Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiede, tacco e suola
DISTRETTO
CALZATURIERO
VENETO
Sviluppo
di un software CAD
per la progettazione
integrata di sottopiede,
tacco e suola
Relazione finale progetto di ricerca / Dicembre 2006
Distretto Calzaturiero Veneto
Via Mazzini, 2 – 30039 Stra (Ve) Italy
tel. +39.049.9801422
fax. +39.049.9800503
[email protected]
www.distrettocalzaturieroveneto.it
Si ringraziano per la collaborazione alla realizzazione del progetto:
Giuseppe Baiardo, IRIS S.p.A.
Enrico Barbato, Suolificio Brenta Suole s.r.l.
Carlo Crosato, Calzaturificio Rossimoda S.p.A.
Daniele Mengoni, Calzaturificio Liverpool s.r.l.
Silvano Menin, Calzaturificio Rossimoda S.p.A.
Davide Pavanello, Suolettificio, Insalp s.r.l.
Luciano Polato, Tacchificio del Brenta s.r.l.
Andrea Tripodi, Formificio S.T.F. s.r.l.
Chiara Pescarolo, Sabrina Cadamuro, Marianna Simo
ACRIB (Associazione Calzaturifici Riviera del Brenta)
Franco Cestonaro, Vittorino Martarello
CNA di Rovigo (Confederazione Nazionale dell'Artigianato e della Piccola e Media Impresa Rovigo)
Elio De Gasperi
Associazione Artigiani e Piccola Impresa “Città della Riviera del Brenta”
Giampiero Menegazzo
Rappresentante Patto di Distretto
Mario Zambelli, Mauro Tescaro, Maria Elena Gennaro
Politecnico Calzaturiero scarl
Elisa Segato
C.I.S.A.S. - Università degli Studi di Padova
Maurizio Simion
Studio Berti, Garelli – Simion & Partners Studio Commercialisti Associati
A&A – Account & Audit s.rl, Studium Professionisti d'Impresa – Beltrame/Depieri Associati,
Shoe Servizi s.r.l.
Sviluppo Software: Daniele Nale, Basilio Betto
Redazione: Daniele Nale
Con il contributo della Regione Veneto L.R. 8/2003
In collaborazione con:
Rovigo
Sviluppo
di un software CAD
per la progettazione
integrata di sottopiede,
tacco e suola
Relazione finale progetto di ricerca / Dicembre 2006
PREFAZIONE
DISTRETTI: 3 ANNI PROFICUI CHE IL CALZATURIERO
HA SAPUTO METTERE A FRUTTO.
ED ORA GUARDIAMO AL DOMANI
di Fabio Gava
Il modello distrettuale, che ha visto crescere e svilupparsi una miriade di
piccole imprese, è stato quello che il Capo dello Stato Carlo Azeglio
Ciampi ha definito “il miracolo” che ha saputo divenire “oggetto di studio
nel mondo”. Un modello che ha dato vita a varie filiere produttive che
costituivano e costituiscono delle vere “comunità” produttive. Nel
rivolgermi ai protagonisti di una delle migliori esperienze in assoluto
vissute nel Veneto in questi 3 anni e spiccioli come quella degli
imprenditori del calzaturiero, mi pare questa citazione del Presidente della
Repubblica il modo più adatto per esprimere tutta la mia considerazione e
rivolgere a tutti sinceri complimenti per il cammino svolto ed i risultati
raggiunti. La legge regionale che avete così ben saputo utilizzare ha
dimostrato in questo triennio la fondatezza delle scelte operate dalla
Regione Veneto che, proprio anche grazie alle indicazioni giunte dai
destinatari della legge, ai primi di marzo ne ha approvato una rivisitazione,
con un cammino veloce, concertato e concreto che è andato ben aldilà
degli schieramenti politici, con tante novità come i metadistretti, i distretti
di filiera, i nuovi parametri per favorire l’aggregazione, il rafforzamento
delle Misure rivolte alla ricerca e all’innovazione. Ecco due parole chiave,
come “internazionalizzazione” e “aggregazione sistemica” sulle quali si
gioca il nostro futuro, e sulle quali il calzaturiero ha già saputo concentrare
il suo lavoro in sede distrettuale, fatto ampiamente dimostrato nei
contenuti di questa pubblicazione. La vera forza che le imprese possono
trovare all’interno di questi sistemi organizzativi è anche quella di
esprimere la loro capacità di cooperare dialogando tra loro, non in
competizione, ma come “giocatori” con ruoli diversi di una “stessa
squadra”, che riescono a vedere i loro competitors all’esterno. Di prendere
consapevolezza di “essere comunità”, che parla lo stesso linguaggio, per
favorire
l’interscambio di conoscenze. Il Distretto allora diventa, e dovrà sempre
più diventare, il luogo che esalta la struttura organizzativa di tanti piccoli
che si specializzano e integrano reciprocamente, richiedendo d’altro canto
servizi più avanzati della grande impresa, in cui le banche e le Istituzioni
non possono rimanere inerti. Dall’agosto 2003, quando vennero
riconosciuti dalla Regione i primi 28 Distretti, di strada ne è stata fatta
tanta. Nel 2003 vennero presentati 123 progetti, di cui 116 ammessi a
contributo per un totale di finanziamenti erogabili di quasi 15 milioni di
Euro. Nel 2004 i Distretti salirono a 40; 107 furono i progetti ammessi; 16
milioni 730 mila Euro i fondi destinati dalla Regione. Questi numeri hanno
mobilitato investimenti per 54 milioni di Euro, saliti ad oltre 60 milioni nel
2005, con altri 20 milioni di stanziamenti regionali. Dati di sintesi, questi,
dai quali mi pare opportuno cogliere alcune considerazioni interessanti
come, ad esempio, la crescita dei progetti relativi alle Misure “2” “ricerca,
sviluppo e trasferimento tecnologico”: dai 16 proposti nel 2003, pari al
13%, siamo passati ai 40 del 2004, pari al 33%; e ai 58 del 2005, pari al
44% di tutti i progetti presentati e al 60% del cofinanziamento regionale
impegnato. Dei questa escalation positiva il distretto della Calzatura è stato
ed è una delle stelle polari, e di questo vi ringrazio e mi complimento.
Avv. Fabio Gava
Assessore Politiche Economiche ed Istituzionali
Regione del Veneto
PREMESSA
Il settore calzaturiero Veneto si trova, oggi, a fronteggiare uno scenario competitivo in rapida e continua evoluzione dove i fenomeni più
evidenti sono: il mutamento dei consumi, la perdita di importanza delle
stagioni moda, la diffusione di nuove tecnologie CAD, l’internazionalizzazione delle imprese ed il miglioramento della qualità dei prodotti.
Questi elementi esercitano sulle imprese una forte pressione sul
cambiamento di tipo strategico ed organizzativo, e richiedono una revisione complessiva dei processi e delle metodologie di lavoro, finalizzate al
miglioramento della competitività e del valore dell’offerta commerciale.
Il Distretto Calzaturiero Veneto, costituito per supportare questo
processo di cambiamento, ha pianificato ed organizzato una serie di interventi finalizzati a migliorare la capacità competitiva delle aziende calzaturiere e della filiera.
Il progetto “Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di tacco, sottopiede e suola” fa parte delle iniziative attivate per
coordinare gli sforzi delle imprese verso comuni obiettivi di crescita.
L’iniziativa è stata realizzata nell’ambito della Legge Regionale 4
aprile 2003, n.8: “Disciplina dei Distretti Produttivi ed interventi di poliica industriale locale – Bando 2005”, ed ha consentito la realizzazione di
alcuni applicativi software che integrano la progettazione dei componenti
strutturali di una calzatura (forma, tacco, sottopiede, suola).
I moduli software che sono stati realizzati personalizzando uno dei
più diffusi CAD per la progettazione, si collocano tra i prodotti proprietari
i
realizzati per i calzaturifici e quelli predisposti per i fornitori di parti e di
componenti.
Le soluzioni proposte consentono anche alle piccole e piccolissime
aziende l’adozione di tecnologie CAD, perché coniugano la facilità di utilizzo, l’efficacia del risultato tecnico ed il basso costo.
La sperimentazione condotta nelle aziende del Distretto Calzaturiero
Veneto ha, inoltre, dimostrato la validità dei moduli software realizzati e
l’elevata integrabilità di questi con gli applicativi e le attrezzature presenti
nelle diverse realtà aziendali.
Gli strumenti elaborati e le azioni attuate consentono di perseguire
numerosi obbiettivi. Verranno realizzate in modo digitale molteplici attività che, originariamente, richiedevano operazioni di tipo manuale ed interazioni di tipo fisico tra progettisti del calzaturificio ed aziende della filiera. Potranno essere, così, sperimentate e diffuse le tecnologie CAD per
la progettazione, potenziati la formazione ed i servizi per il miglioramento
degli standard qualitativi, sviluppata la cultura di settore in collaborazione
organica con il mondo della Scuola e dell’Università.
Franco Ballin – Presidente ATI “Distretto Calzaturiero Veneto”
ii
INDICE
Capitolo I - Introduzione
1
I.1
Generalità
1
I.2
Analisi dei presupposti
2
I.3
Analisi delle relazioni tra i diversi operatori nel settore calzaturiero 4
I.4
Funzionalità e caratteristiche dei sistemi CAD attualmente
disponibili
I.5
Innovatività del software proposto
7
10
I.5.1
Spianamento del sottopiede dalla forma digitalizzata
11
I.5.2
Definizione e creazione degli standard aziendali
12
I.5.3
Gestione delle librerie degli standard aziendali
12
I.5.4
Predisposizione delle dime e dei disegni
13
I.5.5
Prototipazione di tacchi e suole
13
I.6
Software proposto
13
I.7
Validazione e sperimentazione
14
I.8
Indicazione delle modalità di controllo del progetto nel tempo
17
Capitolo II - Il sottopiede
19
II.1
Generalità
19
II.2
Il processo di ricavo del sottopiede dalla forma
20
II.3
Spianamento del sottopiede della forma digitale
22
iii
II.4
Definizione di uno standard aziendale
25
II.5
Costruzione di uno standard
28
II.6
Analisi della curvatura dello standard del sottopiede
34
II.7
Creazione della dima di controllo
36
II.8
Il sottopiede di pulizia
38
II.9
Sviluppo in taglie delle sagome
38
Capitolo III - La suola
41
III.1 Generalità
41
III.2 Classificazione della suola
41
III.3 Progettazione della suola
43
III.4 Procedura per ricavare lo standard di una suola
46
Capitolo IV - Il tacco
53
IV.1 Generalità
53
IV.2 Materiali
54
IV.3 I dati tecnici e stilistici del tacco
56
IV.4 Realizzare un tacco
61
IV.5 Raggruppamenti per il tacco
68
Conclusioni
71
iv
Appendice – Workspace personalizzato
73
Indice delle tabelle
79
Indice delle figure
81
v
vi
Capitolo I – Introduzione
Capitolo I
INTRODUZIONE
I.1
GENERALITÀ
La presente trattazione descrive le esperienze e le sperimentazioni
condotte, nell’ambito del progetto, per sviluppare moduli software idonei
alla progettazione integrata di sottopiede, suola e tacco.
L’iniziativa è il naturale completamento del progetto “Realizzazione
di una piattaforma ICT innovativa per la progettazione condivisa nella
filiera industriale del Settore Calzaturiero”, attualmente in fase di sviluppo
avanzato e che ha evidenziato, fin dall’analisi iniziale, il fatto che le
problematiche che possono rallentare l’implementazione nelle aziende di
metodologie di coprogettazione a distanza dipendono, in gran parte, dalla
non compatibilità dei dati di output prodotti dai differenti software
utilizzati dalle aziende della filiera.
L’obiettivo del progetto è stato, quindi, quello di realizzare un
software CAD integrabile, facilmente utilizzabile e di basso costo, che si
collochi tra le soluzioni proprietarie realizzate per i calzaturifici e che
soddisfi pienamente le esigenze di progettazione di sottopiedi, tacchi e
suole. I moduli software predisposti permettono di ottenere automaticamente il sottopiede dalla forma digitalizzata, di ricavare gli standard
aziendali, di gestire una libreria di standard, di ricavare le dime per la
1
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
realizzazione di sottopiedi, tacchi e suole da condividere con i fornitori, ai
quali consentono di realizzare il sottopiede, la suola ed il tacco.
Una parte rilevante delle attività è stata dedicata all’analisi del
processo di progettazione dei componenti, alla definizione dei formati dei
dati di progettazione scambiati tra il calzaturificio ed i suoi fornitori, ed
alla fase di validazione e sperimentazione dei moduli software realizzati.
In queste attività sono state coinvolte le aziende del Distretto Calzaturiero
Veneto per sensibilizzare gli imprenditori sui vantaggi ottenibili, e per
coinvolgere i tecnici nello sviluppo e nell’utilizzo efficace dei nuovi moduli software.
Il progetto è stato promosso dalle aziende del Distretto Calzaturiero
Veneto che operano nel settore della calzatura di lusso, ed ha un’importanza
fondamentale per il mantenimento e l’acquisizione di nuove quote di
mercato, in quanto consente di anticipare la presentazione delle collezioni e
della produzione, sfruttando a pieno il breve ciclo di vita di questi prodotti
destinati, il più delle volte, ad essere copiati dalla concorrenza.
Gli obiettivi progettuali descritti sono coerenti con le azioni
fondamentali che i soggetti promotori del Patto per il Distretto Calzaturiero Veneto intendono perseguire, e prevedono una valorizzazione delle
attività manifatturiere attraverso il sostegno alle imprese negli investimenti, per la realizzazione di ricerche e prodotti finalizzati al rinnovo dei
processi di progettazione ed industrializzazione.
I.2
ANALISI DEI PRESUPPOSTI
Il quadro di riferimento nel quale il presente progetto va analizzato
2
Capitolo I – Introduzione
da due differenti punti di vista: quello del comparto industriale e quello
delle tecnologie da trasferire.
Per quanto riguarda il settore in generale, il comparto calzaturiero, al
quale la presente iniziativa di trasferimento tecnologico si riferisce, è da
alcuni anni in difficoltà, a causa di una progressiva riduzione dei volumi di
produzione, calati di quasi il 20% nell’arco di un decennio. La concorrenza
dei paesi produttori nei quali il costo della mano d’opera è incomparabilmente più contenuto (l’attività calzaturiera richiede ancora un forte
apporto di mano d’opera) sta minacciando i produttori nazionali nella
fascia di prodotti caratterizzati da un rapporto prezzo/qualità medio basso,
mentre il fenomeno della contraffazione, della frode sui marchi, unito ad
una inadeguata tutela del “made in Italy”, sta mettendo in difficoltà anche
gli operatori attestati su fasce qualitative e di prezzo più elevate. È, quindi,
fortemente sentita la necessità di ricorrere all’innovazione di prodotto e di
processo ed alla tecnologia avanzata, per sottrarsi alle spinte concorrenziali
suscitate, e per portare la competizione del mercato su di un terreno (quello
del valore aggiunto del prodotto e del servizio offerto al cliente) più congeniale ai produttori nazionali.
Nell’ultimo semestre del 2004 è stato elaborato dal Politecnico
Calzaturiero uno studio presso un gruppo selezionato di imprese calzaturiere della Riviera del Brenta, con l’obiettivo di evidenziare le tematiche di
maggior interesse e di alta priorità relativamente alla domanda di tecnologia percepita dalle varie aziende. Le indicazioni emerse hanno evidenziato una forte esigenza relativa al tema dello “sviluppo rapido di prodotto”,
ossia a quelle tecnologie collocate nella fase della progettazione, realizzazione di campioni (modelli) e prototipazione di piccole serie, con
3
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
l’obiettivo di ridurre in ogni modo i tempi di sviluppo dei nuovi modelli di
calzature.
In questo ambito si inquadra la scelta di realizzare un software CAD
in grado di abbattere le barriere che isolano i sistemi di progettazione dei
diversi attori della filiera. Il software realizzato, unitamente alla riorganizzazione del processo di progettazione/industrializzazione ed attraverso
l’uso della piattaforma ICT per la co-progettazione a distanza, consentirà
un’effettiva riduzione dei tempi di realizzazione dei progetti e dell’avvio
della produzione, ed un miglioramento complessivo della qualità degli
stessi.
Questo nuovo strumento si colloca tra due tipologie di applicativi
già presenti nel mercato, ma che lasciano quasi totalmente irrisolte le
problematiche di integrazione tra i sistemi utilizzati dai calzaturifici e
quelli utilizzati dalle aziende della filiera.
Di seguito vengono descritti i processi in cui si intende intervenire,
le funzionalità e le caratteristiche degli applicativi attualmente disponibili e
l’innovatività del software proposto.
I.3
ANALISI
DELLE
RELAZIONI
TRA
I
DIVERSI
OPERATORI NEL SETTORE CALZATURIERO
Il ciclo di sviluppo del prodotto nel Settore Calzaturiero è molto
articolato e coinvolge numerosi attori. I protagonisti principali sono gli
stilisti che, a partire da un’attenta valutazione del mercato (tendenze moda
dell’abbigliamento, evoluzione dei materiali e delle linee stilistiche) defini-
4
Capitolo I – Introduzione
scono gli orientamenti e preparano le proposte che possono concretizzarsi
in disegni o prototipi.
Nella realizzazione dei prototipi lo stilista deve ricorrere alla collaborazione di una serie di fornitori esterni, in particolare di quelli che
detengono le competenze nella realizzazione delle forme e dei tacchi. I
modellisti di forme ed i modellisti di tacchi hanno le competenze specialistiche per la realizzazione di questi accessori, ed il loro contributo è
indispensabile al disegnatore di calzature per poter giungere allo sviluppo
dei prototipi.
Il processo di progettazione prevede una serie di scambi di informazioni e di dati tra il calzaturificio ed i suoi fornitori - solettificio, tacchificio e suolificio - per ottenere le varie parti che compongono la calzatura
finale.
Il tutto parte dallo stilista che, dopo aver realizzato i disegni, si reca
in formificio dove fornisce al modellista tutte le indicazioni per realizzare
la forma. La presenza dello stilista in formificio è cruciale per poter ridurre
i tempi di realizzazione del modello della forma, infatti tutte le modifiche
stilistiche vengono effettuate all’istante.
La forma realizzata viene consegnata al solettificio dove, una volta
decisi i materiali, gli spessori ed altri dettagli tecnici, viene realizzato il
sottopiede.
Con la forma ed il sottopiede il calzaturificio può montare una prima
tomaia completa di rinforzi puntale e contrafforte. Lo stilista fornisce,
quindi, al modellista le indicazioni per la realizzazione del tacco. Questo è
essenziale per poter realizzare subito un modello che soddisfi le esigenze
dello stilista stesso. Una volta ottenuto il tacco, il calzaturificio lo porta
5
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
insieme alla forma montata al suolificio, dove una volta deciso il colore, lo
spessore, il tipo di materiale ed il tipo di lavorazione, verrà realizzata la
suola. A questo punto possono essere assemblati i vari componenti e può
essere realizzato il primo prototipo, verificando la correttezza di tutte le
parti della calzatura e valutando l’effettiva calzabilità.
Completata la fase di realizzazione dei prototipi inizia la campagna
vendita che avviene attraverso la partecipazione alle sfilate, alle fiere di
settore ed attraverso le visite dei rappresentanti e degli agenti ai clienti.
Poiché il Settore Calzaturiero produce su ordine e non a magazzino, la fase
di acquisizione ordini è di importanza strategica, in quanto l’avvio della
produzione avviene solo dopo avere completato la campagna vendite. In
questa fase gli interessi dei produttori e dei rivenditori divergono
sensibilmente. Da una parte le esigenze di produzione ne richiedono una
compressione concentrando gli ordini in un tempo relativamente limitato,
mentre i rivenditori, a causa della notevole variabilità della domanda, preferiscono riservarsi maggiori tempi di riflessione prima di effettuare le
ordinazioni, riducendo i quantitativi ed operando, se necessario, dei riordini a stagione già iniziata.
Completata la campagna vendite, prima di poter avviare la produzione, è necessario acquisire i materiali ed i componenti. Questi ultimi
richiedono tempi di industrializzazione particolarmente lunghi, in quanto
tutti gli elementi della struttura della calzatura, che nella fase progettuale
sono stati sviluppati solo in taglia base, devono essere realizzati e provati
per tutti i numeri della serie. La fase di industrializzazione non viene anticipata, perché una parte rilevante dei modelli proposti al mercato (siamo
nel settore dell’alta moda lusso) non verranno realizzati.
6
Capitolo I – Introduzione
Gran parte delle interazioni tra il calzaturificio ed i fornitori di
componenti, che avvengono nell’ambito di questi due processi critici (fase
di progettazione e di industrializzazione), si realizzano attraverso incontri
tra operatori, scambio di dati poco formalizzati e verifica di congruità dei
componenti realizzati, attraverso il montaggio dei prototipi delle calzature.
I.4
FUNZIONALITÀ E CARATTERISTICHE DEI SISTEMI
CAD ATTUALMENTE DISPONIBILI
I sistemi CAD presenti nel mercato si distinguono tra le applicazioni
disponibili per i calzaturifici e quelle disponibili per i produttori di parti e
componenti.
I sistemi CAD sviluppati per i calzaturifici sono dotati di funzionalità bidimensionali e tridimensionali e sono usati principalmente per
sviluppare la tomaia e la fodera dei modelli di calzature. Le principali funzionalità dei software tridimensionali disponibili per calzaturifici sono le
seguenti:
• acquisizione attraverso digitalizzatori di forme, componenti e
linee tridimensionali;
• riproduzione in forma realistica di linee, colori e materiali dei
modelli di calzature;
• ricavo della camicia in piano dei modelli trimensionali.
7
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
Le principali funzionalità dei software bidimensionali disponibili
per i calzaturifici sono le seguenti:
• acquisizione attraverso digitalizzatori delle linee delle camice dei
modelli in piano;
• realizzazione delle parti di tomaia e fodera;
• sviluppo in taglie delle parti di tomaia e fodera;
• taglio su cartoncino o cartone fibrato delle parti di tomaia e
fodera sviluppate;
• taglio sulla pelle delle parti di tomaia e fodera sviluppate.
Allo stato attuale la maggior parte dei calzaturifici utilizza solo i
sistemi bidimensionali.
I sistemi sviluppati per i produttori di parti e componenti si differenziano a seconda dell’elemento da produrre. I sistemi utilizzati dai
formifici, finalizzati alla produzione ed al controllo numerico delle forme,
derivano da un’esigenza di evoluzione dei torni copia e consentono le
seguenti funzionalità:
• digitalizzazione delle forme tridimensionali;
• interventi di modifica della forma;
• sviluppo in taglie della forma;
• realizzazione attraverso torni a controllo numerico di forme.
Solo recentemente i produttori di CAD per calzaturifici hanno
introdotto la possibilità di acquisire le forme digitalizzate dai formifici.
8
Capitolo I – Introduzione
Nell’utilizzo di questi file sono ancora riscontrabili notevoli problematiche
dovute alla tipologia di superficie digitalizzata ed al numero di punti
rilevati.
I sistemi utilizzati dai tacchifici e dai suolifici (gomma) sono finalizzati alla prototipazione dei tacchi e delle suole, alla realizzazione degli
stampi per l’iniezione o lo stampaggio ed hanno le seguenti funzionalità:
• digitalizzazione di tacchi e suole;
• digitalizzazione di linee bidimensionali;
• progettazione di tacchi, di suole e di stampi;
• sviluppo in taglie;
• prototipazione attraverso frese a controllo numerico o sistemi di
stereolitografia.
Questi sistemi derivano da applicazioni predisposte per il settore
della meccanica ed hanno costi e complessità sovradimensionate rispetto
alle problematiche della calzatura. Recentemente sono stati eseguiti dei
tentativi per acquisire le linee di stile dai sistemi CAD per i calzaturifici.
I sistemi utilizzati dai suolifici (cuoio) sono finalizzati alla produzione con sistemi a controllo numerico delle suole, sono sistemi proprietari
e derivano da un’esigenza di evoluzione delle macchine elettromeccaniche
e pneumatiche. Essi hanno le seguenti funzionalità:
• digitalizzazione di linee bidimensionali;
• interventi di modifica sulle linee;
• sviluppo in taglie delle sagome;
9
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
• taglio automatico del cuoio.
In sintesi i sistemi attualmente presenti nel mercato si distinguono in
due tipologie:
• le soluzioni adottate dai calzaturifici: hanno l’obiettivo di
sviluppare la tomaia e la fodera dei modelli di calzature e
forniscono moduli opzionali per lo sviluppo di forme, tacchi e
suole. Tali soluzioni sono di tipo proprietario (l’acquisizione del
software garantisce ai produttori la vendita abbinata dei sistemi
automatici per il taglio automatico degli stampi e della pelle),
hanno un costo elevato e non risolvono i problemi di progettazione delle forme, dei tacchi e delle suole.
• Le soluzioni adottate dai formifici, tacchifici e suolifici. Queste
sono a loro volta di due tipi: quelle proprietarie predisposte dai
produttori che sono passati dalle macchine elettromeccaniche e
pneumatiche a quelle a controllo numerico, e quelle derivate da
adattamenti dei software CAD prodotti per il settore metalmeccanico; tali prodotti sono complessi e sovradimensionati rispetto
alle esigenze del settore.
I.5
INNOVATIVITÀ DEL SOFTWARE PROPOSTO
La soluzione software proposta in questo progetto non si propone di
sostituire le soluzioni presenti nel mercato in grado di risolvere le pro-
10
Capitolo I – Introduzione
blematiche di progettazione delle differenti tipologie di aziende, ma ha
l’obiettivo di integrarsi con gli altri sistemi ed operare come strumento di
raccordo tra la fase progettuale svolta all’interno del calzaturificio e quella
realizzata presso i fornitori di componenti.
Lo studio preliminare effettuato per la stesura del progetto ha evidenziato l’esigenza di sviluppare i moduli software per lo spianamento
automatico del sottopiede dalla forma digitalizzata, la definizione degli
standard aziendali, la gestione delle librerie degli standard aziendali, la
predisposizione delle dime per sottopiedi, tacchi e suole, ed infine lo
sviluppo in taglie di tutti questi elementi. Di seguito vengono descritti con
maggiore dettaglio i moduli precedentemente citati.
I.5.1
Spianamento del sottopiede dalla forma digitalizzata
È considerata la fase più cruciale e importante dell’intero processo
perché determina gli elementi necessari per una corretta definizione degli
standard aziendali calzaturieri che si andranno a sviluppare negli altri
moduli. La fase è condizionata dalla qualità della forma digitalizzata che
deve essere acquisita come file di tipo NURBS. La struttura geometrica
che costituirà la forma deve essere composta di tre parti distinte: sottopiede, camicia e chiusura superiore, in maniera da poter controllare
separatamente e distintamente tali componenti. Tale fase prevede la conoscenza di una serie di funzionalità complesse per la gestione della MESH
della forma digitalizzata. Si tratta di applicazioni evolute afferenti al
metodo di poligonalizzazione di una MESH. Infatti, se essa viene
11
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
poligonalizzata in modo approssimativo e senza le dovute conoscenze i
risultati risultano inattendibili.
I.5.2
Definizione e creazione degli standard aziendali
Dopo un’accurata espansione del sottopiede della forma si passa alla
creazione dello standard aziendale nei vari tipi previsti. In tale fase saranno
create le curve del sottopiede derivanti dalla prima espansione e la determinazione delle curve di deviazione dall’espansione originaria, al fine di
pervenire ad una corretta definizione dello standard secondo i criteri stabiliti dai calzaturieri della Riviera del Brenta Il processo sarà controllabile
sull’intera lunghezza del sottopiede considerando anche l’innesto dello
standard nel sottopiede. Gli standard interesseranno tutta una serie di elementi del sottopiede (linee, lunghezza, fresatura, massimi ingombri, etc.),
del tacco (altezza, angolo di inclinazione, concavità, etc.) e della suola
(linee, spessore dei materiali usati, etc.).
I.5.3
Gestione delle librerie degli standard aziendali
La gestione delle librerie si riferisce alla creazione di un piccolo
database per l’archiviazione degli standard, dotato di diverse funzionalità
per l’utilizzazione degli standard stessi.
12
Capitolo I – Introduzione
I.5.4
Predisposizione delle dime e dei disegni
Con tale modulo è possibile, partendo da uno standard, scalare le
curve del medesimo e creare automaticamente le diverse misure previste. È
possibile inoltre predisporre le dime per il sottopiede, il sottopiede di
pulizia, la suola e le corone dei tacchi.
I.5.5
Prototipazione di tacchi e suole
A partire dalle dime ricavate con gli standard è possibile pervenire
alla realizzazione del modello bidimensionale per le suole in cuoio e del
modello tridimensionale per i tacchi e per le suole in gomma.
I.6
SOFTWARE PROPOSTO
Il software proposto ed i relativi plug-in di estensione sono stati
individuati in Rhinoceros® della McNeel &Associates (USA), in particolare Expander® della Ship Constructor (Canada) estende le funzionalità di
Rhinoceros per quanto concerne l’espansione o lo spianamento di complesse superfici NURBS a doppia curvatura, e Shot® della CIM System di
Milano permette la realizzazione di suole con relativa scalatura per la
messa in taglia dei sottopiedi e delle suole medesime.
Dalle esperienze di validazione condotte presso alcune aziende del
Distretto si è constatato che il software, oltre ad essere perfettamente
13
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
interfacciabile con i più diffusi software esistenti in commercio, consente
di:
• automatizzare i processi di ricavo del sottopiede dalla forma;
• ricavare la suola;
• ricavare il tacco;
• creare una libreria di standard;
• innestare uno standard nel sottopiede;
• creare Workspace personalizzati.
Tutto con un unico software e dai costi modesti.
Un plug-in di Rhinoceros®, denominato Rhino Reverse®, viene
utilizzato per operazioni di Reverse Engineering sulla forma digitalizzata
(che solitamente è fornita nel formato STL: utilizzato per la prototipazione
delle forme, ma che male si adatta per essere impiegato nella realizzazione
del sottopiede) facilmente ricavabile da modelli digitali NURBS.
I.7
VALIDAZIONE E SPERIMENTAZIONE
La validazione dei moduli software è stata realizzata attraverso un
percorso di sperimentazione che ha coinvolto un gruppo ristretto di imprese per la messa a punto ed il controllo di alcune funzionalità. In questa
fase sono stati verificati gli impatti organizzativi, le problematiche inerenti
la creazione degli standard, le funzionalità per lo scambio di documenti e
la compatibilità dei formati dei dati con i sistemi CAD già disponibili sul
14
Capitolo I – Introduzione
mercato. L’esperienza ha confermato la validità dei dati e nessuna azienda
ha subito particolari difficoltà nell’elaborare quanto predisposto con il
nuovo modulo software.
L’esito del progetto è stato verificato sulla base di due dei tre criteri
stabiliti in fase di progettazione e programmazione del progetto.
Sono stati resi noti i risultati di:
• funzionalità dei moduli software: per ogni modulo è stata verificata la funzionalità e l’aderenza alle specifiche indicate nella
descrizione degli obiettivi da realizzarsi;
• sperimentazione pilota: i moduli software sono stati sperimentati
sul campo separatamente e nel loro insieme da un numero
ristretto di imprese per valutarne le funzionalità e le prestazioni.
Per le verifiche è stato predisposto un piano dettagliato di test, e
per ciascuna delle attività di validazione è stato prodotto un
rapporto dettagliato sulle funzionalità attivate, sul loro impatto in
azienda e sulle eventuali difficoltà di utilizzo. I risultati di tale
sperimentazione verranno utilizzati per migliorare i moduli
software realizzati. Nelle illustrazioni di seguito evidenziate
vengono mostrati alcuni risultati ottenuti durante la fase di
sperimentazione pilota.
15
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
(a)
(b)
(c)
Figura I.1 - Validazione del sottopiede per uno standard tipo A (a), tipo B (b) e tipo C (c).
16
Capitolo I – Introduzione
Figura I.2 - Validazione dei tacchi.
I.8
INDICAZIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO
DEL PROGETTO TEMPORALE
Le attività di controllo sullo stato di avanzamento del progetto e di
monitoraggio dei risultati dello stesso saranno realizzate dal comitato di
coordinamento e dal Comitato Tecnico Scientifico del Politecnico Calzaturiero.
Il Comitato Tecnico Scientifico si incontrerà periodicamente e predisporrà una relazione sullo stato di avanzamento del progetto e sui risultati raggiunti.
I.8.1
Sperimentazione estesa
I moduli software saranno sperimentati sul campo separatamente e
nel loro insieme da tutte le aziende che hanno aderito al progetto. In tale
fase si prevede di utilizzare questionari ed interviste per avere un feedback completo da tutti gli utilizzatori finali e dai loro partner commerciali,
allo scopo di confortare l’analisi oggettiva dei risultati della sperimenta-
17
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
zione con l’impatto percepito dagli attori, e di valutare quanto l’approccio
proposto abbia migliorato nel complesso le prestazioni del sistema.
18
Capitolo II - Il sottopiede
Capitolo II
IL SOTTOPIEDE
II.1
GENERALITÀ
Il punto cardinale di questo progetto è rappresentato dalla creazione
di uno “standard aziendale del sottopiede”, il quale permette di generare
in modo automatico le caratteristiche tecniche dei vari componenti di una
calzatura.
L’utilizzo di una tecnologia CAD per la progettazione integrata di
tali componenti offre numerosi vantaggi riassumibili secondo quanto di
seguito elencato:
• utilizzo di un’unica tecnologia CAD per la progettazione interna
all’azienda e per la coprogettazione a distanza con altre aziende;
• uso di un linguaggio comune nell’elaborazione dei dati progettuali e nella trasmissione delle informazioni tecniche e stilistiche;
• rafforzamento dell’organizzazione di tipo parallelo nella produzione aziendale, grazie anche allo scambio per via telematica dei
dati fra aziende (network aziendale);
• velocità di realizzazione dei componenti e di consegna della
calzatura destinata ad essere copiata dalla concorrenza, considerato il breve ciclo di vita di tale prodotto;
19
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
• realizzazione di progetti tecnicamente più precisi;
• riduzione dei costi con interazioni virtuali a distanza fra gli addetti e conseguente riduzione dei tempi di realizzazione e di
spostamento delle persone.
II.2
IL PROCESSO DI RICAVO DEL SOTTOPIEDE
DALLA FORMA
La progettazione di un sottopiede inizia da una forma digitale, non
più fisica. I formati attualmente disponibili per le forme digitali sono di tre
tipi:
• formato con estensione STL;
• formato con estensione IGES;
• formato con estensione NURBS.
L’estensione del formato di una forma è un fattore di estrema
importanza per la creazione del sottopiede. I tre formati sono caratterizzati
da strutture geometriche differenti. I formati STL e IGES sono caratterizzati da geometrie cosiddette MESH, una serie di triangoli o quadrilateri
adiacenti, che non possono essere convertiti in geometrie NURBS, se non
attraverso l’impiego di speciali software di Reverse-Engineering. Il
formato NURBS è invece caratterizzato da una serie di curve (isoparametriche) che costituiscono l’ossatura portante delle superfici. Le superfici
20
Capitolo II - Il sottopiede
NURBS sottintendono sempre una geometria MESH che può essere convertita direttamente in una geometria sia STL che IGES.
A fronte di queste considerazioni, il formato utilizzato per la presente ricerca è quello NURBS, che è caratterizzato dal fatto di essere
scomponibile in sottoparti e di poter essere spianato su di un piano, qualora
si presenti con superfici a semplice o doppia curvatura. Un formato STL o
IGES non può mai essere spianato su un piano.
In Fig.II.1 è rappresentata una forma digitale NURBS. Com’è
possibile osservare il modello della forma è scomposto in tre parti: la parte
superiore, la camicia, e la parte inferiore del sottopiede.
Figura II.1 - Una forma digitale NURBS scomposta in tre parti: dalla parte inferiore è
possibile ricavare il sottopiede.
21
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
II.3
SPIANAMENTO DEL SOTTOPIEDE DELLA FORMA
DIGITALE
Il sottopiede costituisce l’intelaiatura della scarpa. È la base su cui
costruire la calzatura e su cui poggia la pianta del piede. Costituisce l’elemento di giunzione tra la tomaia e la suola. È il primo elemento che viene
applicato alla forma durante il ciclo di montaggio degli altri componenti
tecnici che andranno a formare la calzatura.
Lo spianamento del sottopiede è un’operazione estremamente delicata e costituisce uno dei momenti maggiormente significativi per una corretta definizione del medesimo, anche perché da esso dipenderà la realizzazione degli altri componenti della calzatura:, sottopiede di pulizia, dima
della corona del tacco, dima della suola, etc.
In generale, il sottopiede si ricava dallo spianamento della parte
inferiore della forma digitalizzata rappresentata da una superficie NURBS
a doppia curvatura, come illustrato in Fig.II.2.
Figura II.2 - La superficie NURBS a doppia curvatura della parte inferiore della forma
digitalizzata.
22
Capitolo II - Il sottopiede
Il software Rhinoceros® è stato integrato dal plug-in Expander®
che consente di spianare su di un piano orizzontale, una superficie anche a
doppia curvatura, dotata di qualsiasi grado di complessità.
L’espansione o spianamento di una superficie NURBS necessita di
un controllo rigoroso relativamente all’impostazione dei parametri che sottintendono la MESH (rete di triangoli o quadrilateri adiacenti) di riferimento che avvolge la superficie da espandere.
Un primo settaggio dei parametri della MESH avviene direttamente
all’interno della scheda Mesh nella finestra di dialogo Proprietà del
Documento di Rhinoceros®, personalizzando i parametri della medesima,
secondo valori che ottimizzino: Maximum angle (5.00); Maximum aspect
ratio (1.00); Minimum edge length (0.10 –0.15); Maximum edge length
(0.00); Maximum distance, edge to surface (0.00); Minimum initial grid
quad (0.00). In tal modo si riesce ad ottenere una MESH leggera, smussata e levigata, pronta per essere sottoposta ad espansione. La Fig.II.3 mostra
l’impostazione dei parametri della MESH della forma digitale prima di
eseguire operazioni di spianamento di alcune sue parti componenti.
Una volta impostati i parametri della MESH sulla superficie
NURBS, si procede alla spiananamento con Expander®.
Expander® lavora per righe e colonne creando una matrice di punti
sulla superficie da spianare e, per tolleranze, in pratica fa aderire alla superficie NURBS (per esempio del sottopiede) una nuova MESH che simuli
per certi aspetti la carta adesiva utilizzata dal solettificio per ricavare il
sottopiede dalla forma fisica.
La MESH che approssima la superficie da spianare viene ricavata
impostando il valore della tolleranza sull’ordine del decimo di millimetro
23
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
(a volte anche un centesimo), ottenendo in tal modo risultati estremamente
precisi sull’espansione, rispetto all’impostazione per numero di righe e
colonne.
Figura II.3 - Impostazione dei parametri della MESH di una forma digitale prima di
eseguire operazioni di spianamento di alcune parti componenti la forma digitale medesima.
Dopo aver settato preventivamente i parametri (che ovviamente possono essere impostati per default), l’applicazione del comando Espandi
Superficie è immediata, ed il risultato è lo spianamento della parte inferio-
24
Capitolo II - Il sottopiede
re della forma su di un piano. L’illustrazione di Fig.II.4 mostra il risultato
ottenuto espandendo un sottopiede di tipo C da una forma digitale. Come
si può osservare, la superficie spianata è molto accurata e potrebbe di per
sè costituire già uno standard.
Figura II.4 - Spianamento della superficie inferiore di una forma digitale a doppia
curvatura su di un piano.
II.4
DEFINIZIONE DI UNO STANDARD AZIENDALE
Uno standard aziendale definisce un insieme di regole predisposte
per ridurre e semplificare il numero e la forma dei vari componenti tecnici
25
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
necessari per realizzare una calzatura (forma, sottopiede, sottopiede di
pulizia, suola, tacco). L’adozione di uno standard aziendale permette di
accelerare le fasi di industrializzazione e di produzione dei componenti,
fornisce regole precise ai fornitori, semplifica il controllo e l’assemblaggio
dei medesimi, consente di ridurre eventuali errori di produzione, apportando in generale benefici economici.
Per quanto riguarda il sottopiede la parte interessata dalla standardizzazione è quella che comprende la boetta ed il famice, ovvero due aree
opportunamente definite situate nella parte posteriore della forma:
• la boetta è la parte posteriore del sottopiede e definisce un’area
che può arrivare fino a 60 mm dal punto estremo del sottopiede
stesso. Il contorno che definisce tale area è simmetrico rispetto
ad un’asse, tale simmetria è in stretta relazione con la corona del
tacco, essendo il tacco destro uguale a quello sinistro;
• il famice è un’area di raccordo tra boetta e parte anteriore della
forma (pianta della forma), essa può variare in base al tipo di
standard del sottopiede da ricavare (ad esempio i tipi standard A,
B, C, su calzature classiche, eleganti, di moda).
La Fig.II.5 illustra e chiarisce il significato di dette aree.
Un esempio di standard con tre tipi di sottopiede può soddisfare
un’ampia gamma produttiva:
26
Capitolo II - Il sottopiede
Figura II.5 - Definizione delle due aree della boetta e del famice interessate da uno
standard del sottopiede.
• sottopiede standard A: è un tipo di standard a tacco basso
(altezza del tacco da 10mm a 20mm) di tipo sportivo, con il
cosiddetto “famice largo”;
• sottopiede standard B: è un tipo di standard a tacco medio
(altezza del tacco 30mm, 40mm, e 50mm) di tipo più elegante e
con il famice più stretto rispetto al precedente;
• sottopiede standard C: è un tipo di standard a tacco alto (altezza
del tacco 60mm, 70mm, 80mm, 90mm 100mm e 110mm) di tipo
elegante, con linee stilistiche di tendenza e con il famice più
stretto rispetto al precedente.
27
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
Nella verifica dello standard è importante definire la misura che si
effettua a 35mm dal punto estremo della boetta misurato sul sottopiede (o
sulla forma) nella taglia 37.
Possono valere le misure di riferimento di seguito elencate, dedotte
dalla pratica ormai consolidata sugli standard della Scuola per Tecnici e
Modellisti della Riviera del Brenta:
• sottopiede tipo A misura 53mm;
• sottopiede tipo B misura 52mm;
• sottopiede tipo C misura 51mm.
In Fig.II.6 sono illustrate le caratteristiche di quanto esposto relativamente ai tre standard del sottopiede di tipo A, B, C.
II.5
COSTRUZIONE DI UNO STANDARD
Il procedimento per costruire uno standard è piuttosto semplice una
volta che si sia ottenuta un’accurata espansione della parte inferiore della
forma digitale. Il procedimento segue le regole già fissate dalla Scuola per
Tecnici e Modellisti della Riviera del Brenta e viene di seguito decritto
(limitatamente allo standard di tipo C, il procedimento è analogo per gli
altri tipi A e B):
• si duplica il bordo della superficie spianata;
• si disegna un cerchio passante per tre punti che approssimi il più
28
Capitolo II - Il sottopiede
possibile la parte posteriore della curva duplicata del sottopiede,
in tal modo è possibile tracciare l’asse posteriore del sottopiede
medesimo (che passerà per il centro del cerchio) e individuare il
punto P0 come intersezione del cerchio e dell’asse precedentemente tracciati (vedi Fig.II.7);
Figura II.6 - Definizione di tre standard del sottopiede di tipo A, B e C.
• si traccia una linea perpendicolare all’asse di mezzeria distante
35mm dal punto P0 precedentemente tracciato individuando il
29
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
punto P1. L’arco P0-P1 così determinato dovrà essere specchiato al fine di ricavare l’arco P0-P2. I punti P1 e P2 risultano
equidistanti dall’asse. Si osservi la Fig.II.8;
Figura II.7 - Tracciamento del cerchio e dall’asse di mezzeria posteriore della
curva spianata del sottopiede con individuazione del punto P0.
Figura II.8 - Individuazione dei punti P1 e P2 equidistanti dall’asse di mezzeria nella parte
posteriore del sottopiede.
30
Capitolo II - Il sottopiede
• si disegna una linea perpendicolare all’asse e distante 50mm dal
punto P0 (nel caso di standard A la linea sarà disegnata a 60mm
e di standard B a 55mm). Questa linea determina, con la curva
del sottopiede, l’intersezione in un punto P3. Si impongono le
condizioni di tangenza dell’arco P1-P3 con l’arco P0-P1. Si
esegue la specchiatura dell’arco P1-P3 individuando la copia
simmetrica sull’arco P2-P4. Il risultato è illustrato in Fig.II.9;
Figura II.9 - Individuazione dei punti P3 e P4 per la definizione dell’area della boetta.
• si traccia infine una linea perpendicolare all’asse distante tra i
130mm e 140mm dal punto P0, (linea del famice) individuando i
nuovi punti P5 e P6. I tratti di curva P3-P6 e P4-P5 vanno
opportunamente raccordati (con il plug-in Shot) con i tratti di
31
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
curva P1-P3 e P2-P4. Si osservi la Fig.II.10. L’area 1 è la zona
della boetta, invece l’area 2 è la zona del famice. La somma delle
due aree costituisce lo standard;
Figura II.10 - Definizione dello standard con l’individuazione dell’area della boetta e del
famice.
Anche se il procedimento potrebbe già costituire uno standard, in
taluni casi è necessario operare alcune trasformazioni per adattare alcune
curve ai modelli dei calzaturieri della Riviera del Brenta. In particolare è
necessario ridefinire il tratto di curva all’interno dell’area 2 del famice,
dove la curva non è ben definita: questo dipende dal modo in cui vengono
realizzate le forme; in pratica si tratta di determinare la deviazione dello
32
Capitolo II - Il sottopiede
standard dalle curve generate durante l’espansione. In Fig.II.11 sono
illustrati i tre standard di tipo A, B, C dopo aver determinato la curva di
deviazione dallo standard. Le curve in rosso rappresentano lo standard
definito secondo i criteri dei calzaturieri della Riviera del Brenta.
Figura II.11 - Ottimizzazione dello standard e calcolo della deviazione nella zona della
cava del famice.
33
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
II.6
ANALISI DELLA CURVATURA DELLO STANDARD
DEL SOTTOPIEDE
Lo standard del sottopiede superiore deve poi essere analizzato con
cura, soprattutto per quanto concerne la curvatura. Brusche variazioni di
curvatura nello standard potrebbero compromettere i risultati finali, in
particolar modo quando si tratta di ricavare il sottopiede inferiore, il sottopiede di pulizia, la corona del tacco o la dima della suola. Gli strumenti
offerti dal software sono molteplici e di immediata fruizione, ad esempio,
applicando comandi di Fairing, Normalizzazione, Ricostruzione e cambiamento di Grado di curve NURBS.
La Fig.II.12 mostra un esempio di applicazione di analisi di
curvatura in uno standard del sottopiede superiore di tipo C, dopo aver
applicato il Fairing e la Ricostruzione della curva. Come è possibile osservare, il grafico di curvatura evidenzia un andamento piuttosto morbido,
senza evidenti brusche variazioni (che non sarebbero percepibili senza
l’ausilio di taluni strumenti di analisi). L’analisi della curvatura e la
correzione di eventuali anomalie sulla curva del sottopiede è un’operazione fondamentale resa necessaria per le corrette operazioni di taglio con
macchine a controllo numerico e per lo sviluppo successivo degli altri
componenti tecnici.
Si precisa che l’analisi della curvatura va eseguita ancor prima di
creare il sottopiede inferiore (che dipende dal margine di fresatura ricavato
dall’inclinazione del tacco), in quanto l’applicazione di comandi quali
equidistanza (offset), raccorda, separa, e tutti i comandi di edit delle curve,
potrebbero dar luogo a curve non ottimizzate e normalizzate (sovranumero
34
Capitolo II - Il sottopiede
di punti di controllo sulla curva) con evidenti ripercussioni in fase di taglio
del componente (dima di controllo della superficie inferiore del sottopiede,
corona del tacco, suola, etc).
Figura II.12 - Analisi del grafico di curvatura sulla curva che definisce il sottopiede in uno
standard di tipo C. L’analisi delle curve è un’operazione fondamentale per uno sviluppo
corretto di tutti i componenti tecnici di una calzatura.
In Fig.II.13 viene illustrato il significato di una curva del sottopiede
anteriore non ottimizzata nella curvatura. Come è evidente il grafico di
curvatura mostra diffuse imperfezioni dovute a brusche variazione della
curvatura. Senza l’ausilio degli strumenti di analisi, non sarebbe possibile
percepire ad occhio nudo l’imperfezione delle curve.
35
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
Figura II.13 - L’analisi del grafico di curvatura evidenzia diffuse e brusche variazioni di
curvatura sulla curva del sottopiede anteriore. La curva deve essere ottimizzata per poterla
utilizzare nella creazione di altri componenti tecnici della calzatura.
II.7
CREAZIONE DELLA DIMA DI CONTROLLO
La dima di controllo del sottopiede inferiore di ricava da quella
superiore (precedentemente ottimizzata seguendo i criteri esposti sopra),
togliendo il margine di fresatura su tutta la parte che interessa la boetta e il
famice. Con i comandi di raccordo di Shot è immediato raccordare la parte
della dima del sottopiede inferiore con la parte anteriore del medesimo.
Dal sottopiede inferiore è possibile ricavare la corona del tacco e la
dima della suola. In Fig.II.14 il sottopiede inferiore è evidenziato in rosso
ed è raccordato con la parte anteriore del medesimo.
36
Capitolo II - Il sottopiede
Figura II.14 - Creazione della dima di controllo del sottopiede inferiore (in rosso). Il
margine di fresatura è determinato dall’altezza del tacco.
Valori indicativi dei margini di fresatura sono stati fissati dalla
Scuola per Tecnici e Modellisti della Riviera del Brenta in funzione
dell’altezza del tacco, per essi si possono assegnare i valori di seguito
elencati:
• altezza tacco 10mm - 20mm: margine di fresatura 0,5mm;
• altezza tacco 30mm - 40mm - 50mm: margine di fresatura
1,0mm;
• altezza tacco 60mm - 70mm - 80mm: margine di fresatura
2,0mm;
• altezza tacco 90mm - 100mm - 110mm: margine di fresatura
3,0mm.
37
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
II.8
IL SOTTOPIEDE DI PULIZIA
Il sottopiede di pulizia è l’elemento interno alla scarpa a diretto
contatto con il piede e svolge la funzione di ricopertura del sottopiede di
costruzione, di finitura e abbellimento dell’interno della scarpa.
Il sottopiede di pulizia si ricava dalla dima superiore del sottopiede.
Con questa base si possono ricavare, apportando le opportune modifiche,
tutti i tipi di sottopiede di pulizia: scarpa, chanel, sandalo, e mezzo
sottopiede per lo stivale.
II.9
SVILUPPO IN TAGLIE DELLE SAGOME
Gli strumenti contenuti nel plug-in Shot consentono di ricavare
automaticamente lo sviluppo in taglie delle dime base del sottopiede, della
suola e di eseguire il raggruppamento di taglie per tacchi e zeppe. In
Fig.II.15 viene illustrato lo sviluppo in taglie di una suola (lo stesso vale
per il sottopiede o per la parte posteriore del medesimo) a partire dalla
taglia base 37 fino alla taglia 46.
Come si può notare le varie taglie vengono automaticamente inserite
in un proprio livello (layer) ed è possibile etichettarle con la numerazione
corrispondente. Analoghe considerazioni si applicano per lo sviluppo in
taglie per gruppi.
38
Capitolo II - Il sottopiede
Figura II.15 - Sviluppo in taglie di una suola (sottopiede) alle varie numerazioni. È
possibile etichettare le varie taglie con la numerazione corrispondente.
39
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
40
Capitolo III – La suola
Capitolo III
LA SUOLA
III.1 GENERALITÀ
La suola è la parte inferiore della scarpa su cui poggia la pianta del
piede. Ha la funzione fondamentale di proteggere la pianta del piede dal
contatto con il suolo, consentendo un uso prolungato e continuativo della
calzatura, proteggendo il piede e la calzatura stessa dall’umidità, dagli
sbalzi termici e dal contatto con il terreno. Esistono diversi tipi di suola in
funzione delle condizioni climatiche (impermeabilità, traspirabilità,
leggerezza, isolamento termico, etc.), delle necessità funzionali (aderenza,
flessibilità, leggerezza, resistenza, etc.) e delle esigenze estetiche (forma,
spessore, colore, materiale, finiture, etc.).
III.2 CLASSIFICAZIONE DELLA SUOLA
La suola viene classificata in rapporto alla forma e alla dimensione.
In rapporto alla forma la suola può assumere le tipologie di seguito
indicate:
41
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
• suola a fondo chiuso: il contorno della suola è a filo della tomaia
(Fig.III.1.a);
• suola a ½ guardolo: con guardolo su parte del contorno del
fondo (Fig.III.1.b);
• suola a guardolo intero: con guardolo su tutto il contorno del
fondo (Fig.III.1.c);
• suola con fondo a scatola o a cassetta: la suola è stampata in
modo che la tomaia, una volta montata, entri in parte nell’incavo
ricavato nella suola.
Figura III.1 - Differenti tipologie di suole classificate in rapporto alla forma. Il contorno
di colore rosso definisce il fondo della suola.
42
Capitolo III – La suola
In rapporto alla dimensione rispetto al fondo della suola possiamo avere:
• suola intera (con tacco da montare successivamente), Bally
lunga o intera;
• mezza suola;
• suola Bally corta (codino);
• suola a coda;
• suola monoblocco (suola e tacco preassemblati);
• zeppa.
III.3 PROGETTAZIONE DELLA SUOLA
Per progettare una suola è necessario partire dalla dima inferiore del
sottopiede, dopo aver seguito le regole esposte nel precedente Cap.II. Si
rammenta che la curva del sottopiede inferiore deve essere analizzata con
cura in maniera da eliminare eventuali brusche variazioni di curvatura. La
procedura adottata dai calzaturieri del Brenta prevede che il sottopiede
inferiore sia diviso in quattro aree di seguito descritte:
• area della corona: è l’area situata nella parte posteriore del
sottopiede inferiore (area della boetta). Il contorno di detta area è
simmetrico rispetto ad un asse (asse della corona del tacco). La
lunghezza dell’asse dipende dallo standard di tipo A, B, C. Si
osservi la Fig.III.2;
43
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
• area del famice: è l’area di raccordo tra la corona (boetta) e la
parte anteriore del sottopiede (pianta), la distanza misurata
rispetto al punto posteriore della dima del sottopiede può variare
in dipendenza del tipo di standard;
• area della pianta: è l’area compresa tra il puntale e il famice. Si
ricava dopo aver definito l’area del puntale;
• area del puntale: è l’area situata nella parte anteriore del
sottopiede. In genere la lunghezza dell’asse del puntale è
variabile fra i 30mm e i 60mm in dipendenza della forma del
puntale medesimo (arrotondato o sfilato). La misura di 60mm
indicata in Fig.III.2 è puramente indicativa.
Figura III.2 - Le quattro aree ricavate dal sottopiede inferiore per definire il progetto di
uno standard della suola.
44
Capitolo III – La suola
Definite le quattro aree è necessario procedere a fissare gli
incrementi sui bordi di tali aree (che possono essere diversi), in modo tale
da tener conto della posizione e della combinazione dei materiali impiegati
(pelle, rinforzi, fodera, puntale e contrafforte) e del tipo di modello di
calzatura (aperta, chiusa, stivale). Gli standard degli spessori (variabili
sulle quattro aree), in funzione dell’altezza del tacco, possono essere fissati
secondo i valori indicati in Fig.III.3.
Figura III.3 - Gli standard degli spessori sulle quattro aree della suola.
45
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
III.4 PROCEDURA PER RICAVARE LO STANDARD DI
UNA SUOLA
Per ricavare lo standard di una suola:
• si parte dalla dima del sottopiede inferiore previo controllo della
curvatura. Se l’analisi di curvatura evidenzia brusche variazioni
occorre sottoporre a normalizzazione la curva medesima. Si
individuano le quattro aree dove assegnare gli incrementi sullo
spessore (con il plug-in Shot), come illustrato in Fig.III.4;
Figura III.4 - Normalizzazione della curva del sottopiede inferiore e individuazione delle
quattro aree dove assegnare gli incrementi di spessore.
46
Capitolo III – La suola
• si aggiungono gli spessori dovuti a pelle, eventuali rinforzi,
fodera, puntale e contrafforte. Gli spessori possono essere definiti
attraverso gli standard aziendali definiti dai calzaturieri del
Brenta. La Fig.III.5 illustra l’assegnazione degli incrementi di
spessori su un sottopiede inferiore di tipo C. Le nuove curve (di
colore rosso) dovranno essere raccordate con continuità di
curvatura utilizzando Shot;
Figura III.5 - Definizione degli incrementi di spessore (di colore rosso), su un sottopiede
inferiore di tipo C normalizzato per ricavare la dima della suola.
• raccordate le nuove curve si ottiene la dima della suola a fondo
chiuso (di colore rosso), come illustrato in Fig.III.6;
47
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
Figura III.6 – La dima della suola a fondo chiuso.
• a seconda delle lavorazioni richieste si provvederà a ricavare la
dima effettiva della suola aggiungendo eventuali margini del
guardolo, o si provvederà ad innestare la coda derivante
dall’espansione della superficie
interna del tacco (con
Expander). Vedi Fig.III.7. Il suolificio successivamente provvederà a trasferire lo stampo su bakelite per la fresatura del cuoio
che servirà per la realizzazione della suola. Realizzata la mezza
suola il calzaturifico la prova su un campione di calzatura ed
esegue eventuali modifiche. Sulla base di tali dati verrà realizzato
il paio definitivo.
48
Capitolo III – La suola
Figura III.7 – Dime di suole.
Le dime delle suole possono essere utilizzate per realizzare anche i
modelli tridimensionali delle medesime. Il modulo software proposto ed i
relativi plug-in sono in grado di soddisfare un’ampia gamma di esigenze.
In Fig.III.8 ed in Fig.III.9 sono illustrati alcuni esempi di suole ottenute
con Rhinoceros®.
I modelli 3D possono essere passati alla macchina di stereolitografia
e realizzati per parti, come nel caso di suola complessa rappresentata in
Fig.III.10, che poi vengono assemblate per la verifica dimensionale
dell’insieme. È evidente che le estensioni del software possono trovare
applicazioni anche nello studio completo della tomaia 3D per poi spianarla
in un piano e realizzare le diverse parti componenti. Lo studio della tomaia
sarà oggetto di ulteriori sviluppi di ricerca, già in fase avanzata.
49
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
Figura III.8 – Modelli 3D di suole.
Figura III.9 – Modelli 3D di suole con studio della tomaia per una scarpa sportiva da
ciclista.
50
Capitolo III – La suola
Figura III.10 – Modelli 3D di una suola complessa a differenti gradi di rigidezza. Lo
studio deriva da un’approfondita analisi anatomica delle parti sottocutanee del piede.
51
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
52
Capitolo IV – Il tacco
Capitolo IV
IL TACCO
IV.1 GENERALITÀ
Esistono tacchi di forme, tecnologie e altezze diverse in relazione al
progetto elaborato dallo stilista o dal modellista. Dal punto di vista del
rapporto con il fondo possiamo distinguere tre tipologie diverse di seguito
descritte.
• tacco coda: ricopre la linea del tallone ed una piccola parte del
famice (10mm, 20mm). È un tipo di tacco molto sicuro perché la
suola si innesta al suo interno collegando il tallone con il famice
(Fig.IV.1.a): è adatto per calzature eleganti;
• tacco Bally o tacco applicato: la parte interna del tacco è
perpendicolare al famice e non si raccorda con la suola, per cui è
un po’ meno sicuro del tacco coda (Fig.IV.2.b): non è adatto a
calzature eleganti;
• zeppa: è un particolare tipo di tacco in quanto ricopre completamente la linea del tallone e del famice fino al nodo delle dita
(Fig.IV.1.c): alcune varianti prevedono un alleggerimento che
riduce l’area di contatto della zeppa con il suolo.
In rapporto alla linea possiamo invece avere: tacco a spillo, tacco a
53
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
rocchetto, tacco cubano, tacco a campana, tacco texano, etc. In Fig.IV.2
sono illustrati differenti forme di tacchi per linea.
(a)
(b)
(c)
Figura IV.1 – Differenti tipologie di tacco: tacco coda (a), tacco Bally (b) e zeppa (c).
IV.2 MATERIALI
Il legno è il materiale tradizionale del tacco, sostituito negli anni
Sessanta dal polistirene ad alta resistenza; la quasi totalità dei tacchifici
produce, oggi, tacchi in ABS (acrilonitrile – butadiene - stirene), che unisce i vantaggi di una plastica rigida alla resistenza all’impatto.
Quando il tacco supera i 70mm di altezza ed è di forma sottile, per
aumentare la resistenza si usa inserire un rinforzo in acciaio detto spina. Il
tacco di norma viene ricoperto di pelle o di cuoio. Oggigiorno vengono
prodotti tacchi in plastica rifiniti finto - cuoio o finto altri - materiali.
Se il tacco viene rifinito in pelle l’operazione può essere fatta direttamente nel calzaturificio, mentre se si usa il cuoio c’è bisogno di un’attrezzatura più complessa e, di solito, il rivestimento viene eseguito direttamente dai tacchifici. Nei tacchi di poco pregio la ricopertura può essere
54
Capitolo IV – Il tacco
eseguita con un procedimento di stampaggio con una finta copertura in
cuoio.
Figura IV.2 – Differenti forme di tacchi per linea.
55
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
La scelta di un tipo di materiale rispetto ad un altro è strettamente
connessa alla tipologia ed alla forma: tacchi bassi utilizzano gomma,
cuoio, agglomerati di sostanze cellulosiche combinate con altre sostanze
chimiche, sughero e legno, tacchi alti utilizzano generalmente ABS e
talvolta materiali metallici. Per lo studio del prototipo del tacco, invece,
solitamente si utilizza una resina lavorabile su macchine fresatrici a cinque
assi, come illustrato in Fig.IV.3.
Figura IV.3 – Prototipi di tacchi in resina ottenuti con fresatrice a controllo numerico sui
dati del modello CAD.
IV.3 I DATI TECNICI E STILISTICI DEL TACCO
Il tacco viene progettato sulla base dei dati tecnici e stilistici. I dati
tecnici sono costituiti da altezza, corona, inclinazione e concavità. Un altro
dato tecnico facilmente ricavabile dai dati della forma digitale è rappresentato dal cosiddetto abbassamento che sarà analizzato di seguito. Le
linee stilistiche del tacco si ricavano dai disegni degli stilisti e sono costi-
56
Capitolo IV – Il tacco
tuiti da: base o profilo superiore e inferiore del tacco, profilo posteriore,
profilo anteriore, profili laterali. Si osservi la Fig.IV.4.
Fra i dati tecnici è possibile ricavare, con il software proposto,
anche l’abbassamento utilizzando la parte inferiore del sottopiede. In
generale, l’abbassamento è rappresentato da un curva che segue il profilo
della su-perficie inferiore della forma. Ad esempio, i tacchi coda
presentano a volte un’abbassamento piuttosto rilevante in dipendenza
dell’altezza del tacco.
Figura IV.4 – Dati tecnici e stilistici per la progettazione del tacco.
57
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
Osservando la Fig.IV.5 è possibile notare come oltre a tutti i dati
tecnici e stilistici elencati in precedenza, sia necessario definire anche la
curva dell’abbassamento che si discosta dal segmento rettilineo dell’inclinazione. Tale curva si ricava facilmente dalla superficie inferiore della
forma come tutte le altre curve che definiscono la concavità.
Come si vedrà in seguito, con il modulo software proposto, i dati
tecnici possono essere ricavati direttamente dalla forma digitale, mentre i
dati stilistici possono essere ricavati “ricalcando” il disegno dello stilista: è
sufficiente infatti eseguire una scansione del disegno del tacco e inserirlo
come sfondo all’interno del software (scala intera – mm).
Figura IV.5 – Definizione della curva dell’abbassamento del tacco. È possibile ricavare
tale curva dalla superficie inferiore della forma digitale.
58
Capitolo IV – Il tacco
Attualmente lo stato dell’arte impone che la realizzazione del tacco,
una volta fissata l’altezza, avvenga definendo gli standard sulla corona,
sull’inclinazione e sulla concavità, tutti elementi necessari, ma non
esaustivi per una completa progettazione e costruzione del tacco (manca
l’abbassamento e una definizione rigorosa della concavità).
La Scuola per Tecnici e Modellisti Calzaturieri della Riviera del
Brenta ha fissato, in rapporto all’altezza del tacco, gli standard sulla concavità, sulle dimensioni della corona e sull’inclinazione, come illustrato in
Fig.IV.6, Fig.IV.7 e Fig.IV.8.
Figura IV.6 – Definizione dello standard per la concavità del tacco.
59
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
Figura IV.7 – Definizione dello standard sulle dimensioni della corona del tacco.
Figura IV.8 – Definizione dello standard sull’inclinazione del tacco.
60
Capitolo IV – Il tacco
IV.4 REALIZZARE UN TACCO
Con il modulo software proposto, realizzare un tacco non è
un’operazione particolarmente complessa. È evidente che il risultato
dipenderà da come si è costruito il sottopiede inferiore perché la corona del
tacco è in stretta relazione con esso e precisamente con l’area della boetta
e, in taluni casi, anche con quella del famice. Gli altri elementi tecnici
relativi all’altezza, inclinazione, concavità e abbassamento potranno essere
dedotti dalla forma digitale. È utile considerare anche il tipo di materiale
con cui il tacco sarà realizzato perché sono elementi condizionanti l’altezza e la corona. Ad esempio:
• se il tacco viene previsto solo laccato, l’altezza e la corona vanno
aumentati di 1mm;
• se il tacco viene previsto solo foderato cuoio, l’altezza va aumentata di 1mm e la corona va ristretta di 1mm;
• se il tacco è iniettato cuoio, l’altezza va aumentata di 1mm e la
larghezza finita della corona va considerata con copertura di
1mm più larga.
In ogni caso sono tutte considerazioni che devono essere pianificate
e valutate prima di procedere alla modellazione digitale di un tacco.
L’esempio di seguito sviluppato intende fornire tutte le indicazioni
utili per un corretto approccio alla modellazione digitale di un tacco, partendo dapprima dalla definizione della corona.
61
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
1. Dopo aver realizzato il sottopiede inferiore, come esposto nel
precedente Cap.II, e dopo aver considerato il tipo di materiale
utilizzato per il tacco, si ricava la corona dall’area della boetta
(simmetrica), originata durante la definizione dello standard del
sottopiede.
2. Si fissa l’altezza del tacco (che dipende dalla forma) e si estrae
la curva isoparametrica mediana dalla superficie inferiore della
forma digitale. Tale curva va trattata con le dovute cautele perché deve essere sottoposta ad analisi preventiva in maniera tale
da eliminare brusche variazioni di curvatura. In tal modo si
ricava sia l’inclinazione del tacco sia la curva dell’abbassamento. Si estrae infine, sempre dalla superficie inferiore della
forma, un’altra curva isoparametrica, ortogonale alla precedente,
in maniera tale da ricavare la curva della concavità. Anche tale
curva deve essere sottoposta ad analisi ed eventualmente corretta
in modo da adattarla allo standard. Si eseguono alcuni controlli
metrici ed angolari in modo da rispettare il più possibile quanto
stabilito dagli standard. Come è possibile notare, con pochi passaggi, si sono determinati tutti i dati tecnici per la definizione del
tacco. La Fig.IV.9 chiarisce quanto affermato.
3. È ora immediato ricavare la superficie della cava del tacco con
una semplice Sweep1 (Fig.IV.10). Definito il profilo superiore
del tacco (che va disegnato nel piano che contiene la corona), si
proietta tale contorno sulla superficie a doppia curvatura e si
ottiene in tal modo la superficie cava del tacco che rispetterà sia
l’inclinazione, sia l’abbassamento imposti dalla progettazione.
62
Capitolo IV – Il tacco
Figura IV.9 – Definizione dei cinque elementi tecnici per la costruzione di un tacco
ricavati dal sottopiede inferiore (boetta) e dalla superficie inferiore della forma digitale.
4. Si estrae la cava e si disegnano gli elementi stilistici del tacco
(profilo inferiore, profili anteriore e posteriore, eventuali profili
laterali). In tal modo si viene a creare l’impalcatura di curve
NURBS che andranno successivamente connesse tra loro per generare le superfici. Si rammenta che è sempre necessario procedere ad un’analisi delle curve di stile, altrimenti potrebbero generarsi superfici con la presenza di singolarità (grinze, pieghe,
polisuperfici, etc.).
63
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
Figura IV.10 – Formazione della superficie della cava del tacco e proiezione del profilo
superiore del tacco sulla superficie.
In taluni casi è opportuno servirsi dei disegni elaborati dallo
stilista: in questo caso è sufficiente inserire la scansione dei
disegni come sfondo e procedere al ricalco, in maniera tale da
restare il più possibile aderenti alle intenzioni progettuali dello
stilista, evitando in tal modo di dover intervenire più volte sulla
modifica degli elementi stilistici, con aggravio dei tempi di
realizzazione del tacco. La Fig.IV.11 mostra il tracciamento delle
curve stilistiche pronte per essere connesse in superfici NURBS.
64
Capitolo IV – Il tacco
Figura IV.11 – Generata la cava si disegnano le curve stilistiche del tacco che potrebbero
essere connesse con superfici NURBS.
5. Il modulo software proposto è in grado di creare qualsiasi
superficie da curve NURBS. La Fig.IV.12 illustra la creazione
del tacco dopo la ge-nesi delle superfici. Come si può notare il
tacco segue l’andamento della curva di abbassamento.
65
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
Figura IV.12 – Formazione delle superfici anteriore e posteriore del tacco.
Figura IV.13 – Analisi di curvatura sulle superfici del tacco e formazione dell’incavo per
l’inserimento della spina e del soprattacco.
66
Capitolo IV – Il tacco
6. Si procede infine ad un’analisi della curvatura (con la tecnologia
Zebra Strip) e alla chiusura di eventuali bordi aperti, in modo da
verificare che non siano presenti difetti sulla superficie e trasformare il tacco composto da superfici separate in un unico solido ermetico (chiuso), per apportare ulteriori modifiche, quali
l’inserimento della spina e del soprattacco. La Fig.IV.13 evidenzia l’analisi di curvatura sulle superfici del tacco e la formazione
dell’incavo per l’inserimento della spina e del soprattacco.
La procedura per la realizzazione della zeppa non si differenzia
rispetto a quella del tacco, pur essendo la zeppa asimmetrica. La zeppa va
ad interessare una parte piuttosto consistente del famice della forma (e
talora anche la pianta), dove non può essere imposta la simmetria che è
possibile realizzare nella corona del tacco. Una volta prodotta la zeppa
destra, e verificato che il solido generato al CAD sia ermetico (chiuso), si
crea una copia speculare ottenendo la zeppa sinistra. In Fig.IV.14 viene
illustrato il procedimento generale per modellare una zeppa con il modulo
software proposto.
Figura IV.14 – Modellazione di una zeppa.
67
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
IV.5 RAGGRUPPAMENTI PER IL TACCO
I tacchi possono essere divisi in tre o anche quattro raggruppamenti.
Un gruppo tacco è rappresentato da un bloccaggio delle dimensioni di una
taglia base che può essere adattata e resa compatibile con altre taglie di
misura differente rispetto a quella base. In Tab.IV.1 e Tab.IV.2 sono
rappresentati esempi di taglie per il tacco in tre e quattro raggruppamenti.
Tabella IV.1 - Esempio di taglie per il tacco in tre raggruppamenti.
MISURE
1
2
3
4
Base n°.
35
37 ½
40
-
dal 34 al 36 ½
dal 37 al 38 ½
dal 39 al 41 ½
-
Compatibilità
Tabella IV.2 - Esempio di taglie per il tacco in quattro raggruppamenti.1
MISURE
Base n°.
Compatibilità
1
1
2
3
4
34 ½
36 1/2
38 1/2
40 ½
dal 34 al 35 ½
dal 36 al 37 ½
dal 38 al 39 ½
dal 40 al 41 ½
Le misure sono valide per il tacco rivestito pelle, a coda o applicato. Si riferiscono al tacco
in plastica finito privo di sottotacco. Per tacco laccato, solo foderato cuoio e iniattato
valgono le considerazioni espresse nel paragrafo precedente.
68
Capitolo IV – Il tacco
Per la zeppa le taglie possono essere inserite in cinque raggruppamenti secondo la Tab.IV.3 di seguito rappresentata.
Tabella IV.3 - Esempio di taglie per la zeppa in cinque raggruppamenti.
MISURE
Base n°.
1
2
3
4
5
34 ½
36
37 ½
39
40 ½
37-37½-38
38½-39-39½
40-40½-41
Compatibilità 34-34 ½-35 35½-36-36½
69
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
70
Conclusioni
CONCLUSIONI
La soluzione/personalizzazione software proposta in questo progetto
non si pone l’obiettivo di sostituire le soluzioni esistenti. Esse risultano
idonee a risolvere le diversificate problematiche progettuali che costituiscono la multiforme casistica aziendale. Intende, invece, integrarsi con gli
altri sistemi informatici, operando come strumento di raccordo tra la fase
progettuale del calzaturificio e quella dei fornitori i componenti.
La ricerca, effettuata per definire un software di base idoneo allo
sviluppo delle personalizzazioni previste, ha consentito di individuare in
Rhinoceros® della McNeel & Ass. con relativi Plug-in denominati
Expander® e Shot®, la soluzione più vicina alle specifiche di progetto.
Il software di base prescelto richiede investimenti contenuti, è di facile utilizzo, è molto diffuso a livello nazionale ed internazionale, è tecnicamente valido ed è facilmente integrabile con le altre soluzioni presenti
nelle Aziende in quanto consente l’importazione e l’esportazione di molti
formati di files.
Le personalizzazioni realizzate e la sperimentazione effettuata, inizialmente in un ristretto campione di imprese e, successivamente, in tutte
le aziende aderenti al progetto, ha fornito risultati coerenti con le ipotesi
progettuali, portando alla validazione delle metodologie adottate per la realizzazione dei componenti sottopiede, suola e tacco.
Non sono stati registrati ostacoli di sorta e le soluzioni applicative
adottate per affrontare le problematiche di progettazione dei differenti
prototipi di calzatura, sono sempre state trovate nell’ambito della strumentazione esistente.
71
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
È stata, inoltre, sorprendente la facilità con cui il software ha potuto
integrarsi con le altre soluzioni presenti in azienda.
L’attività principale di ricerca, sviluppo, personalizzazione e sperimentazione delle soluzioni software realizzate è stata supportata da azioni
di accompagnamento. A tutte le aziende aderenti al progetto, è stata fornita una postazione CAD completa di tavoletta grafica, scanner, stampante a
colori e concessa una licenza in comodato gratuito relativa agli applicativi
di base Rhinoceros®, Expander® e Shot®. Sono state, inoltre, realizzate
numerose iniziative formative per facilitare, quanto più possibile, la conoscenza di questi nuovi strumenti.
Siamo dell’avviso che l’iniziativa produrrà risultati estremamente
importanti dal punto di vista culturale e tecnico con ricadute positive sul
tessuto produttivo delle PMI del Distretto. Essa consentirà, infatti, di rendere questi strumenti, fortemente innovativi, immediatamente fruibili, anche, dalle piccole e piccolissime aziende di parti e componenti che costituiscono uno dei veri punti di forza del distretto .
Il successo dell’iniziativa appare assicurato. Esiste la concreta
possibilità di dar vita ad un nuovo progetto per la realizzazione di nuovi
moduli software per la progettazione di tomaie e fodere . Una particolare
attenzione sarà rivolta agli aspetti economici; prevediamo che i costi che
verranno sopportati saranno nettamente inferiori rispetto a quelli derivanti
dall’uso dei software già presenti sul mercato.
72
Appendice
APPENDICE
WORKSPACE PERSONALIZZATO
GENERALITÀ
Con il modulo software proposto è possibile creare uno workspace
personalizzato in maniera da facilitare il lavoro per la creazione del
sottopiede, della suola e del tacco. Si tratta di barre degli strumenti personalizzate che contengono dei comandi di lavoro disposti in maniera
sequenziale, senza dover utilizzare i numerosi comandi contenuti all’interno del modulo software. L’utente potrà in tal modo servirsi di comandi
specifici e adatti all’uso, potrà inoltre condividere con altri il proprio
spazio di lavoro definendo un linguaggio comune a tutti gli operatori del
settore. Le barre dei comandi possono essere caricate in qualsiasi momento
all’interno del modulo software.
CREAZIONE DI UNO WORKSPACE
Di seguito viene descritta la procedura per creare e personalizzare
uno workspace di Rhinoceros® ed i relativi plug-in, creando barre degli
strumenti condivisibili con altri operatori. Il workspace così creato può
73
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
essere utilizzato da terze parti per un normale utilizzo nella loro attività
produttiva.
• Si apre una normale sessione di lavoro vuota (senza modelli o
altre geometrie) di Rhinoceros®;
• dalla barra del Menu si selezioni: Tools > Toolbar Layout > New.
Si aprirà la finestra di dialogo denominata Toolbars rappresentata
in Fig.1;
• dal menu della finestra di dialogo
Toolbars si selezioni: File > New;
• si aprirà la nuova finestra di dialogo Save Toolbar Collection
mostrata in Fig.2;
• nel campo Nome file: si assegni il
nome al nuovo Workspace, per
esempio digitando ICT PROGETTO SPERIMENTALE;
• nel campo Salva in: si salvi il
workspace
dentro
la
cartella
System di Rhinoceros®. Il workspace sarà salvato con l’estensione “.tb” (tipica dei workspace di
Rhinoceros®). Si clicchi sul pulsante Salva per uscire dalla finestra di dialogo.
74
Figura 1 - Finestra di dialogo
Toolbars: il primo passo per
accedere alla personalizzazione
di uno workspace in
Rhinoceros®.
.
Appendice
Figura 2 – Finestra di dialogo Save Toolbars Collection dove inserire il proprio workspace
e salvarlo nella cartella System di Rhinoceros®.
• Dopo aver chiuso la finestra
di dialogo mostrata in Fig.2,
apparirà nuovamente la finestra Toolbars con il nome
assegnato in precedenza ma
con il campo delle Toolbars
vuoto (per il momento), come
illustrato in Fig.3.
Figura 3 - Finestra di dialogo
Toolbars: il contiene il nome della
categoria ICT- PROGETTO
SPERIMENTALE ma il campo delle
Toolbars (Barre degli strumenti)
risulta vuoto perché non sono ancora
state create e personalizzate.
.
75
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
CREARE E PERSONALIZZARE LE TOOLBARS
Si tratta ora di creare e personalizzare, all’interno della categoria
creata in precedenza, le singole Toolbars che andranno a comporre il
progetto ICT – PROGETTO SPERIMENTALE.
• Evidenziata nella finestra di dialogo di cui alla Fig.3 la categoria
da personalizzare, si rende necessario creare le toolbars che
comporranno il workspace;
• dalla finestra di dialogo Toolbars si selezioni: Toolbars > New.
•
Si aprirà la finestra di dialogo
Toolbars Properties mostrata
in Fig.4. Si accettino i valori
indicati per default (impostazione predefinita sulle dimensioni delle icone di comando)
e si digiti il nome da assegnare alla nuova Toolbar, per
esempio Sottopiede. Tutti i
comandi che si andranno ad
inserire in detta Toolbar sono
in grado di generare il sottopiede dalla forma digitale.
Figura 4 - Finestra di dialogo
Toolbars Properties: in essa è
possibile assegnare un nome alla
nuova barra degli strumenti che si
andrà a personalizzare.
• Nell’elenco delle Toolbars comparirà ora la barra degli strumenti
denominata Sottopiede che però risulta vuota. Si osservi la Fig.5.
76
Appendice
Figura 5 – Finestra di dialogo Toolbars che contiene in elenco la barra degli strumenti
Sottopiede ma risulta ancora vuota.
• La personalizzazione della barra Sottopiede è immediata. Basta
inserire i relativi pulsanti che seguano un ordine proprio e sequenziale nelle fasi di elaborazione del sottopiede, ivi comprendendo i comandi per lo Spianamento, duplicazione dei bordi della superficie espansa, analisi delle curvature e strumenti
di editing della curva ricavata dallo spianamento. La Fig.6
mostra la barra degli strumenti Sottopiede personalizzata.
Figura 6 – La barra degli strumenti Sottopiede personalizzata. Con essa è possibile ricavare
il sottopiede dalla forma digitale.
77
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
Lo stesso criterio si applica per le altre barre degli strumenti per
generare Suola e Tacco. Il workspace creato risulta essere
®
contenuto nella cartella System di Rhinoceros . Vedi Fig.7.
Figura 7 – Il workspace creato e personalizzato è contenuto nel System di Rhinoceros®.
Esso può essere esportato e inserito in qualsiasi altra stazione di lavoro.
78
Indice delle tabelle
INDICE DELLE TABELLE
Tabella IV.1
- Esempio di taglie per il tacco in tre raggrup-
69
pamenti
Tabella IV.2
- Esempio di taglie per il tacco in quattro rag-
70
gruppamenti
Tabella IV.3
- Esempio di taglie per la zeppa in cinque rag-
70
gruppamenti
79
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
80
Indice delle figure
INDICE DELLE FIGURE
Figura I.1
- Validazione del sottopiede per uno standard tipo
A (a), tipo B (b) e tipo C (c)
Figura I.2
- Validazione dei tacchi
Figura II.1
- Una forma digitale NURBS scomposta in tre
16
17
parti: dalla parte inferiore è possibile ricavare il
sottopiede
Figura II.2
- La superficie NURBS a doppia curvatura della
parte inferiore della forma digitalizzata
Figura II.3
21
22
- Impostazione dei parametri della MESH di una
forma digitale prima di eseguire operazioni di
spianamento di alcune parti componenti la forma
digitale medesima
Figura II.4
- Spianamento della superficie inferiore di una for-
ma digitale a doppia curvatura su di un piano
Figura II.5
27
- Definizione di tre standard del sottopiede di tipo
A, B e C
Figura II.7
25
- Definizione delle due aree della boetta e del fa-
mice interessate da uno standard del sottopiede
Figura II.6
24
29
- Tracciamento del cerchio e dell’asse di mezzeria
posteriore della curva spianata del sottopiede con
individuazione del punto P0
Figura II.8
30
- Individuazione dei punti P1 e P2 equidistanti
dall’asse di mezzeria nella parte posteriore del
81
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
sottopiede
Figura II.9
- Individuazione dei punti P3 e P4 per la defi-
nizione dell’area della boetta
Figura II.10
32
- Ottimizzazione dello standard e calcolo della
deviazione nella zona della cava del famice
Figura II.12
31
- Definizione dello standard con l’individuazione
dell’area della boetta e del famice
Figura II.11
30
33
- Analisi del grafico di curvatura sulla curva che
definisce il sottopiede in uno standard di tipo C.
L’analisi delle curve è un’operazione fondamentale per uno sviluppo corretto di tutti i componenti tecnici di una calzatura
Figura II.13
35
- Analisi del grafico di curvatura che evidenzia
diffuse e brusche variazioni di curvatura sulla
curva del sottopiede anteriore. La curva deve essere ottimizzata per poterla utilizzare nella creazione di altri componenti tecnici della calzatura
Figura II.14
36
- Creazione della dima di controllo del sottopiede
inferiore (in rosso). Il margine di fresatura è determinato dall’altezza del tacco
Figura II.15
37
- Sviluppo in taglie di una suola (sottopiede) alle
varie numerazioni. È possibile etichettare le varie
taglie con la numerazione corrispondente
Figura III.1
39
- Differenti tipologie di suole classificate in rap-
porto alla forma. Il contorno di colore rosso definisce il fondo della suola
82
42
Indice delle figure
Figura III.2
- Le quattro aree ricavate dal sottopiede inferiore
per definire il progetto di uno standard della
suola
Figura III.3
- Gli standard degli spessori sulle quattro aree
della suola
Figura III.4
44
45
- Normalizzazione della curva del sottopiede
inferiore e individuazione delle quattro aree dove
assegnare gli incrementi di spessore
Figura III.5
46
- Definizione degli incrementi di spessore (di
colore rosso), su un sottopiede inferiore di tipo C
normalizzato per ricavare la dima della suola
47
Figura III.6
- La dima della suola a fondo chiuso
48
Figura III.7
- Dime di suole
49
Figura III.8
- Modelli 3D di suole
50
Figura III.9
- Modelli 3D di suole con studio della tomaia per
una scarpa sportiva da ciclista
Figura III.10
50
- Modelli 3D di una suola complessa a differenti
gradi di rigidezza. Lo studio deriva da un’approfondita analisi anatomica delle parti sottocutanee
del piede
Figura IV.1
- Differenti tipologie di tacco: tacco coda (a),
tacco Bally (b) e zeppa (c)
Figura IV.2
- Differenti forme di tacchi per linea
Figura IV.3
- Prototipi di tacchi in resina ottenuti con fresatrice
a controllo numerico sui dati del modello CAD.
Figura IV.4
51
54
55
56
- Dati tecnici e stilistici per la progettazione del
83
Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiedi, tacchi e suole
tacco
Figura IV.5
57
- Definizione della curva dell’abbassamento del
tacco. È possibile ricavare tale curva dalla superficie inferiore della forma digitale
Figura IV.6
- Definizione dello standard per la concavità del
tacco
Figura IV.7
60
- Definizione dello standard sull’inclinazione del
tacco
Figura IV.9
59
- Definizione dello standard sulle dimensioni della
corona del tacco
Figura IV.8
58
60
- Definizione dei cinque elementi tecnici per la
costruzione di un tacco ricavati dal sottopiede inferiore (boetta) e dalla superficie inferiore della
forma digitale
Figura IV.10
63
- Formazione della superficie della cava del tacco
e proiezione del profilo superiore del tacco sulla
superficie
Figura IV.11
64
- Generata la cava si disegnano le curve stilistiche
del tacco che potrebbero essere connesse con superfici NURBS
Figura IV.12
- Formazione delle superfici anteriore e posteriore
del tacco
Figura IV.13
65
66
- Analisi di curvatura sulle superfici del tacco e
formazione dell’incavo per l’inserimento della
spina e del soprattacco
Figura IV.14
84
- Modellazione di una zeppa
66
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Sviluppo di un software CAD per la progettazione integrata di sottopiede, tacco e suola
DISTRETTO
CALZATURIERO
VENETO
Sviluppo
di un software CAD
per la progettazione
integrata di sottopiede,
tacco e suola
Relazione finale progetto di ricerca / Dicembre 2006