomer, reaktives (meth)acrylatpolymer und anwendung davon
US8308681B2 (en) 2005-02-09 2012-11-13 Children's Medical Center Corporation Device for mixing and delivering fluids for tissue repair
US20080026190A1 (en) 2006-07-28 2008-01-31 General Electric Company Durable membranes and methods for improving membrane durability
FR2939141B1 (fr) 2008-12-03 2012-12-14 Michelin Soc Tech Objet pneumatique pourvu d'une couche etanche aux gaz a base d'un elastomere thermoplastique et de microspheres thermoplastiques expansees
US20100140852A1 (en) 2008-12-04 2010-06-10 Objet Geometries Ltd. Preparation of building material for solid freeform fabrication
CN102348394A (zh) * 2009-03-09 2012-02-08 爱鞋仕环球有限公司 用于压力分布的鞋底嵌入物
EP2311563A1 (en) 2009-08-07 2011-04-20 F. Hoffmann-La Roche AG Processing units and methods for the processing of liquid samples
AU2012214157A1 (en) 2011-02-11 2013-08-29 Code Footwear, Llc Reconfigurable apparel manufacture and business processes
US20120260527A1 (en) 2011-04-15 2012-10-18 Ls Networks Corporated Limited shoe having triple-hardness midsole, outsole, and upper with support for preventing an overpronation
US9421565B2 (en) 2011-07-21 2016-08-23 Rhino Linings Corporation Systems and methods for processing and dispensing filled multi-component materials
DE102011086742B4 (de) 2011-11-21 2019-12-19 Adidas Ag Schuh und Verfahren zur Herstellung zumindest eines Teilbereichs eines Schafts eines Schuhs
US9694389B2 (en) 2012-07-24 2017-07-04 Integrated Deposition Solutions, Inc. Methods for producing coaxial structures using a microfluidic jet
US11612209B2 (en) * 2012-12-19 2023-03-28 New Balance Athletics, Inc. Footwear with traction elements
US10279581B2 (en) * 2012-12-19 2019-05-07 New Balance Athletics, Inc. Footwear with traction elements
CN103909655A (zh) 2013-01-06 2014-07-09 北京国视国电科技有限公司 3d快速成型立体三维打印装置和工艺
CN107187022B (zh) 2013-03-22 2020-08-11 格雷戈里·托马斯·马克 三维打印
US10119108B2 (en) 2013-08-01 2018-11-06 Sartorius Stedim Biotech Gmbh Manufacturing within a single-use container
DK3071943T3 (en) 2013-11-21 2021-09-06 Schlumberger Technology Bv Method and apparatus for characterizing clathrate hydrate formation conditions employing a microfluidic device
US9375051B2 (en) 2014-01-22 2016-06-28 Nike, Inc. Article with coloring layer and control surface layer
CN105313332B (zh) 2014-06-09 2020-05-05 联合工艺公司 由两部分组成的热固性树脂增材制造系统
CN114734628A (zh) 2014-06-23 2022-07-12 卡本有限公司 由具有多重硬化机制的材料制备三维物体的方法
CA2992827C (en) 2014-07-28 2023-04-04 Beyon 3D Ltd Method and system for fabrication of custom-made molds and concrete-architectural components
US10226103B2 (en) 2015-01-05 2019-03-12 Markforged, Inc. Footwear fabrication by composite filament 3D printing
JP6463508B2 (ja) 2015-01-16 2019-02-06 ココテッラ カンパニーＣｏｃｏＴｅｒｒａ Ｃｏｍｐａｎｙ チョコレート加工システム及び方法
US9474331B2 (en) 2015-02-03 2016-10-25 Nike, Inc. Method of making an article of footwear having printed structures
WO2016164562A1 (en) 2015-04-07 2016-10-13 President And Fellows Of Harvard College Microfluidic active mixing nozzle for three-dimensional printing of viscoelastic inks
WO2016170030A1 (de) 2015-04-21 2016-10-27 Covestro Deutschland Ag Verfahren zur herstellung von 3d objekten
CN104786506A (zh) 2015-05-11 2015-07-22 北京化工大学 一种可制备软硬复合聚氨酯制品三维成型设备
DE102015208763A1 (de) 2015-05-12 2016-11-17 Adidas Ag Anpassbares Schuhoberteil und anpassbare Sohle
CN104875389B (zh) 2015-05-19 2017-05-17 珠海天威飞马打印耗材有限公司 三维打印机和打印方法、三维打印头
WO2016191329A1 (en) 2015-05-22 2016-12-01 Georgia-Pacific Chemicals Llc Apparatus and methods for multicomponent thermoset resin systems in additive manufacturing
WO2016209872A1 (en) 2015-06-23 2016-12-29 Sabic Global Technologies B.V. Process for additive manufacturing
DE102015212099B4 (de) * 2015-06-29 2022-01-27 Adidas Ag Sohlen für Sportschuhe
DE112016005007B4 (de) 2015-10-30 2023-05-04 Stratasys, Inc. Viskositätspumpe mit einfüll- und fliessregelung und verfahren dafür
CN205058637U (zh) 2015-10-30 2016-03-02 兰红波 一种单喷头多材料多尺度3d打印装置
CN205741716U (zh) 2015-11-13 2016-11-30 创方拓展有限公司 功能织物及由其制成的服装
US20170164899A1 (en) * 2015-12-14 2017-06-15 Erika Yang Devices embedded smart shoes
DE102015016464B4 (de) 2015-12-21 2024-04-25 Voxeljet Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von 3D-Formteilen
CN113146464A (zh) 2016-01-19 2021-07-23 应用材料公司 多孔化学机械抛光垫
WO2017136405A1 (en) 2016-02-02 2017-08-10 Hanger, Inc. Digital to definitive orthotic and prosthetic device manufacturing system and method
TWI629012B (zh) * 2016-02-24 2018-07-11 國立清華大學 智慧鞋墊
US20170251713A1 (en) 2016-03-07 2017-09-07 Telamens, Inc. 3d printer and method for printing an object using a curable liquid
EP3429406B1 (en) * 2016-03-15 2025-06-25 NIKE Innovate C.V. Capacitive foot presence sensing for footwear
WO2017192409A2 (en) * 2016-05-04 2017-11-09 Allen Selner Instrumented orthotic
CN109563213B (zh) 2016-06-24 2022-05-27 埃万特公司 用于3d打印的coc聚合物配混物
US10254499B1 (en) 2016-08-05 2019-04-09 Southern Methodist University Additive manufacturing of active devices using dielectric, conductive and magnetic materials
GB201621769D0 (en) 2016-12-20 2017-02-01 Staffordshire Univ Deformable support structure
US20190039310A1 (en) * 2017-02-27 2019-02-07 Voxel8, Inc. 3d printing methods using mixing nozzles
US20190039311A1 (en) * 2017-02-27 2019-02-07 Voxel8, Inc. Systems and methods for 3d printing articles of footwear with property gradients
US11701813B2 (en) 2017-02-27 2023-07-18 Kornit Digital Technologies Ltd. Methods for three-dimensionally printing and associated multi-input print heads and systems
US11857023B2 (en) 2017-02-27 2024-01-02 Kornit Digital Technologies Ltd. Digital molding and associated articles and methods
US11904614B2 (en) 2017-02-27 2024-02-20 Kornit Digital Technologies Ltd. Multi-input print heads for three-dimensionally printing and associated systems and methods
EP3585620B1 (en) * 2017-02-27 2024-05-15 Kornit Digital Technologies Ltd. 3d printing devices including mixing nozzles
US11470908B2 (en) 2017-02-27 2022-10-18 Kornit Digital Technologies Ltd. Articles of footwear and apparel having a three-dimensionally printed feature
US11446889B2 (en) * 2018-01-12 2022-09-20 Kornit Digital Technologies Ltd. 3D printed cage structures for apparel
US20190246741A1 (en) * 2018-01-12 2019-08-15 Voxei8, Inc. 3d printed cage structures for footwear
CN115644556A (zh) 2018-12-06 2023-01-31 耐克创新有限合伙公司 利用泡沫颗粒的缓冲元件
US11805843B2 (en) 2020-03-06 2023-11-07 Alexander Louis Gross Midsole of a shoe
WO2022047020A1 (en) 2020-08-26 2022-03-03 Kornit Digital Technologies Ltd. Articles of footwear and apparel having a three-dimensionally printed feature

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150336298A1 (en) * 2007-09-13 2015-11-26 Nike, Inc. Method and apparatus for manufacturing components used for the manufacture of articles
US8758263B1 (en) * 2009-10-31 2014-06-24 Voxel Rad, Ltd. Systems and methods for frameless image-guided biopsy and therapeutic intervention
EP3061545A1 (en) * 2010-11-29 2016-08-31 Halliburton Energy Services, Inc. 3d-printed bodies for molding downhole equipment
CN103371564A (zh) * 2012-04-13 2013-10-30 阿迪达斯股份公司 运动鞋的鞋底
US20160374431A1 (en) * 2012-07-18 2016-12-29 Adam P. Tow Systems and Methods for Manufacturing of Multi-Property Anatomically Customized Devices
US20140020192A1 (en) * 2012-07-19 2014-01-23 Nike, Inc. Footwear Assembly Method With 3D Printing
CN104428126A (zh) * 2012-07-19 2015-03-18 耐克创新有限合伙公司 向织物的直接打印
GB2508204A (en) * 2012-11-23 2014-05-28 Kent Community Health Trust Othosis produced by three dimensional printing
CN105142450A (zh) * 2012-12-19 2015-12-09 新平衡运动鞋公司 定制鞋类以及用于设计且制造其的方法
CN105073363A (zh) * 2013-02-12 2015-11-18 耐克创新有限合伙公司 用于低密度产品的原位生成蒸汽的珠泡沫压塑方法
US20160021969A1 (en) * 2014-07-25 2016-01-28 Vorbeck Materials Corp Performance outdoor footwear
CN104191616A (zh) * 2014-08-29 2014-12-10 马驰 一种喷墨3d打印设备及打印方法
WO2016125170A1 (en) * 2015-02-05 2016-08-11 Stratasys Ltd. Digitally-controlled three-dimensional printing of polymerizable materials
US20160235158A1 (en) * 2015-02-18 2016-08-18 Clemson University Variable Hardness Orthotic
US20170050374A1 (en) * 2015-08-21 2017-02-23 Voxel8, Inc. 3d printer calibration and control
CN106331236A (zh) * 2016-09-18 2017-01-11 东莞劲胜精密组件股份有限公司 一种钛合金塑料复合材料手机框架及其制作方法
CN110431000A (zh) * 2017-02-03 2019-11-08 耐克创新有限合伙公司 使用区域性垫料形成的纤维结合工程化材料

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
曹茂盛等: "《材料现代设计理论与方法》", 30 April 2002, 哈尔滨工业大学出版社 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114901099A (zh) * 2019-12-26 2022-08-12 加拿大露露柠檬运动用品有限公司 包括拉伸区域的鞋面
US11812820B2 (en) 2019-12-26 2023-11-14 Lululemon Athletica Canada Inc. Footwear upper comprising stretch zones
US12295456B2 (en) 2019-12-26 2025-05-13 Lululemon Athletica Canada Inc. Footwear upper comprising stretch zones

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