Tranzicija iz tradicionalne industrijske proizvodnje obuće ka digitalnoj fabrikaciji otvara prostor za preispitivanje načina na koji se ponašaju đonovi patika. Dok se savremena industrija oslanja na hemijski optimizovane pene, ovo istraživanje istražuje mogućnosti geometrijskog upravljanja mehaničkim svojstvima kroz parametarske Voronoi strukture.
Oblast i tema
Istraživanje se pozicionira u polje digitalnog dizajna sportske obuće, sa primarnim fokusom na vezu između algoritamski definisane geometrije i biomehaničke efikasnosti. Tema rada je analiza uticaja varijabilne gustine Voronoi ćelija na povrat energije i kontrolu reakcionih sila.
Problem i stanje u oblasti
Dosadašnja praksa masovne proizvodnje, bazirana na livenju homogenih blokova pene (poput PEBA-e), ograničava mogućnost lokalnog prilagođavanja đona specifičnim potrebama korisnika. Industrijski procesi su često nepristupačni za istraživački rad imajući u vidu heterogenost ispitanika odnosno istraživanja su vršena samo na profesionalnim trkačima. Problem leži u traženju balansa: kako putem dostupnih materijala i 3D štampe postići performanse koje su ravne industrijskim standardima.
Cilj istraživanja
Cilj rada je istražiti uticaj varijabilne gustine Voronoi struktura na odraz sile (energy return). Kroz parametarsko modelovanje, istražujemo na koji način zgušnjavanje ili proređivanje ćelija direktno utiče na mehanički odgovor đona pri kontaktu sa podlogom, sa namerom da se postigne optimalan prenos sile bez gubitka stabilnosti.
Kriterijumi dizajna
Razvoj modela počiva na tri inženjerska principa:
- Korelacija pritiska i geometrije: Visina i gustina ćelija prate mapu plantarnog pritiska – zone visokog opterećenja zahtevaju specifičnu strukturnu gustinu radi apsorpcije udara.
- Biomehanički kontinuitet: Gradijent visina (drop od 12 mm) projektovan je radi nesmetanog prenosa težine tokom faze kontakta, eliminisanjem mehaničkih blokada u đonu.
- Tehnološka izvodljivost: Struktura je optimizovana za monolitnu 3D štampu , bez potrebe za dodatnim potpornim strukturama.
Hipoteze
H1: Primenom promenljive gustine Voronoi struktura postiže se kontrolisana disperzija sile udara; umesto da se sva energija koncentriše u jednoj tački, geometrija đona je projektovana tako da silu ravnomerno rasporedi na veću površinu, čime se sprečava prekomerno sabijanje materijala u zonama najintenzivnijeg pritiska.
H2: Kombinacijom gradijenta visine i varijabilne gustine Voronoi ćelija postiže se selektivna mehanička krutost đona: projektovana geometrija omogućava visoku deformabilnost u zoni pete radi amortizacije, uz istovremeno očuvanje strukturne stabilnosti prednjeg dela đona neophodne za efikasan odraz sile.
prikaz mapiranja pritiska
primer Voronoi midsoles