一种个性化3D打印鞋垫的制作方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110001056A(43)申请公布日2019.07.12(21)申请号201910369251.X(22)申请日2019.05.05(71)申请人重庆大学地址400000重庆市沙坪坝区正街174号(72)发明人李军超束文豪杜江涛鄢然(74)专利代理机构成都时誉知识产权代理事务所(普通合伙)51250代理人陈千(51)Int.Cl.B29C64/153(2017.01)B29C64/393(2017.01)B33Y10/00(2015.01)B33Y50/02(2015.01)B29L31/50(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种个性化3D打印鞋垫的制作方法(57)摘要本发明公开了一种个性化3D打印鞋垫的制作方法，包括以下步骤：1）通过三维扫描设备扫描整个脚，得到脚的stl模型，在脚底及侧面画出若干条曲线，描述脚底大致轮廓；2）将脚底贴合曲线用建模软件就可以得到脚底贴合实体；3）将该鞋垫实体用有限元软件进行受力分析，分析鞋垫各部位受到的应力大小；4）根据有限元软件分析得到鞋垫各部位应力大小后，通过软件，实现复杂的单元体阵列，通过增减阵列或调整阵列的疏密程度，从而获得应力分布；5）最后将步骤4)中鞋垫通过3D打印机打印出来，得到个性化3D打印鞋垫。CN110001056ACN110001056A权利要求书1/1页1.一种个性化3D打印鞋垫的制作方法，其特征在于：具体包括以下步骤：1）通过三维扫描设备扫描整个脚，得到脚的stl模型，在脚底及侧面画出若干条曲线，描述脚底大致轮廓；2）将脚底贴合曲线用建模软件就可以得到脚底贴合实体；3）将该鞋垫实体用有限元软件进行受力分析，分析鞋垫各部位受到的应力大小；4）根据有限元软件分析得到鞋垫各部位应力大小后，通过软件，实现复杂的单元体阵列，通过增减阵列或调整阵列的疏密程度，从而获得应力分布；5）最后将步骤4)中鞋垫通过3D打印机打印出来，得到个性化3D打印鞋垫。2.根据权利要求1所述的一种个性化3D打印鞋垫的制作方法，其特征在于：所述的2)中脚底贴合实体的厚度为1-5mm。3.根据权利要求1所述的一种个性化3D打印鞋垫的制作方法，其特征在于：所述的3)中被用于分析应力大小的鞋垫部位为脚趾骨、跟骨及其周围部位。4.根据权利要求1所述的一种个性化3D打印鞋垫的制作方法，其特征在于：在所述步骤4）中，结合有限元对穿着者体质、体重、性别、年龄、步态和运动形式进行分析，得到足底应力分布。5.根据权利要求1所述的一种个性化3D打印鞋垫的制作方法，其特征在于：在所述步骤4)中，通过改变单元体阵列的孔隙率和疏密程度来改变鞋垫的应力集中，从而降低应力峰值，使鞋垫上的应力分布均匀。6.根据权利要求1所述的一种个性化3D打印鞋垫的制作方法，其特征在于：所述鞋垫取消趾骨大部分的支撑，只保留大脚指区域的贴合实体。2CN110001056A说明书1/3页一种个性化3D打印鞋垫的制作方法技术领域[0001]本发明应用于鞋垫的三维建模与制作领域，具体是一种个性化3D打印鞋垫的制作方法。背景技术[0002]众所周知，在行走过程中，人体的重量完全依靠脚的支撑，因此鞋垫对人在行走时的舒适度体验有着重大的影响。就目前的市场状况来看，现有的传统鞋垫大部分呈平面状，而人的脚是有足弓的曲面，这样的设计不符合人体力学，会增加脚部的负担。为了解决传统平面鞋垫对人体脚部造成负担的问题，最理想的状态是鞋垫充分贴合脚底且受力均匀。[0003]近年来，3D打印技术快速发展。3D打印又叫增材制造，目前有很多分类，典型的有立体光固化成型、选择性激光烧结、熔融沉积制造、分层实体制造、三维印刷等。相对于其他3D打印工艺，选择性激光烧结工艺具有选材丰富、环保、便于储存等优点，成型件烧结完成部分埋在未烧结粉末之中，故整个过程无需另外设计支撑；产品物理化学性能良好。近年来，选择性激光烧结技术已广泛运用在汽车机械、医疗、建筑、航空航天、快速制造精铸模具、工艺品设计等广阔领域。[0004]有限元分析是基于结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法。结合有限元，可以将每个人的体质、体重、性别、年龄、步态、运动形式充分拟合，再通过与人体生物力学的结合，实现最优化的足底应力分布，以往的鞋垫都无法结合多种元素。发明内容[0005]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种个性化3D打印鞋垫的方法，以至少达到鞋垫充分贴合脚底部，减轻脚部负担的目的。[0006]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种个性化3D打印鞋垫的制作方法，具体包括以下步骤：1)通过三维扫描设备扫描整个脚，得到脚的stl模型，在脚底及侧面画出若干条曲线，描述脚底大致轮廓。[0007]2)将脚