带衬垫服装及其生产方法与流程

本发明涉及一种衬垫及其相应的生产方法。依据本发明的衬垫可以优选地（但不限于）用于制造保护元件以及运动服装，如自行车车手用的坐垫、手套、头盔、鞋垫等。

背景技术：

1、众所周知地，在运动领域中常用一个或者多个衬垫组成的保护元件来提高运动员的舒适度和安全性。

2、例如，在骑车或者骑马时，公知地使用包含一个或者多个衬垫的短裤，这些衬垫位于两腿之间胯部的位置，用于保护在体育活动期间与鞍座接触的身体区域，因此受到持续的摩擦和压应力。这些短裤或者它们包含衬垫的部分，行话中就被称为“坐垫”或者“衬垫”。

3、手套也是已知常用于自行车或者摩托车骑行中的，其包括了至少一个衬垫，与手掌相对应且与车把手接触，能够大大提高运动活动期间的舒适度并降低出问题的风险，如上述的，用于手掌处与车把手摩擦。

4、这些衬垫通常由聚氨酯泡沫制成，例如通过重叠和粘合两层或者多层具有不同密度和/或不同厚度的泡沫。

5、这些衬垫具有海绵状结构，包括泡沫膨胀过程中形成的气泡。

6、在体育活动期间，由于摩擦和几乎没有热交换，皮肤与所述衬垫接触的区域的温度很高。

7、这导致了大量出汗，从而引起皮肤刺激和细菌的繁殖。哪怕使用了低密度的泡沫，聚氨酯泡沫的特殊结构依然会妨碍良好的通风。

8、公知地，所述衬垫的特征之一是它们在变形过程中具有第一弹性阻力区，其中变形程度低于10%。第一阻力区接着的是第二阻力区，其会逐渐形变至接近恒定的载荷，直至衬垫达到约50%的变形程度，第二阻力区的特征是气泡的坍塌。在这之后，材料开始具有与固体材料非常相似的弹性反馈。

9、因此，如果衬垫由聚氨酯泡沫制成，生产这些点对点厚度和刚度不同的衬垫则特别复杂。

10、各个部分的切割、组装和粘合在一起需要高精度和较长的加工时间，这就导致了高成本，且无法保证衬垫的机械性能符合项目规格。

11、专利us2020/390169a描述了一种通过3d打印制成的具有衬垫的防护手套。

12、专利wo2020/232555a1描述了一种曲棍球运动员用的防护头盔，其内部衬垫是通过增材打印技术制成的。

13、这些文件中描述的解决方案主要涉及与刚性部分相关的衬垫，它们本身并不能像轴承和支撑机构般适合地保护使用者的身体部分免受随时间推移而持续的、长期的应力。

14、因此，需要完善一种可以克服现有技术的至少一个缺点的衬垫。

15、为达到此目的，有必要解决为具有不同阻力区域的保护元件生产衬垫的技术问题，以确保高透气性并保证使用者的高舒适度。

16、特别地，本发明的其中一个目的是提供一种衬垫，以及相应的方法，其具有高弹性反馈和不同阻力区域。

17、本发明的另一个目的是提供一种具有高透气性的衬垫。

18、本发明的另一个目的是生产一种不需要组装的衬垫，以便提高其随着时间推移的耐久性并减少加工废料和浪费。

19、申请人设计、测试和实施了本发明，以克服现有技术的缺点，并获得包括但不限于上述的目的和优点

技术实现思路

1、本发明在独立权利要求中阐述并加以表征。从属权利要求描述了本发明的其他特征或者主要发明思想的变体。

2、根据上述目的，为了以一种新颖的、独创的方式解决上述技术问题，并与现有技术相比能够获得相当大的优势，本发明所述的衬垫是通过3d打印的方式生产的。

3、依照本发明的一个方面，衬垫包括含有多个重叠层的多平面结构，每个重叠层由实体和空隙交替形成，其中每层的平面视图构形是根据至少一个开放式和/或封闭式图案制得的。

4、依照本发明的另一个方面，每层平面视图的构形是可变的。

5、依照本发明的另一个方面，该平面视图构形至少作为结构的高度的函数是可变的，从而创建具有不同力学性能的多个区域。

6、这样做至少实现了获得具有不同机械特征区域的衬垫的优势。

7、依照本发明的另一个方面，在垂直于平面视图的方向上获得的结构的横截面构形具有多个以不规则方式设置的实体和空隙。至少作为区域和结构的函数，这种横截面构形也是可变的。

8、依照本发明的另一个方面，3d打印是一种通过沉积由热塑性弹性材料（tpe）制成的细丝的打印方式。

9、这种细丝也可以用天然材料、回收材料或者二者兼有的材料制成。依照本发明的另一个方面，该开放式和/或封闭式图案是线性的、具有环形或者多边形图案。

10、此外，其中一个区域的层数与至少另外一个区域的层数不同。

11、根据一些实施例，这些区域包括具有环形平面视图构形的多个相互重叠的层，和/或具有六边形平面视图构形的多个层，以及具有线性平面视图构形的多个层，其中在至少一个区域中某一类型的层数和层的顺序与另一区域中的层的数量和顺序并不相同。

12、依照本发明的另一个方面，衬垫包括外部周长区域，其外部边缘的高度低于至少一个中心区域的高度，并且从该周长区域到该中心区域的高度变化可以是恒定的或者非恒定的。

13、依照本发明的另一个方面，一种通过3d打印生产衬垫的方法提供了一种多平面结构，该结构包括多个重叠的层，每个层由实体和空隙交替形成，其中每层的平面视图构形是根据至少一个开放式和/或封闭式图案制得的；并且，每个层的平面视图构形是可变的。

14、依照本发明的另一个方面，运动服装包括至少一个如上所述的衬垫和/或通过上述方法制成的衬垫。

15、依照本发明的另一个方面，所述运动服装为坐垫、手套或者短裤。

技术特征：

1.通过3d打印生产的衬垫（10），其特征在于，包括一个多平面结构（11），该结构包括多个重叠的层（12），每个层由实体和空隙交替形成，其中根据至少一个开放式和/或封闭式图案制作每个所述层（12）的平面视图构形，并且该平面视图构形是可变的。

2.根据权利要求1所述的衬垫（10），其特征在于，每个所述层（12）的所述平面视图构形至少作为所述结构（11）的高度（h）的函数而可变，从而产生多个彼此间具有不同机械性能的区域（24，25）。

3.根据权利要求1或2所述的衬垫（10），其特征在于，形成其中一个所述层（12）的平面视图构形的图案与形成至少另一个所述层（12）的平面视图构形的图案不同。

4.根据权利要求1-3任一项所述的衬垫（10），其特征在于，与所述平面视图垂直的方向上获得的所述结构（11）的横截面构形具有以不规则方式设置的多个实体和空隙，并且所述横截面构形至少作为所述结构（11）的所述区域（24，25）的函数是可变的。

5. 根据权利要求1-4任一项所述的衬垫（10），其特征在于，所述3d打印是通过沉积热塑性弹性材料（thermoplastic elastomer material，tpe）的打印方式。

6.根据权利要求1-5任一项所述的衬垫（10），其特征在于，所述开放式和/或封闭式图案为线性的、环形或者多边形图案。

7.根据权利要求1-6任一项所述的衬垫（10），其特征在于，所述区域（24，25）之一的所述层（12）数量不同于至少另一所述区域（25，24）的所述层（12）的数量。

8.根据权利要求1-7任一项所述的衬垫（10），包括外部边缘（22）和至少一个中心区域（23），其特征在于，所述高度（h）从所述外部边缘（22）向所述至少一个中心区域（23）线性地增加。

9.根据权利要求8所述的衬垫（10），其特征在于，具有与所述外部边缘（22）相对应的第一高度（h1）并且具有与所述中心区域（23）相对应的第二高度（h2），其中第一、第二高度（h1，h2）之间的比率使得一个表示外部周长区域（21）的倾斜度的角度（）在30°到70°之间，优选地在40°到65°之间，更优选地在45°到60°之间。

10.根据权利要求1-9任一项所述的衬垫（10），其特征在于，所述结构（11）包括多个以多边形图案制成的层（12），其与多个以线性图案制成的层（12）相交替，两种层（12）彼此平行或者相对于特定的沉积方向倾斜，与具有多边形图案的附加的多个层（12）交替。

11.根据权利要求2所述的衬垫（10），其特征在于，所述区域（24，25）包括相互重叠的多个具有环形平面视图构形的层（12）和/或多个具有六边形平面视图构形的层（12）以及多个具有线性平面视图构形的层（12），其中，在至少一个区域（24）内，某一类型的层（12）的数量和顺序不同于另一区域（25）内的所述层（12）的数量和顺序。

12.一种通过3d打印生产衬垫（10）的方法，其特征在于，形成多平面结构（11），所述结构包括多个重叠的层（12），每个层（12）由实体和空隙交替形成，其中根据至少一个开放式的和/或封闭式的图案制作每一所述层（12）的平面视图构形，且所述平面视图构形是可变的。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述3d打印通过沉积由热塑性弹性体材料（tpe）制成的细丝（13）来进行打印。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述3d打印通过选择性激光烧结（sls）来进行打印。

15.根据权利要求12所述方法，其特征在于，所述3d打印通过选择数字光处理（dlp）或者立体光刻打印（sla）的光敏树脂的聚合来进行打印。

16.根据权利要求12-14任一项所述的方法，其特征在于，形成其中一个层（12）的平面视图构形的图案与形成至少另一个层（12）的平面视图构形的图案不同。

17.运动服装（17），其特征在于，包括至少一个如权利要求1-11任一项所述的衬垫（10）和/或如权利要求12-16任一项所述的方法所生产的衬垫（10）。

18.根据权利要求17所述的运动服装（17），其特征在于，所述运动服装（17）为坐垫（170）、手套（270）、护膝或者护肘。

19.根据权利要求17所述的运动服装（17），其特征在于，所述运动服装（17）为短裤（370），其在胯部对应位置包括有在使用过程中适于定位成与自行车鞍座接触的外表面，以及在使用过程中至少部分地与使用者的皮肤接触的相反的内表面，其中所述衬垫（10）与所述内表面连接。

技术总结通过3D打印制成的衬垫（10），包括一个多平面结构（11），所述多平面结构（11）包含了多个重叠的层（12），每个层由实体和空隙交替形成，其中根据至少一个开放式和/或封闭式图案制作每个所述层（12）的平面视图构形，并且该平面视图构形是可变的。技术研发人员：丹尼斯·伯托尔多,恩里科·坎帕里,劳拉·马佐切蒂,路易吉·安吉奥里尼,尼科洛·加尼受保护的技术使用者：赛特克有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18