3D打印梯度多孔鞋垫

模量梯度可定制

通过优化工艺和密度-模量模型，实现可控刚度梯度的多孔鞋垫，满足个性化足底压力分布需求。

Yonghong, Duan · Fuhao, Huang · 王雷雷 · 尉萍萍 · Peiran, Liu · Heran, Zhang · Dichen, Li · Ling, Wang · Wenjie, Guo

Results in Engineering 2026

参数信息

压缩模量

0.36-5.82 MPa

模量偏差

<5 %

尺寸误差

<2 %

峰值足底压力降低

~12 %

技术优势

模量梯度可靠可控

通过优化打印参数和建立密度-模量模型，模量实测值与设计值偏差小于5%，梯度过渡界面结合良好。

尺寸精度高

打印鞋垫的尺寸误差小于2%，保证了与患者足部形状的匹配精度。

减压效果明确

有限元分析验证梯度多孔结构使峰值足底压力降低约12%，有助于预防足部溃疡。

模型精度高

密度-模量模型拟合优度R²超过0.99，可准确预测不同填充密度下的压缩模量。

应用场景

• 个性化矫正器械：根据个体足部压力分布定制模量梯度，替代标准化矫正鞋垫。
• 鞋类设计：在鞋底不同区域分配不同刚度，优化缓冲与支撑。
• 3D打印产品制造：提供可直接用于生产的工艺参数和性能预测库，降低试错成本。
• 可穿戴医疗设备：将压力监测与梯度刚度鞋垫结合，实现个性化康复干预。