Der venezianische Mittelstreckenläufer Miro Buroni beschloss nach Abschluss seines Universitätsstudiums, seine beiden großen Leidenschaften zu verbinden: die Leichtathletik und das Design.
So entwickelte er Pleko, einen Leichtathletikschuh (im Fachjargon: „Nagelschuh“) mit einem völlig neuen und revolutionären Konzept für den Sektor der Spezial-Sportschuhe: ein maßgeschneiderter Schuh mit innovativen Eigenschaften in Bezug auf Produktionstechnologie und Material.
Für die Entwicklung von Pleko hat Miro auf das Know-how und die Unterstützung von zwei Unternehmen gesetzt: Diadora für die historische Analyse und das Design und CRP Technology für die Herstellung der Sohle-Zwischensohle und der Rippen durch professionellen 3D-Druck mit den Verbundwerkstoffen der Windform® TOP-LINE.
Entstehungsprozess: die Analysen
Biomechanische Analyse und 3D-Scan
Die Herstellung des Pleko beginnt mit einem dreidimensionalen Scan des Fußes des Athleten.
Darauf folgt die biomechanische Analyse des Laufvorgangs, des Auftretens und des Drucks des Fußes auf den Boden, all dies ebenfalls durch einen 3D-Scan des Fußes.
Das Ergebnis ist eine Reihe mathematisch perfekter und realitätsnaher Daten, die der Designer nutzt, um ein maßgeschneidertes Produkt zu entwerfen.
„Mit diesem Mapping“, erklärt Buroni, „sind wir in der Lage, den Schuh auf die Bedürfnisse des Einzelnen in Bezug auf die Fußstruktur und die sportliche Leistung abzustimmen und so jeden Sportler zu einem echten „Spitzensportler“ machen, der über sein Schuhwerk und die damit verbundenen Bedürfnisse mitbestimmen kann.“
Darüber hinaus ermöglichen uns das Scannen und die biomechanische Analyse, die beste Anordnung der Traktionselemente unter der Sohle herauszufinden, die im Sportjargon als „Spikes“ bezeichnet werden.
Untersuchung der Rippen
Ein wesentliches Merkmal des Pleko ist der perfekte Zusammenhalt zwischen der Sohle-Zwischensohle und dem oberen Teil des Schuhs, der den Fuß umhüllt. Diese Kompaktheit wird durch eine Reihe von Rippen begünstigt, die unter der Sohle beginnen, in Übereinstimmung mit den Linien der maximalen Anstrengung, die beim Laufen erzeugt wird. Das Ergebnis ist eine käfigartige Struktur, die die folgende Aufgaben hat:
- den Fuß zu stützen, um die Lauftechnik zu verbessern
- die kinetische Energie zu übertragen und ihre Streuung zu minimieren, um eine perfekte Übereinstimmung zwischen dem Fuß und dem Laufvorgang zu gewährleisten
Untersuchung der Schnürsenkel
Auf die Rippen folgt die Untersuchung der Schnürsenkel.
Die Übereinstimmung zwischen den Rippen/Kraftlinien und dem von den Schnürsenkeln erzeugten Halt ermöglicht es, dass der Fuß vollständig vom Schuh umhüllt wird.
Ein unzureichender Halt oder die falsche Wahl des Materials kann zu einem Energieverlust führen. Bei Pleko, der die beste kinetische Kette gewährleistet, kommt das nicht vor.
Herstellung von Sohle, Zwischensohle und Rippen
Untersuchung von Material und Herstellungstechnik
Nachdem Buroni die notwendigen Designinformationen für die Umsetzung erhalten hatte, entschied er sich für die additive Fertigung, um die tragende Struktur des Pleko, bestehend aus Sohle-Zwischensohle, Rippen und Stollen, zu herzustellen.
Die Suche konzentrierte sich auf ein Unternehmen, das einen professionellen Service für den 3D-Druck und ein Material mit „ausgezeichneter Biegefestigkeit“ bieten konnte.
Aus diesem Grund wählte Buroni die Firma CRP Technology und eines ihrer Spitzenmaterialien, Windform® SP, für das Verfahren der Pulverbettfusion / das selektive Lasersintern.
Windform® SP ist ein mit Kohlefasern verstärktes Material auf Polyamidbasis mit ausgezeichneten Eigenschaften in Bezug auf Verformungsbeständigkeit und Elastizität: „Das sind genau die Eigenschaften, die ein Sportschuh haben muss“, kommentiert Buroni.
Die Bedeutung des Materials Windform® SP
Das Herstellungsmaterial spielt eine wichtige Rolle: Die Analyse der Kräfte, die der Sportler beim Laufen auf den Schuh überträgt, und die damit verbundenen Anforderungen bestätigen, dass der Erfolg des Projekts vom Herstellungsmaterial der Sohle, der Zwischensohle und der Rippen abhängt.
Nur ein Material mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften würde es Buroni ermöglichen, innovative Schuhe im 3D-Druck herzustellen. Dieses Material ist Windform® SP.
„Windform® SP“, betont Miro, „ist auch bei sehr geringen Stärken verformungsbeständig. Diese Eigenschaft des Materials hat es mir ermöglicht, eine grundlegende Verbesserung des traditionellen Spezial-Sportschuhs herbeizuführen: eine perfekte Umhüllung des Fußes, die auf eine Erhöhung des Komforts und eine Verbesserung der Leistung und der sportlichen Effizienz abzielt.“
Besonderheiten des im 3D-Druck mit Windform® SP hergestellten Teils: Rippen, Spikes und Grip
CRP Technology stellt die Sohle, die Zwischensohle, die Rippen – die unter der Sohle beginnen – und Spikes des Pleko als eine Einheit her.
Dank der Rippen umschließt die Struktur des Windform® SP den Fuß des Athleten wie ein Käfig, der den Fuß umhüllt und eine Verbesserung der Lauftechnik ermöglicht. Die Rippen haben eine besondere Aufgabe: Sie transportieren die kinetische Energie, die bei der biomechanischen Bewegung des Laufens freigesetzt wird, und verhindern ihre Zerstreuung.
Buroni präzisiert: „Spezial-Sportschuhe bestehen aus einer Sohle mit Zwischensohle und Schaft. Diese Teile, die miteinander verbunden sind, werden unter Belastung zu zwei getrennten Körpern, die asynchrone und zerstreuende Bewegungen der kinetischen Kette erzeugen. Der Pleko vermeidet diese Erscheinung durch den aus Windform® SP gefertigten Teil, in dessen Inneren sich der sockenähnlichen Schaft befindet, der fast vollständig von der Struktur getrennt ist und ausschließlich für den Schutz des Fußes verantwortlich ist.“
„Während des Laufens“, – fährt Buroni fort – „wird eine beträchtliche Kraft auf die Schuhe ausgeübt, die durch den von der kinetischen Kette des Körpers des Sportlers erzeugten Schwung entsteht.
Die Stollen an der Sohle ermöglichen einen geringen Kraftverlust, andererseits ist die Beanspruchung am Schuh maximal. Diese Beanspruchung ist äußerst wichtig, um das Laufen und die Leistungen bei den Wettläufen zu verbessern.“
Es liegt daher auf der Hand, dass das Herstellungsmaterial der Stützstruktur des Schuhs optimal auf die beim Laufen auftretenden Belastungen und Verformungen reagieren muss.
„Außerdem“, fährt Mirko fort, „ermöglicht es der „Käfig“ aus Windform® SP dem Athleten dank der rauen Stellen und der Greifpunkte, die ich unter der Sohle angeordnet habe, die größtmögliche Kraft zu entwickeln, ohne dass Energie verloren geht. An den Stellen, an denen am meisten Druck durch den Fuß ausgeübt wird, habe ich tiefere Traktionselemente angebracht und in den anderen Bereichen kleinere Gripelemente gelassen, die aber in jedem Fall für die Leistungsfähigkeit des gesamten Systems von grundlegender Bedeutung sind.“
Nach Abschluss der Herstellung des tragenden Teils und nach den letzten Tests des fertigen Schuhs zeigte sich Buroni sehr zufrieden mit den erzielten Ergebnissen: „Die Planungs- und Fertigungstechnologien sowie die mechanischen Eigenschaften des Materials haben dem gesamten Projekt einen starken innovativen Charakter verliehen, der es ermöglicht, das Maximum bei der persönlichen Gestaltung und Spezialisierung zu erreichen. Ich bin sehr zufrieden mit meinen mit 3D-Druck und Windform® SP gefertigten Plekos.“
Zusätzliche Vorteile: Unfallverhütung, Schutz und Rehabilitation
Der verbesserte Komfort führt auch zu einem neuen Ansatz bei der Unfallverhütung, der Rehabilitation und dem Schutz vor Verletzungen
Buroni kommentiert: „Dank des hohen Maßes an individueller Anpassung gehen die Pleko-Schuhe auf die individuellen Bedürfnisse des Athleten ein: Sie können zum Beispiel Rehabilitationsmaßnahmen im Zusammenhang mit einer früheren Verletzung unterstützen, aber auch dabei helfen, ein nicht perfektes Laufverhalten zu korrigieren und so zukünftigen Verletzungen vorzubeugen.“
