基于逆向工程和3D打印的踝足矫形器产品设计

传统工艺如石膏制作的足踝矫形器存在气密性低、制作效率低、舒适度差等缺点。针对此问题,文章采用逆向工程结合3D打印技术对踝足矫形器进行定制式设计,获取足部STL数据,联合逆向建模软件Geomagic studio与Rodin 4D对矫形器关键部位修型,用Grasshopper进行轻量化设计,降低打印成本与质量,通过有限元分析验证其力学性能,使用聚乳酸通过FDM 3D打印技术打印实物,并进行穿戴测试。结果表明：重建后模型精度最大偏差为0.868 mm,标准偏差0.047 1 mm,模型构造精准。镂空后的矫形器在30 N碰撞集中载荷下,2 mm厚度矫形器晶格中部峰值应力为16.32 MPa,最大变形1.49 mm,晶格右侧峰值应力为15.64 MPa,最大变形0.78 mm,峰值应力均小于PLA材料抗拉强度,最大变形均小于产品本身厚度2 mm,力学强度性能符合后续生产设计要求,实物穿戴测试表明产品舒适度较好。