仿真技术助力定制化球鞋

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随着足球比赛的对抗越来越激烈，伤病的出现越来越频繁。

为了防止球员受伤，法国一家品牌WizWedge综合了多种专利科技，可以根据球员的物理特性和伤病历史来进行不同球鞋配置的定制调整。WizWedge通过定制的球鞋部件，有效地防止球员肌肉、腿筋、关节等在各种运动姿势下所产生的伤病，同时也能够优化球员在训练中的表现，缓解肌肉酸疼加速疲劳恢复。

看起来是不是很酷！但这种定制化的鞋子，包括复杂的鞋底缓冲结构，用传统工艺生产的话价格过于昂贵和复杂，但3D打印技术让这一切成为了功能。现在已经有不少公司开始尝试通过3D方式打印制作球鞋。

不同的人行走时的步态、足弓的形状等都存在差异，往往“普适性”的鞋子并不能完美地支撑脚掌，使足底压力分布平均。而专业运动员对于鞋子贴合程度的要求则更高，批量生产的鞋子远无法满足需求。对此，Simright推出鞋底定制化设计解决方案，针对不同人的需求，通过拓扑优化定制化生成鞋底或鞋垫的点阵结构，设计模型可直接通过3D打印设备输出。

首先对足部进行三维扫描，建立足部结构的有限元模型。同时对足底压力分布进行测试，得出足底压力分布数据，作为后续鞋垫或鞋底拓扑优化的载荷边界条件。

参照扫描的足底形状构建出鞋垫或鞋底的初始拓扑优化空间。同时引入优化的约束条件，在保证鞋底达到轻量化要求的同时，可以有效降低足底峰值应力。

由于以往拓扑优化计算的结果非常不规则，商业应用难度较大。而Simright最新开发的点阵优化功能可以弥补这一不足。不仅可以计算出鞋底、鞋垫合理的结构及材料密度分布，同时可以对鞋底点阵结构进行优化。对于不同载荷区域，通过优化点阵粗细的方式满足对于鞋垫各处弹性的要求。同时，现今流行的3D打印技术可以与拓扑优化完美结合一优化后的鞋底、鞋垫结构可以忽略制造约束，直接由3D打印设备输出。真正做到鞋底、鞋垫定制化的设计、优化、制造一体化解决方案。

定制化生成的鞋底或鞋垫不仅有效降低了足底峰值应力、使应力分布更加均匀，同时还达到了轻量化的要求，可以完美地支撑运动员脚掌、足弓及脚后跟。

这种定制化的鞋底或鞋垫同样非常适合医用。比如糖尿病足是糖尿病后期最严重的并发症之一，由于糖尿病足早期的症状多是由于神经病变和血管病变而导致的异常疼痛麻木，所以特别容易致使皮肤损伤而产生溃疡，由于血液无法正常供给营养，溃疡久难愈合，甚至会引发全身感染等更严重后果。糖尿病患者截肢的危险率是普通人的25倍，全世界范围内，70%的截肢者是糖尿病患者。而这种定制化的糖尿病鞋可有效保护糖尿病足的患者。在扁平足，足部术后康复等多个领域，定制化的鞋底或鞋垫都可以帮医院完美解决现有医疗方案中的一些问题。