CN108437469A - 一种基于3d技术的个体定制式方法 - Google Patents

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    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
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Abstract

本发明公开了一种基于3D技术的个体定制式方法，包括以下步骤：步骤A、利用三维激光扫描仪，获取订制诉求人的部位形态数据；步骤B、对获取的人体部位形态的数据进行处理，构建出该部位三维数字模型，并根据订制诉求进行必要尺寸的测量；步骤C、根据人体部位三维数字模型反求出订制式产品的接触曲面；步骤D、利用3D打印机制作定制式产品。本发明利用三维激光扫描仪，获取订制诉求人的部位形态数据；能够准确的确定需要进行定制人的整体形态数据信息，使采集的信息更加准确；不需要采用人工测量，测量效果更好，本方法流程，利用数字化流程、3D打印机制作适合每个人自己各个部位生理曲线、形态要求的私人定制式产品设计流程。

Description

一种基于3D技术的个体定制式方法
技术领域
本发明涉及一种个体定制式方法，具体为一种基于3D技术的个体定制式方法，属于3D成形技术应用技术领域。
背景技术
随着科技的进步，对私人定制式的需求越来越强烈，3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。
目前私人订制采用的方式多为人工测量，人工测量存在的误差大，时间长，精度小，制造出来的产品质量不好。不能很好的满足人体各部位生理曲线打印的需求，因此，针对上述问题提出一种基于3D技术的个体定制式方法。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于3D技术的个体定制式方法，通过本方法流程，利用数字化流程、3D打印机制作适合每个人自己各个部位生理曲线、形态要求的私人定制式产品设计流程。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种基于3D技术的个体定制式方法，包括以下步骤：
步骤A、利用三维激光扫描仪，获取订制诉求人的部位形态数据；
步骤B、对获取的人体部位形态的数据进行处理，构建出该部位三维数字模型，并根据订制诉求进行必要尺寸的测量；
步骤C、根据人体部位三维数字模型反求出订制式产品的接触曲面；
步骤D、利用3D打印机制作定制式产品。
优选的，所述步骤A具体如下：利用3D激光扫描仪扫描人体相应部位的形态，获得可操作的数字模型，该数字模型格式为STL三角面片数据或者点云数据，后续模型数据处理流程根据具体扫描后格式而定。
优选的，所述步骤B的处理扫描后人体形态模型数据的方法如下：首先进行着色，对杂乱的点云进行“着色”，这样方便进行区分有效部分和无效部分，将无效部分删除，然后“按照距离进行过滤”，所参照的距离不大于有效部分的最大外部尺寸，筛选出杂乱的、距离有效形态很远的点，进行删除，这样保留下有效部分的点云数据；最后进行“封装”，原则是每三点确定一个面，然后选取一个向外的垂直方向为法向量，这样将点云数据转换为三角面片数据，将点云模型转换为多边形模型即STL数据格式模型。
优选的，所述步骤B处理扫描后人体形态模型数据的方法如下：STL格式模型处理方法：STL格式的模型已经可以看到所需模型的完整形态，然后根据所扫描人体的具体形态，选取无效的部分进行删除，然后对有效部分进行“补洞”和“网格修复”。
优选的，所述步骤C根据所建立的人体部位三维模型的形态，测量出尺寸，以最大尺寸为基准，建立一个足够厚度的、符合所需定制式产品外形的立体模型，然后将该个人的部位模型与立体模型进行接触、配合，然后进行两个模型的布尔相减，则得到定制式产品的初步数字模型，该初步数字模型具备：人体部位与其完全贴服，弧度的曲面贴合部位。
优选的，所述步骤D中，将设计数字模型通过专用工艺软件进行加支撑、切片，利用3D打印机制作出靠垫的内部填充实体。
优选的，制作该实体的3D打印材料可选择光固化树脂、TPU或者FDM的丝材。
优选的，所述3D打印流程如下：首先，将3D模型导入3D打印机，判断模型是否合适，当模型合适时，判断模型是否分层，当模型需要分层时进行打印控制，如果不需要模型分层进行分层并形成路径文件，然后进入打印控制；然后判断打印机是否工作正常，当打印机正常时进行打印实物，否则继续进行打印控制；当模型不合适时，进行缩放和修补，再判断模型是否合适。
本发明的有益效果是：本发明利用三维激光扫描仪，获取订制诉求人的部位形态数据；能够准确的确定需要进行定制人的整体形态数据信息，使采集的信息更加准确；对获取的人体部位形态的数据进行处理，构建出该部位三维数字模型，并根据订制诉求进行必要尺寸的测量；不需要采用人工测量，采集的数据更加准确，测量效果更好，根据人体部位三维数字模型反求出订制式产品的接触曲面，计算出来的效果更好，本方法流程，利用数字化流程、3D打印机制作适合每个人自己各个部位生理曲线、形态要求的私人定制式产品设计流程，有良好的经济效益和社会效益，适合推广使用。
附图说明
图1为本发明整体流程图；
图2为本发明的3D打印流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2所示，一种基于3D技术的个体定制式方法，包括以下步骤：
步骤A、利用三维激光扫描仪，获取订制诉求人的部位形态数据；
其中，所述步骤A具体如下：利用3D激光扫描仪扫描人体相应部位的形态，获得可操作的数字模型，该数字模型格式为STL三角面片数据或者点云数据，后续模型数据处理流程根据具体扫描后格式而定。
步骤B、对获取的人体部位形态的数据进行处理，构建出该部位三维数字模型，并根据订制诉求进行必要尺寸的测量；
所述步骤B的处理扫描后人体形态模型数据的方法如下：首先进行着色，对杂乱的点云进行“着色”，这样方便进行区分有效部分和无效部分，将无效部分删除，然后“按照距离进行过滤”，所参照的距离不大于有效部分的最大外部尺寸，筛选出杂乱的、距离有效形态很远的点，进行删除，这样保留下有效部分的点云数据；最后进行“封装”，原则是每三点确定一个面，然后选取一个向外的垂直方向为法向量，这样将点云数据转换为三角面片数据，将点云模型转换为多边形模型即STL数据格式模型。
进一步的，所述步骤B处理扫描后人体形态模型数据的方法如下：STL格式模型处理方法：STL格式的模型已经可以看到所需模型的完整形态，然后根据所扫描人体的具体形态，选取无效的部分进行删除，然后对有效部分进行“补洞”和“网格修复”。
步骤C、根据人体部位三维数字模型反求出订制式产品的接触曲面；
所述步骤C根据所建立的人体部位三维模型的形态，测量出尺寸，以最大尺寸为基准，建立一个足够厚度的、符合所需定制式产品外形的立体模型，然后将该个人的部位模型与立体模型进行接触、配合，然后进行两个模型的布尔相减，则得到定制式产品的初步数字模型，该初步数字模型具备：人体部位与其完全贴服，弧度的曲面贴合部位。
步骤D、利用3D打印机制作定制式产品。
所述步骤D中，将设计数字模型通过专用工艺软件进行加支撑、切片，利用3D打印机制作出靠垫的内部填充实体。
制作该实体的3D打印材料可选择光固化树脂、TPU或者FDM的丝材。
所述3D打印流程如下：首先，将3D模型导入3D打印机，判断模型是否合适，当模型合适时，判断模型是否分层，当模型需要分层时进行打印控制，如果不需要模型分层进行分层并形成路径文件，然后进入打印控制；然后判断打印机是否工作正常，当打印机正常时进行打印实物，否则继续进行打印控制；当模型不合适时，进行缩放和修补，再判断模型是否合适。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种基于3D技术的个体定制式方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤A、利用三维激光扫描仪，获取订制诉求人的部位形态数据；
步骤B、对获取的人体部位形态的数据进行处理，构建出该部位三维数字模型，并根据订制诉求进行必要尺寸的测量；
步骤C、根据人体部位三维数字模型反求出订制式产品的接触曲面；
步骤D、利用3D打印机制作定制式产品。
2.根据权利要求1所述的一种基于3D技术的个体定制式方法，其特征在于：所述步骤A具体如下：利用3D激光扫描仪扫描人体相应部位的形态，获得可操作的数字模型，该数字模型格式为STL三角面片数据或者点云数据，后续模型数据处理流程根据具体扫描后格式而定。
3.根据权利要求1所述的一种基于3D技术的个体定制式方法，其特征在于：所述步骤B的处理扫描后人体形态模型数据的方法如下：首先进行着色，对杂乱的点云进行“着色”，这样方便进行区分有效部分和无效部分，将无效部分删除，然后“按照距离进行过滤”，所参照的距离不大于有效部分的最大外部尺寸，筛选出杂乱的、距离有效形态很远的点，进行删除，这样保留下有效部分的点云数据；最后进行“封装”，原则是每三点确定一个面，然后选取一个向外的垂直方向为法向量，这样将点云数据转换为三角面片数据，将点云模型转换为多边形模型即STL数据格式模型。
4.根据权利要求1所述的一种基于3D技术的个体定制式方法，其特征在于：所述步骤B处理扫描后人体形态模型数据的方法如下：STL格式模型处理方法：STL格式的模型已经可以看到所需模型的完整形态，然后根据所扫描人体的具体形态，选取无效的部分进行删除，然后对有效部分进行“补洞”和“网格修复”。
5.根据权利要求1所述的一种基于3D技术的个体定制式方法，其特征在于：所述步骤C根据所建立的人体部位三维模型的形态，测量出尺寸，以最大尺寸为基准，建立一个足够厚度的、符合所需定制式产品外形的立体模型，然后将该个人的部位模型与立体模型进行接触、配合，然后进行两个模型的布尔相减，则得到定制式产品的初步数字模型，该初步数字模型具备：人体部位与其完全贴服，弧度的曲面贴合部位。
6.根据权利要求1所述的一种基于3D技术的个体定制式方法，其特征在于：所述步骤D中，将设计数字模型通过专用工艺软件进行加支撑、切片，利用3D打印机制作出靠垫的内部填充实体。
7.根据权利要求1所述的一种基于3D技术的个体定制式方法，其特征在于：制作该实体的3D打印材料可选择光固化树脂、TPU或者FDM的丝材。
8.根据权利要求1所述的一种基于3D技术的个体定制式方法，其特征在于：所述3D打印流程如下：首先，将3D模型导入3D打印机，判断模型是否合适，当模型合适时，判断模型是否分层，当模型需要分层时进行打印控制，如果不需要模型分层进行分层并形成路径文件，然后进入打印控制；然后判断打印机是否工作正常，当打印机正常时进行打印实物，否则继续进行打印控制；当模型不合适时，进行缩放和修补，再判断模型是否合适。
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