8 июля 2010 года в Санкт-Петербургском государственном университете технологии и дизайна прошел семинар на тему «CAD/CAM-технологии в обувной промышленности», организованный кафедрой Дизайна и конструирования обуви совместно с английской компанией Delcam (www.delcam.ru). В работе семинара приняло свыше 30 специалистов ведущих обувных предприятий Северо-западного региона РФ, в числе которых ФГУП «Санкт-Петербургская фабрика ортопедической обуви», «Санкт-Петербургский научно-практический центр медико-социальной экспертизы, протезирования и реабилитации инвалидов им. Г.А.Альбрехта Росздрава», компания Burgershoes, фабрика детской обуви "Скороход" и другие.

Сотрудничество компании Delcam с Санкт-Петербургским государственным университетом технологии и дизайна началось еще в 2002 г. В рамках образовательной программы, проводимой компанией Delcam в России и странах СНГ, Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна в 2008 году получил 10 рабочих мест системы Crispin для оснащения компьютерного класса.

Работу семинара открыл заведующий кафедрой Дизайна и конструирования обуви к.т.н., доц. Олег Константинович Тулупов. В своей вступительной речи он подчеркнул высокую эффективность применения специализированного программного обеспечения при проектировании и производстве серийной обуви, которое позволяет автоматизировать процесс выполнения рутинных операций и сделать работу конструктора эффективнее.

Основной акцент в работе семинара был уделен возможностям программных продуктов Crispin (разработка компании Delcam plc), предназначенного для компьютерного дизайна, 3D-моделирования и технологической подготовки производства серийной обуви, а также индивидуальной и ортопедической обуви. Живую демонстрацию возможностей модульной системы Crispin осуществляли Питер Торн из Delcam Crispin (Великобритания) и Алексей Кривобок из Петербуржского представительства компании Delcam plc. В своих демонстрациях они подробно рассмотрели все основные аспекты компьютерного 3D-дизайна, проектирования и производства обуви.

Английская компания Delcam plc – один из мировых лидеров в разработке и продаже компьютерных программ, предназначенных для трехмерного проектирования, производства и контроля качества изделий и технологической оснастки сложной формы. Компания Delcam начала свою деятельность в 1968 году в университете Кембриджа, и в настоящее время в ней работает свыше 900 сотрудников. Головной офис компании Delcam находится в г. Бирмингем (Великобритания). Через сеть своих 225 офисов и совместных предприятий, компания ведет успешную деятельность более чем в 80 странах мира. На территории постсоветского пространства компания Delcam работает с 1989 года, и на сегодняшний день в России, Украине и Беларуси работает восемь региональных представительств и торговых партнеров, которые осуществляют поставку и техническое сопровождение программных продуктов.

Всемирную известность компания Delcam приобрела, главным образом, благодаря своей CAM-системе (Computer Aided Manufacturing) PowerMILL, которая была и остается одной из самых совершенных программ для программирования наиболее сложной непрерывной пятиосевой механообработки на станках с ЧПУ. В обувной промышленности система PowerMILL используется для изготовления технологической оснастки (пресс-форм) для литья подошв спортивной обувной, обработки колодок и мастер-моделей подошв на многоосевых фрезерных станках с ЧПУ.

Начиная с 2003 года в рамках проекта EUROShoE компания Delcam начала разработку собственных решений для производителей обуви. Этот международный проект, поддерживаемый 34 организациями из девяти европейских стран, был направлен на развитие и модернизацию обувной промышленности, ориентированной на выпуск массовой унифицированной продукции. Целью EUROShoE являлось развитие методов изготовления, которые делали возможным производство качественной обуви по низкой цене, доступной для массового потребителя. Решение этой задачи было невозможным без применения компьютерного 3D-моделирования и подготовки производства.

Первым узкоспециализированным решением компании Delcam для обувной промышленности был пакет PS-Shoemaker, предназначенный для автоматизации ряда стандартных операций, выполняемых при моделировании подошв обуви и проектировании пресс-форм. PS-Shoemaker быстро завоевал лидирующие позиции в индийской обувной промышленности и стал популярен в Италии.

В 2006 году компания Delcam приобрела фирму Crispin – известного разработчика специализированных систем для проектирования обуви. В результате объединения, компания Delcam смогла выпустить на рынок новый пакет Crispin Sole Engineering – первое в мире интегрированное специализированное программное решение для производителей обуви. Это решение объединило в себе лучший опыт, накопленный разработчиками при создании пакетов Crispin и PS-Shoemaker. Благодаря тесной интеграции всех модулей, пакет Crispin стал охватывать все этапы проектирования обуви – от создания колодки до изготовления пресс-формы для подошвы.

Одним из самых первых заказчиков Delcam из обувной промышленности, на производстве которого апробировался новый пакет Crispin, была компания Nike. Сегодня самыми известными торговыми брендами, использующими программное обеспечение Crispin для производства спортивной обуви, являются фирмы Adidas, Brooks Sports, New Balance, Nike и Reebok. Также компания Bauer активно использует ПО фирмы Delcam для разработки и производства спортивной амуниции, в том числе, хоккейных и роликовых коньков. В 2007 году четыре новых всемирно известных бренда выбрали для проектирования обуви пакет Crispin: Kumps, Brown Shoes, Columbia Sportswear Company и Under Armour. Кроме того, два производителя обуви в Великобритании, – компании Cheaney’s и Churches (обе – подразделения фирмы Prada), перешли работать в Crispin из конкурирующих решений после проведенных конкурсов. На сегодняшний день во всем мире насчитывается уже порядка полутора тысяч компаний-пользователей пакета Crispin.

Процесс проектирования обуви в системе Crispin начинается с разработки трехмерной модели колодки в модуле LastMaker, которая также может быть получена путем сканирования физического прототипа колодки контактной координатно-измерительной машиной или бесконтактным 3D-сканером и оцифрована в модуле ModelTracer. За основу можно взять и одну из готовых моделей колодок, поставляемых вместе с пакетом Crispin. Геометрия колодки также может быть получена в электронном виде от производителя колодок в стандартных форматах STL или IGES. В процессе работы на предприятии может быть сформирована собственная электронная библиотека моделей колодок. К достоинствам модуля LastMaker можно отнести легкость изучения и удобство работы. Простой графический интерфейс пользователя с удобным меню и клавишами быстрого доступа к командам способствуют быстрому освоению и внедрению продукта в производство.

На основе готовой 3D-модели колодки в модуле Shoe Design выполняется трехмерный дизайн верха обуви: на колодку наносятся стилевые линии, текстуры, швы, шнурки, логотипы и т.д. Стилевые линии или элементы дизайна могут импортироваться из готового проекта, или создаваться непосредственно на колодке с использованием инструмента StyleWizard. Для упрощения работы над дизайном пакет Crispin позволяет проецировать на колодку графические эскизы дизайна изделия, выполненные художником в трех стандартных проекциях. Графический интерфейс системы удобен в использовании и достаточно прост в освоении, а все процедуры 3D-построений максимально автоматизированы. В процессе дизайна непосредственно на криволинейной поверхности колодки задаются все геометрические характеристики элементов изделия, такие как форма элементов и их толщина. Для удобства работы внешнюю и внутреннюю боковые стороны обуви можно моделировать симметричными. При необходимости, задаются также и визуальные свойства компонентов, такие как цвет, текстуру поверхности, коэффициенты отражения и другие характеристики. В процессе формирования швов их тип и величина припуска может задаваться индивидуально для каждого элемента.

Для 3D-моделирования подошв любой степени сложности компания Delcam предлагает семейство программных продуктов Power Solution. При проектировании подошвы конструктор получает в свое распоряжение всю мощь гибридного моделировщика PowerSHAPE, который широко используется в машиностроении для проектирования изделий и технологической оснастки любой степени сложности.

Результатом моделирования в Shoe Design является завершенная 3D-модель обувного изделия, полностью описывающая его геометрические характеристики. Все элементы, включая нитки швов и шнурки, отображаются трехмерными элементами, благодаря чему прямо в пакете Crispin может быть выполнена фотореалистичная визуализация будущего изделия. Фотореалистичная визуализация будет полезна для создания каталогов и маркетинговых материалов еще до создания натурных образцов. Полная подробная 3D-модель обуви также может быть экспортирована в формате STL, например, для изготовления подошвы на установке быстрого прототипирования. Выращенный за одну ночь на установке быстрого прототипирования физический прототип позволяет принять обоснованное решение о целесообразности запуска изделия в производство или доработки дизайна. Бесплатный модуль для просмотра проектов 3DViewer позволяет проводить маркетинговый анализ и обсуждение новых моделей с потенциальными заказчиками используя интернет.

После утверждения 3D-дизайна обуви можно приступать к построению разверток верха обуви и последующему проектированию 2D-шаблонов. Как известно, многие производители делают развертки верха по собственным методикам. Пакет Crispin позволяет адаптировать собственный встроенный метод построения разверток на основе геометрии колодки к принятой на конкретном предприятии методике. Согласование расчетных методик производится путем задания в Crispin группы коэффициентов. После адаптации расчетной методики полученные в Crispin развертки будут точно соответствовать принятым на предприятии стандартам. Развертка элементов модели верха выполняется в автоматическом режиме.

Проектирование шаблонов осуществляется в модуле Engineer. Экспертное участие конструктора требуется при построении элементов, переходящих с внешней на внутреннюю сторону (обычно это «носок» и «пятка»). Проектировщику также требуется задать необходимые расположение швов и величину припуска, а также тип обработки кромок.

После создания деталей обуви можно приступить к этапу их градирования. В пакете Crispin у пользователя есть возможность выбрать и настроить все основные параметры градирования в соответствии с принятыми на предприятии стандартами. Особо отметим, что в процессе градирования можно задать неизменяемые элементы, например, декоративные вставки, эмблемы и т.п. В ряде случаев применение стандартизованных элементов позволяет значительно снизить себестоимость продукции.

С помощью модуля PatternCut осуществляется раскладка элементов и оптимизация раскроя листового материала. В нем же готовятся управляющие программы для режущих столов. Модуль KnifeCut позволяет программировать проекционную резку на режущих системах типа Prospector-1 или Prospector-Lite.

В модуле Stitch Tech, основанном на модуле Engineer, производится подготовка данных для автоматизированных швейных машин (поддерживается большинство типов оборудования). Для реализации сложного дизайна с множеством строчек и швов модуль Stitch Tech использует слои и фильтры.

Следующим шагом является выпуск в модуле TechPac технологической документации для изготовления обуви на любой фабрике в любой точке мира. В этом модуле можно строить технологические диаграммы и создавать операционные карты. Наконец, модуль ShoeCost позволяет произвести анализ себестоимости продукции и минимизировать затраты.

Описанная выше технология проектирования и изготовления обуви может также применяться и при создании ортопедической обуви. В этом случае для 3D-сканирования стопы пациента используется выпускаемый серийно лазерный 3D-сканер. Полученные сканером 3D-данные передаются в модуль OrthoScan для обработки отсканированных данных и создания 3D-модели ноги пациента. Модуль Ortho Last позволяет подобрать по форме и размерам стопы и голени пациента наиболее подходящую из представленных в базе данных колодку и доработать ее с учетом имеющейся деформации стопы. Как правило, для минимизации стоимости ортопедической обуви, сшитой по индивидуальному заказу, используются готовые подошвы. Для дизайна верха ортопедической обуви используется модуль Ortho Design, аналогичный описанному выше модулю ShoeDesign.

В заключение отметим, что применение пакета Crispin по сравнению с традиционными методами проектирования обуви позволяет достичь целого ряда преимуществ, а именно:

• Сократить сроки разработки и запуска в серию новых моделей обуви, что позволит успевать за меняющимися тенденциями моды; 
• Уменьшить сроки изготовления колодок и снизить затраты на их градирование и ручную модификацию; 
• Повысить производительность труда дизайнеров и конструкторов; 
• Использовать в изделии сложные конструктивные и дизайнерские элементы, делая тем самым продукцию более
  привлекательной для потребителя; 
• Создать электронную библиотеку изделий и легко наследовать данные из других проектов; 
• Повысить качество и снизить сроки изготовления сложной технологической оснастки для литья подошв.