3D-Gradierung für Schuhleisten basierend auf realen 3D-Fußdaten

Ziel des Projektes ist die Erarbeitung und Erprobung von neuen Verfahren zur 3D Gradierung von Schuhleisten. 

Im Unterschied zur herkömmlichen Gradierung, bei der die Maße für unterschiedliche Schuhgrößen mit Hilfe von Proportionalitätsfaktoren für Länge und Weite berechnet werden, sollen die zu entwickelnden Verfahren mit reellen Fußmaßen arbeiten. Für jede zu gradierende Größe und die unterschiedlichen Fußtypen muss dazu ein Gradieralgorythmus vorliegen, der sämtliche, für die Konstruktion des Leistens relevanten Informationen enthält. Auf Grundlage der Maße, der dazugehörigen Kurvenformen der Maßstrecken, sowie der ermittelten räumlichen Abstände zwischen Fuß und Leisten kann dann eine automatische Konstruktion bzw. 3D-Gradierung erfolgen. Da es in der Schuhindustrie entsprechend dem Schuhtyp unterschiedliche Leistenformen gibt, müssen die geometrischen Zusammenhänge für Fuß und Leisten mehrfach bestimmt werden. Wie durch neueste Forschungsergebnisse aus der Bekleidungsindustrie nachgewiesen wurde, sind diese Gradierverfahren sehr effizient und verbessern die Passform der Produkte erheblich.

Schuhe für Kinder müssen den Besonderheiten der Füße im Rahmen der kindlichen Entwicklung und des Wachstums Rechnung tragen. Die Passgenauigkeit aktuell gängiger Kinderschuhmodelle ist auf Grund der herkömmlichen Gradierverfahren begrenzt. Statt die technischen Möglichkeiten moderner 3D-Fertigungsprozesse auszunutzen, basieren die Verfahren der Schuhproduktion noch immer auf einzelnen zweidimensionalen Fußmaßen (Fußlänge/-breite). Die tatsächliche kindliche Fußgeometrie mit den individuell stark unterschiedlichen Fußformen wird dabei vernachlässigt. Ziel dieser Studie ist es daher, Kinderfüße unterschiedlicher Größen und Altersklassen zwei- und dreidimensional (2D/3D) zu vermessen, um Referenzwerte zur Fußtypisierung und Herstellung passgenauer Kinderschuhe zu erhalten.

Zur Realisierung des Projektes wurden umfangreiche Kinderfußmessungen (3-D Fuß-Scans) mit 355 Kindern im Alter von 2-15 Jahren durchgeführt. Die Ergebnisse der Clusteranalyse zur Fußtypisierung lassen eine 3-stufige Systematik für die Typisierung von Kinderfüßen sowie deren Implementation in die Schuhproduktion sinnvoll erscheinen. Das 1. Clusterkriterium ist die Fußlänge und die darauf basierende Berechnung der Schuhgröße. Nach Einordnung in die entsprechende Schuhgröße ist eine Differenzierung basierend auf der Vorfußbreite (2. Clusterkriterium) notwendig. Hierfür kann die manuell gemessene Fußbreite als Grenz-Kriterium angesetzt werden mit der Unterscheidung in schmale, mittlere und weite Füße. Als 3. Kriterium zeigt die Fersenbreite eine Relevanz, d.h. innerhalb eines Clusters (z.B. Größe 31 – Typ Mittel) kann jeweils in eine schmalere und eine weitere Ferse differenziert werden. Für diese Cluster liegen nun charakteristische 3-D Fußdaten zur Umsetzung einer optimalen Passform vor.

Laufzeit des Projektes: 1.1.2017 – 31.12.2019

Das Forschungsvorhaben wurde als Kooperationsprojekt mit den folgenden Forschungsstellen durchgeführt: FSt1 Prüf- und Forschungsinstitut Pirmasens (PFI); FSt2 Technische Universität Dresden; FSt3 Universität Potsdam; FSt4 Hochschule Trier (ab 1.1.2018)

Einzel-Forschungsvorhaben der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)