[发明专利]足弓分区结构渐变相连的3D打印鞋垫及设计制造方法

说明书

本发明涉及一种足弓分区结构渐变相连的3D打印鞋垫及设计制造方法，包括足弓区域，采用第一立体网格结构，足弓外侧区域，采用多立方体结构，渐变区域，为足弓区域、足弓外侧区域的重叠区域，此区域中，采用厚度渐变结构，第一立体网格的厚度向第二立体网格处逐渐降低，第二立体网格的厚度向第一立体网格的厚度逐渐降低；且渐变区域中，第二立体网格厚度较薄的一侧覆盖在第一立体网格上。本发明针将常规的不同结构分块设置，改为不同结构叠加设置，叠加处采用两种相邻材料厚度渐变的方式交叠，保障了脚掌的舒适度、鞋垫的耐久度。本发明相较于直接测量得到的简便区域，装配方式保证了渐变区域定位的准确性。

技术领域

本发明涉及3D打印矫形鞋垫技术领域，尤其是一种足弓分区结构渐变相连的3D打印鞋垫及设计制造方法。

背景技术

目前，市面上已经出现有分区的鞋垫，包括用于对脚掌进行足部治疗的底层，底层包括足弓区、脚趾区、脚掌前区、脚掌中区和后跟区，这五个区域由五种不同的立体网状结构填充。

然而，这样一种分区域结构的鞋垫各部分形变程度不一，特别是在足弓处，在穿着一定时间后，由于不同结构连接处有明显界面而界面处不易形变，从而易导致该鞋垫穿着者足弓疼痛引发不适。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的足弓分区结构渐变相连的3D打印鞋垫及设计制造方法，在采用分区域结构3D打印鞋垫基础之上，对各个区域连接处进行结构优化，进而在满足不同区域立体网状结构受力均衡，同时也使得鞋垫的舒适性和耐用性提高。

本发明所采用的技术方案如下：

一种足弓分区结构渐变相连的3D打印鞋垫，包括：

足弓区域，采用第一立体网格结构，

足弓外侧区域，采用多立方体结构，

渐变区域，为足弓区域、足弓外侧区域的重叠区域，此区域中，采用厚度渐变结构，第一立体网格的厚度向第二立体网格处逐渐降低，第二立体网格的厚度向第一立体网格的厚度逐渐降低；且渐变区域中，第二立体网格厚度较薄的一侧覆盖在第一立体网格上。

作为上述技术方案的进一步改进：

第一立体网格结构的晶胞单位采用Magics软件的Dode网格结构。

所述第一立体网格三轴方向受力相同，晶胞空腔为正四面体结构，且晶胞连接处中心设置8根交叉的节点。

所述第二立体网格结构的晶胞单位采用Magics软件的Rhombi网格结构。

所述第二立体网格晶胞的空腔为二十六面体。

一种权利要求1所述的足弓分区结构渐变相连的3D打印鞋垫的设计制造方法，包括如下步骤：

扫描得到整体鞋垫模型，在SolidWorks软件中进行锥度切割，切割得到具有圆锥度的足弓部分模型，布尔计算出足弓外侧区域，将足弓区域与足弓外侧区域进行装配，此时得到足弓区域、足弓外侧区域和前述两区域的垂直投影重叠区域；垂直投影重叠区域即设计为渐变区域。

作为上述技术方案的进一步改进：

扫描切割模型的具体步骤为：

根据患者足部特征进行数字化设计得到鞋垫整体模型的STL文件；

在鞋底平面上划定一个圆形区域，在足弓最高处上方预期高度处选取一个与鞋底平面平行的参考面，在参考面上划定一个圆形区域，参考面上的圆形区域大小可调；

选取两个圆形为轮廓进行放样操作，得到有锥度的类圆柱体零件，

导出STL文件，并导入Material Magic软件中，将放样产生的有锥度的类圆柱体与鞋垫主体进行布尔运算，两个零件取交集得到足弓区域；