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Case Study

Wandel in der Schuhherstellung.


Transforming footwear manufacturing.

Erfahren Sie, wie ECCO das Direkteinspritzverfahren zur Verbesserung der Schuhherstellung einsetzt, wobei die Origin One als einziger 3D-Drucker den Test bestand.

Kurz die Geschichte.

ECCO wurde 1963 von Birte und Karl Toosbuy im dänischen Bredebro gegründet. Das Unternehmen ist nach wie vor in Familienbesitz und beschäftigt weltweit 21.400 Mitarbeiter. Die Produkte von ECCO werden in 89 Ländern in über 2.180 ECCO-Geschäften und an mehr als 14.000 Verkaufsstellen vertrieben. Der Erfolg von ECCO ist teils bedingt durch seine vertikale Integration. Im Gegensatz zu allen anderen großen Schuhmarken kontrolliert und steuert ECCO praktisch jeden Schritt des Schuhherstellungsprozesses, von der Fertigung von Leisten und Formen über Ledergerbereien und Schuhfabriken bis hin zu Einzelhandelsgeschäften. Die Schuherstellung basiert auf manuellen Verfahren, und die Fabriken von ECCO waren für Toosbuy immer der Schlüssel zum Erfolg des Unternehmens. Diese Überzeugung führte im Laufe der Jahrzehnte zu einer Reihe von Automatisierungsinnovationen in den Herstellungsverfahren, darunter die Robotertechnik, große Montagemaschinen und die Einführung der Direkteinspritztechnik (DIP).
Shoe manufacturing.

DIP: Weniger Schritte, weniger Abfall, bessere Schuhe.

ECCO hat das Direkteinspritzverfahren (DIP) eingeführt, um den oberen Teil des Schuhs auf effiziente und zuverlässige Weise sicher an der Zwischensohle zu befestigen. Ein wesentlicher Vorteil von DIP besteht darin, dass das Verfahren automatisiert werden kann. Die allermeisten Schuhe von ECCO werden inzwischen mit der DIP-Technologie hergestellt. Normalerweise wird das Obermaterial eines Schuhs manuell an der Mittelsohle befestigt. Dieses Verfahren wird Schaftfertigung genannt. Zuerst wird die Sohle geformt und später manuell montiert und mit dem Obermaterial verklebt.

Beim Direkteinspritzverfahren bildet das aufgespannte Obermaterial den oberen Teil der Form. Für die Zwischensohle wird ein Zweikomponenten-Polyurethan gemischt, in die Form gespritzt und so fest mit dem Obermaterial verbunden. Dabei ist der Arbeitsaufwand geringer als beim Verkleben der Sohle, und durch die Verbindung der Zwischensohle mit dem Obermaterial während des Formprozesses werden mögliche Druckstellen vermieden und somit der Tragekomfort erhöht.

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DIP-Innovation mit 3D-Druck.

In der Regel erstellt eine Schuhmarke bei der Entwicklung eines neuen Schuhs unterschiedliche Designvarianten in mehreren Größen. Jede benötigt eine eigene Form. Bei hohen Werkzeugkosten und langen Vorlaufzeiten sind Marken bei jedem Entwicklungszyklus auf wenige Werkzeugdurchläufe beschränkt.

Zur eventuellen Verbesserung und Beschleunigung aktueller Produktentwicklungsprozesse sah sich das Team von ECCO mehrere 3D-Drucktechnologien an. Eine große Chance bot sich bei 3D-gedruckten Formen und 3D-gedrucktem Leistenwerkzeug. Auf diese Weise können konzeptionelle Musterschuhe in einer frühen Entwicklungsphase zu einem konkurrenzfähigen Preis überprüft werden.

3D-gedruckte Formen müssen äußerst genau sein, um genauso hochwertige und leistungsfähige Schuhe wie mit CNC-Aluminiumformen herzustellen. Das Produkt muss genauso aussehen wie eine Mittelsohle, die mit einer maschinell bearbeiteten Aluminiumform hergestellt wurde. ECCO suchte nach einer 3D-gedruckten Alternative und sah sich zahlreiche verfügbare additive Lösungen an. Aber nur eine bestand die ersten Tests: Die Stratasys Origin One.

Two Origin One printers.

3D-gedruckte Formen und Leisten.

ECCO testete unterschiedliche alternative Lösungen. Aber wegen ihrer Oberflächenqualität, Druckgeschwindigkeit, Genauigkeit und der Möglichkeit, große Querschnitte zu drucken, hob sich die Origin One schon zu Beginn des Bewertungsverfahrens von allen anderen ab. Zudem arbeitet Origin mit führenden Herstellern von Harzen zusammen, um Materialien der nächsten Generation zu entwickeln, die für die Bedürfnisse von ECCO ebenfalls entscheidend waren. 2018 begann ECCO, mit dem Origin-Team zusammenzuarbeiten und druckte in Testläufen mehrere Materialien mit der Origin One. Nachdem die Materialauswahl auf ein Material von Henkel Loctite eingegrenzt worden war, arbeitete ECCO gemeinsam mit Henkel in weiteren Versuchen an der Neuformulierung einer Materialfamilie für die spezifischen DIP-Anforderungen.

Das Team von ECCO kann mit der Origin One nicht nur per 3D-Druck Formen fertigen, sondern auch Schuhleisten aus einem anderen gemeinsam mit Henkel Loctite entwickelten Material. Durch den 3D-Druck von Leisten vor Ort schafft es ECCO, ein vollständiges Set von DIP-Werkzeug innerhalb von 24 Stunden zu fertigen.

In den folgenden 12 Monaten erwarb ECCO in Dänemark und Portugal mehrere 3D-Drucker der Serie Origin One für weitere Tests und Validierungen. Die 3D-gedruckten Formen und Leisten hielten ohne sichtbare Verschlechterung Tausenden von Versuchen stand. Und die Schuhe sahen genauso aus wie Schuhe, die mit herkömmlichen CNC-Aluminiumformen produziert werden. Die Designer von ECCO konnten keine Unterschiede erkennen.

Die Zukunft der DIP-Werkzeugfertigung.

Durch den 3D-Druck der DIP-Formen kann ein Paar Formeinsätze über Nacht gefertigt werden und zudem viel preisgünstiger als durch betriebsinterne CNC-Fräsung. Durch diese Kostensenkung und Verkürzung des Zeitaufwands haben Schuhdesigner mehr Spielraum für umfassendere und schnellere Überarbeitungszyklen. Designer und Entwickler können zu einem früheren Zeitpunkt im Entwicklungszyklus die Funktion der Schuhe testen, und Produktgruppen können sich Gewissheit über Passform und Komfort neuer Modelle verschaffen. Marken können ihren potenziellen Kunden einfacher Schuhe ihrer tatsächlichen Produktion in mehreren Varianten präsentieren und erhalten so Feedback und Möglichkeiten im Vorverkauf. ECCO platziert Drucker der Serie Origin One von Stratasys an mehreren Standorten und kann so schnell Formen dort produzieren, wo sie benötigt werden. Es müssen keine schweren Metallformen verschickt werden, und das Risiko von Verzögerungen beim Versand oder Zöllen entfällt.

Wenn Unternehmen der Schuhindustrie die Vorteile von 3D-gedrucktem DIP-Werkzeug nutzen möchten, bietet ECCO ihnen verschiedene flexible Möglichkeiten der Markteinführung und kann sie bei jedem Aspekt der Fertigung von Schuhen und Formen unterstützen, u.a. bei der technischen Entwicklung, der Bauteilproduktion oder der Lizenzvergabe.

3D printed shoe manufacturing part.

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