OPTIMIZATION OF HOT FORMING PARAMETERS FOR SHOE BLANKS ON A LAST

Keywords: footwear manufacturing, shoe last, press mold, hot forming, basing, unification, shape stability, CAD/CAM systems

Abstract

The paper investigates the features of modern footwear manufacturing under conditions of rapid adaptation to market requirements, the increasing role of advanced materials and technologies, and the necessity of designing components and assemblies joined on complex three-dimensional surfaces. Particular importance is attributed to the process of hot forming of the footwear blank bottom on the last, as it determines the geometric accuracy of the internal shape of the product and its operational performance characteristics. Despite the development of digital modeling and CAD technologies, the problem of local gaps between the last bottom surface and the press mold remains relevant, leading to an uneven distribution of specific pressure, reduced shape stability, and decreased durability of footwear products. The study proposes a scientifically substantiated approach to basing the longitudinal-axial profiles of lasts and press molds within a series of adjacent sizes, relying on stable support zones (heel region, longitudinal arch, and metatarsophalangeal flexion area). A methodology for forming the longitudinal–axial profile of the press mold is developed, taking into account technological allowances, viscoelastic-plastic material properties, and thermal deformations of the footwear blank. Within the scope of the research, geometric gaps between lasts and press molds in the XZ plane were analyzed. It was established that the proposed basing principle according to stable support zones reduces maximum gaps by 20-30 % compared to traditional linear scaling of profiles and localizes them within intersupport segments, ensuring a more uniform distribution of specific pressure during the hot forming process. The use of CAD-based analysis enables the prediction of geometric mismatches, optimization of press mold geometry, and adjustment of technological process parameters for serial footwear production. The practical significance of the study lies in improving the stability of the hot forming process, reducing the volume of corrective operations, decreasing defect rates, and increasing the repeatability of results in serial footwear manufacturing. The proposed approach is compatible with modern CAD/CAM systems and can be integrated into automated production lines without significant equipment modifications, confirming its technological and economic feasibility

References

1. Чертенко Л. П., Каптюрова Д. В., Бондар О. С., Нос О. В. Вдосконалення внутрішньої форми взуття з використанням сучасних прогресивних технологій. Вісник Хмельницького національного університету. Технічні науки. 2022. № 6(1). С. 102–110. DOI: 10.31891/2307-5732-2022-315-6-102-110.
2. Zhang Y., Luximon A., Pattanayak A. K., Zhang M. Shoe-last design exploration and customization. Journal of the Textile Institute. 2012. Vol. 103. No. 5. P. 541–548. DOI: 10.1080/00405000.2011.589576.
3. Надопта Т.А., Домбровський А.Б., Лобанова Г.Є. Принципи базування контурів сліду колодок та прес-форм. Ресурсозберігаючі технології легкої, текстильної і харчової промисловості: матеріали міжнар. наук.-практ. Інтернет-конф. молодих вчених та студентів (Хмельницький, 24 листопада 2022 р.) Хмельницький: ХНУ, 2022. С. 45–50.
4. Присяжний Л. В., Казмірчук О. Д. Технологічні передумови проектування та виготовлення прес-форм для гарячого формування сліду взуття. Вісник КНУТД. 2010. № 4. С. 112–118.
5. Чертенко Л. П., Кернеш В. М., Смоленська Б. М., Бондар О. С. Шляхи підвищення рівня комфортності взуття масового виробництва. Fashion Industry. 2022. № 1(1). С. 20–27. DOI: 10.30857/2706-5898.2022.1.1.
6. Luximon A., Luximon Y. Shoe-last design and development. The Science of Footwear / ed. A. Luximon. Boca Raton: CRC Press, 2013. P. 193–212. DOI: 10.1201/b13021-13.
7. Luximon A., Luximon Y. Shoe-last design innovation for better shoe fitting. Computers in Industry. 2009. Vol. 60, Iss. 8. P. 621–628. DOI: 10.1016/j.compind.2009.05.015.
8. Wang Y., Zhou J., Luximon A. Mass customization of footwear based on digital last and process parameter optimization. Journal of Manufacturing Processes. 2023. Vol. 86. P. 230–241. DOI: 10.1016/j.jmapro.2023.01.018.
9. Li H., Zhou T., Li X., Ma Y. A feature-based shoe-last design and its automatic model construction method in CAD systems. Computer-Aided Design and Applications. 2025. Vol. 22, No. 4. P. 600–615.
10. Стрельченя К. М., Чертенко Л. П., Гаркавенко С. С. Дослідження параметрів формоутворення сліду колодки. Технології та дизайн. 2016. № 2 (19). URL: https://er.knutd.edu.ua
11. Солтик І. Т. Дослідження деформаційних процесів у пакетах матеріалів верху взуття. Вісник Хмельницького національного університету. Технічні науки. 2013. № 5. С. 87–92.
12. Jiménez-Martínez M. Parametric design of shoe lasts for mass customization. International Journal of Clothing Science and Technology. 2020. Vol. 32, No. 4. P. 567–579.
13. Spahiu T., Almeida H., Ascenso R. M. T., Vitorino L., Marto A. Optimization of shoe sole design according to individual feet pressure maps. Computers in Industry. 2021. Vol. 125. Article 103375. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compind.2020.103375
14. Злотенко Б. М., Волянник О. В., Рубанка М. М., Стаценко Д. О., Мельник Г. М. Використання інноваційних комп’ютерних засобів і методів наукових досліджень у взуттєвій галузі. Вісник Хмельницького національного університету. Технічні науки. 2025. № 3(1). С. 382-388. DOI: 10.31891/2307-5732-2025-351-46.
15. Синюк, О., Поліщук, О., Кунцов, О. Моделювання процесу заповнення в’язкою рідиною порожнини прес-форми для лиття деталей взуття. Вісник Хмельницького національного університету. Технічні науки. 2024. Т. 335, № 3(1). С. 472-479.
Published
2025-12-31
Section
CHALLENGES AND DEVELOPMENT PROSPECTS OF LIGHT INDUSTRY