Zellerfeld brevetta uno slicing continuo per scarpe 3D: texture diverse senza creare zone rigide nell’upper

Zellerfeld sta lavorando su un problema che, nella stampa 3D di calzature, è molto meno evidente dell’estetica ma può avere conseguenze dirette sul comfort: come passare da una zona aperta e ventilata dell’upper a una superficie chiusa e liscia senza creare all’interno della scarpa una discontinuità più rigida. Una nuova domanda di brevetto statunitense di Zellerfeld R&D GmbH descrive un sistema nel quale mesh, bande chiuse, superfici ruvide e altre texture vengono definite come proprietà della superficie di un unico modello tridimensionale, mentre lo slicer mantiene il più possibile continua la struttura interna. L’idea è evitare che ogni variazione estetica venga trattata come un volume separato con propri perimetri: quei perimetri possono infatti sommarsi nel punto di contatto e creare una sorta di “isola” di materiale aggiuntivo, modificando localmente flessibilità e sensazione al piede. Il brevetto sposta quindi una parte importante della progettazione della scarpa dal CAD allo slicing, facendo coincidere aspetto esterno, struttura interna, taglia e proprietà meccaniche.

L’applicazione statunitense US20260257416, pubblicata il 3 settembre 2026, porta il titolo Method for Designing and 3D Printing a Shoe With a Plurality of Outer Surface Areas. È una continuazione di precedenti domande appartenenti alla stessa famiglia brevettuale e non rappresenta quindi un concetto nato soltanto nel settembre 2026. La documentazione risale alla domanda internazionale PCT/EP2024/071335, depositata nel luglio 2024, e una precedente prosecuzione statunitense è già sfociata nel brevetto US 12,502,826, concesso il 23 dicembre 2025. La nuova pubblicazione amplia e prosegue la protezione della stessa architettura tecnica. È una distinzione importante: siamo di fronte a una strategia IP articolata nel tempo, non semplicemente all’annuncio di una funzione appena inventata.

Il problema delle scarpe stampate come insieme di regioni separate

Una calzatura completamente stampata in 3D può avere, nello stesso upper, zone con esigenze molto differenti. Vicino alla punta può essere desiderabile una struttura aperta e traspirante; sui lati una superficie può diventare più chiusa; attorno a determinati elementi strutturali può essere necessario aumentare la protezione o cambiare texture. Da un punto di vista puramente visivo è relativamente semplice modellare queste regioni come parti o volumi differenti.

Il problema emerge quando il modello viene trasformato in toolpath. Se ogni regione viene considerata separatamente, lo slicer tende a generare perimetri che delimitano ciascun volume. In corrispondenza della frontiera fra due sezioni possono quindi comparire linee aggiuntive quasi perpendicolari rispetto alla superficie. La conseguenza è un aumento locale di materiale e quindi di rigidezza.

Il brevetto Zellerfeld mostra esplicitamente questo fenomeno attraverso quella che definisce una “island”: una zona nella quale la logica di slicing tradizionale accumula pareti interne non necessarie. In una parte rigida questo potrebbe essere un dettaglio quasi irrilevante; in un upper flessibile che avvolge direttamente il piede può invece trasformarsi in una fascia più dura, un punto che piega diversamente dal resto oppure una discontinuità percepibile durante la camminata.

La soluzione proposta consiste nel partire da un unico volume della scarpa e aggiungere separatamente le informazioni che descrivono l’aspetto desiderato della superficie.

La superficie può cambiare, l’infill sottostante no

Il concetto centrale è relativamente elegante. Immaginiamo due zone adiacenti dell’upper. Nella prima il designer vuole un aspetto mesh, quindi lungo il bordo esterno vengono depositati tratti alternati a spazi vuoti. Nella seconda desidera invece una superficie chiusa e viene aggiunta almeno una linea continua esterna.

Con un approccio convenzionale, la seconda zona potrebbe diventare un volume autonomo e quindi creare una parete verticale in corrispondenza del confine. Nel metodo Zellerfeld, invece, la struttura interna che collega superficie esterna e superficie interna continua attraverso entrambe le regioni. Cambia soltanto il modo in cui viene completata la parte più esterna.

La domanda di brevetto descrive, per esempio, un infill a zig-zag che mantiene densità, distanza e orientamento delle linee anche attraversando il passaggio fra mesh e superficie chiusa. Nella regione chiusa vengono aggiunte una o più linee sul bordo esterno, ma le connessioni verso l’interno rimangono sostanzialmente le stesse di quelle presenti nella regione aperta.

È un dettaglio importante perché permette di separare almeno parzialmente il linguaggio estetico dalla risposta meccanica. Una banda piena può sembrare completamente differente dalla mesh accanto, senza che il materiale interno debba improvvisamente diventare molto più denso.

Il brevetto non riguarda soltanto l’aspetto: l’infill controlla la morbidezza

La documentazione Zellerfeld insiste molto sul rapporto fra orientamento delle linee interne e flessibilità dell’upper. Le linee che collegano direttamente superficie esterna e interna possono comportarsi quasi come piccoli elementi strutturali. Se vengono orientate vicino alla normale alla superficie, il percorso tra le due facce è relativamente diretto e la struttura può risultare più rigida. Un andamento più inclinato permette invece maggiore deformazione.

Questo significa che lo slicer non tratta l’infill semplicemente come materiale necessario a riempire un volume. Angolo, densità, forma e distribuzione diventano parametri con i quali programmare il comportamento locale della scarpa.

È un concetto più vicino al design di un metamateriale che al comune infill di una stampante FFF desktop. Nel caso di Zellerfeld, la struttura interna costituisce parte integrante della funzione della calzatura: deve offrire sostegno, comprimersi sotto carico, flettersi in alcune aree e rimanere più stabile in altre.

Una seconda famiglia brevettuale Zellerfeld, già arrivata nel marzo 2026 al brevetto statunitense US 12,570,040, approfondisce proprio il rapporto tra orientamento delle linee di infill, geometria della superficie e morbidezza del componente. I due brevetti non sono identici, ma mostrano chiaramente una direzione comune: la proprietà della scarpa deve essere generata algoritmicamente dal toolpath, non soltanto disegnata nella geometria CAD.

Non basta ridimensionare una taglia 42 per ottenere una taglia 37

Uno degli aspetti più interessanti del brevetto riguarda le taglie. Nel workflow più semplice si potrebbe generare il G-code di una determinata misura e scalarlo per produrre versioni più grandi o più piccole. Zellerfeld sostiene che questo approccio modifichi inevitabilmente alcune proprietà.

Se la distanza fra le linee viene ridotta insieme a tutta la geometria, una scarpa piccola può ricevere una maggiore quantità relativa di materiale per unità di superficie e quindi diventare più rigida. Lo stesso può accadere con spessore delle pareti e layer.

La soluzione proposta consiste nel creare un slicing specifico per ogni taglia, mantenendo le proprietà desiderate invece di mantenere identico il numero assoluto delle linee. Una fascia esterna può occupare sempre il 10% della larghezza della scarpa, ma il numero di collegamenti interni può cambiare tra un numero 35 e un numero 45.

Il brevetto fa un esempio particolarmente chiaro: se un EU 41 lungo circa 26,2 cm viene semplicemente scalato a un EU 37 da circa 23 cm, la riduzione geometrica è nell’ordine del 12,5%. Scalando il G-code si mantengono però lo stesso numero di layer e sostanzialmente la stessa struttura, comprimendola in uno spazio più piccolo. Il metodo proposto può invece diminuire il numero di layer e rigenerare l’infill in funzione della nuova misura.

L’obiettivo è far sì che due persone con numeri diversi ricevano non soltanto la stessa forma relativa, ma una sensazione simile di morbidezza e flessibilità.

Questo aspetto si collega direttamente alla personalizzazione ZellerFIT

La logica è coerente con l’attuale strategia commerciale di Zellerfeld. La piattaforma non vende soltanto scarpe in numeri convenzionali: propone un sistema di adattamento denominato ZellerFIT, nel quale lunghezza, larghezza dell’avampiede e larghezza del tallone possono essere utilizzate per riadattare digitalmente il prodotto. Nei profili futuri Zellerfeld indica anche parametri come altezza delle dita, collo del piede e supporto dell’arco.

Il brevetto prevede espressamente che il design input possa comprendere misure reali del piede, non soltanto una taglia numerica. Questo apre una prospettiva più interessante del semplice scaling.

Se forma e infill vengono calcolati insieme, modificare la scarpa per un piede più largo non significa necessariamente stirare ogni elemento della stessa percentuale. Lo slicer può variare la quantità e la disposizione delle connessioni interne per mantenere proprietà locali simili.

È quindi possibile immaginare un workflow nel quale:

modello del designer → misure del piede → scelta delle proprietà superficiali → slicing specifico → produzione on-demand.

Questo è molto vicino al modello industriale che Zellerfeld sta già cercando di costruire attraverso le proprie factory di Austin e Amburgo.

Un unico volume rende possibile anche una traiettoria più continua

Un’altra parte notevole del brevetto riguarda la continuità della deposizione. Utilizzando un modello unico e mantenendo la struttura interna continua, Zellerfeld descrive la possibilità di stampare un intero layer con una one-stroke trajectory, evitando, quando possibile, di interrompere l’estrusione e ritirare la testa.

La nuova domanda statunitense arriva fino a rivendicare esplicitamente una stampa continua senza retraction dell’extrusion head.

Questo potrebbe avere diverse conseguenze. Ridurre start e stop limita i punti nei quali l’estrusore deve interrompere e riprendere il flusso, operazioni che possono provocare accumuli, imperfezioni o variazioni nella deposizione. Può inoltre ridurre movimenti non produttivi.

Non significa automaticamente che ogni layer di qualsiasi scarpa Zellerfeld venga oggi realizzato con un’unica linea continua. La formulazione brevettuale descrive ciò che il metodo può consentire e proteggere, non necessariamente il toolpath utilizzato in tutti i modelli attualmente commercializzati.

Ma è un obiettivo perfettamente coerente con la produzione automatizzata di un oggetto monomateriale.

Il vero vantaggio di una scarpa monopezzo è eliminare le interfacce

Zellerfeld basa gran parte della propria piattaforma sul concetto di calzatura completamente stampata, senza assemblaggio convenzionale di upper, intersuola e numerosi elementi incollati o cuciti. I modelli attualmente commercializzati vengono presentati come prodotti in ZellerFoam, un materiale TPU sviluppato per ottenere caratteristiche di elasticità, ammortizzazione e traspirabilità.

L’azienda propone ormai numerose scarpe realizzate in un’unica costruzione additiva e opera con designer indipendenti e marchi molto più grandi. Sul proprio shop sono presenti, fra gli altri, progetti Nike, RTFKT e numerosi creator; prodotti come TREX di The Footsoldiers utilizzano esplicitamente texture superficiali complesse e lattice interno.

In un sistema simile il confine fra “upper” e “intersuola” non è necessariamente un giunto fisico come nella scarpa convenzionale. È una transizione nella geometria e nel toolpath.

Proprio per questo un’improvvisa parete interna generata dallo slicer sarebbe particolarmente indesiderabile: reintrodurrebbe attraverso il G-code una discontinuità che il modello monopezzo cerca di eliminare fisicamente.

Mesh, superficie liscia e texture possono derivare dallo stesso modello

La documentazione prevede almeno tre grandi tipi di informazione superficiale: zone aperte, zone chiuse e superfici con texture. La texture può essere applicata alle linee esterne mentre il volume sottostante mantiene la struttura interna prevista.

Questo consente teoricamente al designer di trattare la superficie quasi come si utilizzerebbe una mappa in un software di rendering. Invece di modellare completamente in 3D ogni variazione, si può associare una proprietà a un’area della scarpa e lasciare allo slicer il compito di interpretarla.

È un cambiamento significativo nel workflow di design.

Nel CAD tradizionale il progettista deve definire direttamente quasi tutta la geometria che verrà prodotta. Nel sistema descritto da Zellerfeld il modello contiene la forma generale, mentre una parte della struttura fisica viene compilata successivamente dal software.

È un’analogia non troppo distante dal funzionamento di HTML e CSS: la forma di base e l’aspetto vengono descritti separatamente e combinati soltanto durante la generazione del risultato finale.

Il brevetto pensa già a una piattaforma utilizzabile direttamente dal cliente

Zellerfeld non limita il concetto a un tool interno per designer professionisti. La domanda di brevetto descrive anche una piattaforma accessibile attraverso browser, app o applicazione desktop nella quale un designer o persino l’utente finale può specificare dove collocare le diverse proprietà superficiali.

In teoria un cliente potrebbe quindi scegliere determinate aree più aperte, più chiuse o con caratteristiche estetiche differenti e combinare queste preferenze con i propri dati biometrici.

Non risulta però che tutte queste possibilità siano oggi disponibili come configuratore pubblico completo sulla piattaforma commerciale Zellerfeld. Il brevetto deve quindi essere letto come una descrizione delle implementazioni protette e possibili, non come un elenco di funzioni già accessibili nello shop.

Il valore industriale è soprattutto nel software

L’aspetto più interessante è forse che il brevetto non protegge semplicemente una nuova geometria di scarpa. Protegge un metodo di trasformazione del progetto in toolpath.

Questo può essere strategicamente molto più importante.

Una geometria può essere imitata con piccole variazioni. Un motore software capace di ricevere modelli provenienti da decine di designer, adattarli automaticamente a molte taglie, conservare flessibilità e proprietà meccaniche e trasformarli in traiettorie robuste costituisce invece un’infrastruttura produttiva.

Zellerfeld sta progressivamente assumendo proprio questo ruolo: non soltanto produttore di una propria scarpa, ma piattaforma manifatturiera per modelli sviluppati da altri.

Sul proprio portale l’azienda invita i creator a caricare un modello tridimensionale, sottoporlo a controlli automatici e portarlo successivamente in produzione. Più il numero di design aumenta, meno è sostenibile intervenire manualmente sullo slicing di ogni taglia. È quindi logico spostare queste decisioni all’interno di algoritmi standardizzati.

La continuità dell’infill può migliorare il comfort, ma il brevetto non equivale a una prova biomeccanica

Occorre mantenere una distinzione importante. Il brevetto descrive vantaggi attesi in termini di flessibilità, morbidezza, comfort, durabilità e uniformità, ma non costituisce uno studio clinico o biomeccanico comparativo.

È ragionevole dal punto di vista strutturale che eliminare una parete aggiuntiva riduca un picco locale di rigidezza. Tuttavia per quantificare il vantaggio servirebbero test su flessione, compressione, fatica e pressione plantare o studi con utilizzatori.

La documentazione brevettuale tutela un’idea e ne descrive il funzionamento previsto; non dimostra necessariamente che tutte le configurazioni producano automaticamente un miglioramento percepibile.

Lo stesso vale per la durabilità. Una transizione più omogenea può teoricamente evitare concentrazioni di deformazione, ma la vita utile effettiva dipende anche dal materiale, dai parametri di estrusione, dall’adesione fra layer, dal design e dal ciclo di carico durante la camminata.

Non è neppure un brevetto soltanto sulle “texture lisce”

Il titolo scelto da Fabbaloo mette correttamente in evidenza le transizioni superficiali, ma la documentazione è più ampia. Il sistema riguarda proprietà differenti dell’outer surface, non soltanto il passaggio da mesh a superficie liscia.

Le aree possono avere differenti aspetti, texture e caratteristiche fisiche. La struttura interna può essere definita per conservare morbidezza e altre proprietà mentre l’esterno cambia.

Il vero punto non è quindi “rendere la superficie più liscia”. È rendere indipendente, entro certi limiti, l’aspetto esterno dalla struttura meccanica sottostante.

Per una scarpa completamente stampata questa separazione è molto potente. Permette a un designer di utilizzare texture per motivi estetici senza essere costretto a introdurre automaticamente una differenza strutturale della stessa intensità.

La famiglia brevettuale è già più articolata di quanto suggerisca la singola domanda del 2026

La domanda US20260257416 pubblicata a settembre è una continuazione della pratica statunitense 19/389,827, a sua volta prosecuzione della domanda 19/275,787, che ha già prodotto il brevetto US 12,502,826. Tutta la catena rimanda alla domanda PCT depositata il 26 luglio 2024.

Questo dettaglio è importante anche per interpretare correttamente la notizia: non è ancora possibile dire che Zellerfeld abbia appena ottenuto nel settembre 2026 un nuovo monopolio su tutto ciò che viene descritto nell’applicazione. Alcune rivendicazioni sono pendenti nella prosecuzione, mentre una parte della tecnologia è già coperta dal brevetto concesso nel 2025.

Inoltre, brevetto concesso non significa automaticamente che ogni scarpa Zellerfeld utilizzi tutte le caratteristiche descritte, né che il metodo sia l’unica possibile soluzione tecnica alle transizioni fra strutture differenti.

Zellerfeld sta trasformando lo slicer in un sistema di progettazione della scarpa

È forse questo il risultato più interessante della documentazione.

In uno slicer desktop tradizionale, la maggior parte delle scelte importanti avviene prima: il CAD definisce la parte e il software decide principalmente layer, pareti e riempimento. Nel sistema Zellerfeld, invece, lo slicer diventa responsabile di una parte delle proprietà funzionali del prodotto.

Riceve:

• forma generale;
• taglia;
• eventuali misure del piede;
• regioni superficiali;
• proprietà desiderate;
• texture.

E restituisce una struttura con:

• numero di pareti;
• mesh;
• orientamento dell’infill;
• densità;
• collegamenti fra superficie interna ed esterna;
• traiettoria di stampa.

In altre parole, la scarpa finale non è contenuta interamente nel file CAD. Una parte significativa della sua costruzione esiste soltanto dopo che lo slicer ha elaborato il modello.

È una logica essenziale se si vuole produrre ogni scarpa in modo diverso

Nella produzione convenzionale la personalizzazione è costosa perché ogni variante interferisce con stampi, taglie, componenti, magazzino e assemblaggio. Nel modello Zellerfeld, almeno in teoria, il costo marginale di una variazione digitale è molto più basso.

Ma questo vantaggio esiste soltanto se il processo di preparazione è estremamente automatizzato. Se un tecnico dovesse modificare manualmente il toolpath per ogni piede, ogni taglia e ogni texture, il beneficio dell’on-demand manufacturing scomparirebbe rapidamente.

Il nuovo brevetto va esattamente nella direzione opposta: il designer definisce l’intento e il software genera la struttura necessaria.

Lo stesso design può quindi essere prodotto in una gamma di taglie, mantenendo una risposta più coerente, senza limitarsi a ingrandire o rimpicciolire un unico G-code.

La vera battaglia nella stampa 3D delle scarpe potrebbe quindi giocarsi negli algoritmi

Hardware, TPU e velocità di stampa rimangono fondamentali, ma quando la tecnologia raggiunge una certa maturità il vantaggio competitivo può spostarsi nel software.

Due aziende potrebbero utilizzare estrusori e materiali con prestazioni simili, ma ottenere scarpe molto differenti se una dispone di algoritmi capaci di controllare localmente morbidezza, ventilazione e continuità strutturale.

Il brevetto Zellerfeld mostra chiaramente questa evoluzione. La proprietà intellettuale non riguarda soltanto la macchina che deposita il materiale, ma il modo in cui milioni di segmenti di estrusione vengono organizzati per trasformarsi in una calzatura.

Per una piattaforma che vende già modelli interamente stampati, utilizza un TPU proprietario ZellerFoam e produce on demand ad Austin e Amburgo, questa capacità è tutt’altro che teorica. La società ha già costruito un catalogo nel quale lattice, texture, aree ventilate e superfici chiuse sono parte centrale dell’estetica dei prodotti.

Il brevetto aiuta a spiegare ciò che normalmente non si vede nelle fotografie: come far convivere queste zone senza trasformare ogni cambiamento di stile in un cambiamento indesiderato di rigidità.

Il risultato è un approccio nel quale la superficie può passare da mesh a pieno e da liscia a texturizzata mentre l’infill sottostante continua attraverso il confine; ogni taglia viene rislicata invece di essere semplicemente scalata; e, nelle configurazioni previste dal brevetto, un layer può persino essere percorso senza retrazioni della testa.

È quindi riduttivo leggere la domanda Zellerfeld come un brevetto per ottenere scarpe “più lisce”. È soprattutto un brevetto sul modo di trasformare una scarpa stampata da oggetto geometrico a prodotto programmabile, nel quale estetica, misura e proprietà meccaniche vengono gestite contemporaneamente dal software.

Questo articolo è stato redatto con il supporto di strumenti di intelligenza artificiale (AI).