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专利号: 2018107622615
申请人: 南京师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种三维打印生物医疗鞋垫,其特征在于:包括至少三个足底应力集中区A、B、C;其中,足底应力大小排序为A>B>C;每个足底应力集中区内均填充有若干个气孔,且A、B、C中的孔隙率大小依次递增,A、B、C中的密度依次递减。

2.根据权利要求1所述的三维打印生物医疗鞋垫,其特征在于:包括三个足底应力集中区A、B、C;A区的孔隙率为88.23%,B区的孔隙率为72.84%,C区的孔隙率为65.76%。

3.根据权利要求2所述的三维打印生物医疗鞋垫,其特征在于:A区的孔径范围为0.48-

0.70mm,B区的孔径范围为0.71-0.92mm,C区的孔径范围为0.94-1.86mm。

4.一种三维打印生物医疗鞋垫的打印方法,其特征在于:包括如下步骤:

步骤1,三维建模:通过反求技术扫描患者脚部模型,再对扫描图片建立三维模型;

步骤2,实体模型转换:将步骤1建立的三维模型导入ANSYS中,转换为实体模型;

步骤3,有限元等效应力分析:在ANSYS中对实体模型进行有限元分析,得到实体模型的等效应力情况,也即足底压力分布,足底压力分布包括三个应力集中区A、B、C;其中,足底应力大小排序为A>B>C;

步骤4,鞋垫气孔设计:采用三角周期性极小化曲面方程对每个应力集中区分别进行造孔,在Solidworks中形成打印模型;其中,A、B、C中的孔隙率大小依次递增,A、B、C中的密度依次递减;

步骤5,鞋垫打印:将步骤4形成的打印模型进行增材制造。

5.根据权利要求4所述的三维打印生物医疗鞋垫的打印方法,其特征在于:步骤2中,三维模型在导入ANSYS之前,先利用Geomagic studio12.0进行去噪,光顺,切割处理,从而得到三角网格模型,再将三角网格模型导入ANSYS中转换成实体模型。

6.根据权利要求4所述的三维打印生物医疗鞋垫的打印方法,其特征在于:步骤3中,在对实体模型进行有限元分析之前,需根据步骤2转换后的实体模型建立符合脚型的鞋垫,并建立对应的地板模型。

7.根据权利要求4所述的三维打印生物医疗鞋垫的打印方法,其特征在于:步骤3中,实体模型有限元分析的具体方法为:先对组成元素单元类型进行设定,再根据实际情况施加载荷与约束进行加载,求解出足底压力分布。

8.根据权利要求4所述的三维打印生物医疗鞋垫的打印方法,其特征在于:步骤5中,采用静电纺丝工艺,将步骤4形成的打印模型进行打印。