扫描人体部分

这个项目最大的挑战是建立正确的策略和技术，以创造一个时尚的，高性能的产品。主要的困难在于扫描人体，并达到一定的精度，使创造者能够开发出完全符合人体工程学的产品。

整个过程组合计算设计，3D扫描和Digital制造由子质谱工作室（概念和开发），One3D（3D打印）和Photoneo（3D扫描）。

解决方案:

设计和生产过程包括几个阶段。

第1阶段：3D扫描

第一阶段包括扫描人体的一部分——从膝盖到指尖的右腿。为此，Subdigital工作室使用Photoneo 3D相机MotionCam-3D。在扫描过程中，摄像机围绕腿部移动，对小腿和足部进行360度扫描。MotionCam-3D作为世界上唯一能够扫描高质量和分辨率的移动场景的3D相机，是这个项目的明确选择。

Photoneo为MotionCam-3D开发了特殊的软件，它不提供点云，而是一个“实时网格”——一个不需要任何后期制作的连续表面的3D模型。该扫描和网格划分过程的输出是STL文件格式的高分辨率曲面3D模型。

这种方法有许多优点，尤其是扫描速度快和无创的方法。在最佳条件下，3D模型在1-2分钟内即可完成，患者在扫描前不需要进行任何特殊操作。

MotionCam-3D和特殊的网格软件的组合允许扫描任何类型的物体和表面，从而在各个行业中找到广泛的应用，从汽车到物流，食品工业，或医药。

第2阶段：设计

计算设计由Subdigital studio完成，该工作室主要使用Rhinoceros 3D和Grasshopper软件。它包括多个阶段——从处理3D模型，通过参数分析和建模，到生成设计的形式和优化的制造。

设计的基本概念是使用数学模型和模拟来评估夹板壳的力和这些参数的转换形式。只有使用3D打印技术，才能制作出如此高性能、视觉上复杂和吸引人的细节形式。

第一步是将3D数据从网格模型处理成一个干净的、数学定义的(NURBS)曲面。Photoneo扫描腿多次，以确保最高的精度，每一次扫描小腿，脚踝，和脚的不同部分。因此，三维扫描由多个独立的网格模型组成。为了得到高精度的模型，网格几何被垂直于模型轴线的平面切割。最终的切割曲线被散布在平面上，每一组切片被重建为一个干净的和数学上有效的曲线。当把这些部分放回轴线周围的位置时，就会得到一个精确的线框模型和一个有效的封闭表面。

腿部（NURBS几何）的数学上定义的模型被修剪到小腿，鞋跟和脚踝周围的壳结构的形状 - 该结构对于夹板的功能是必要的。该壳已准备好用于犀牛3D和蚱蜢软件的Milipede插件中的结构评估。然后计算壳体中弯曲，应力和压力流量的精确量。此过程尚未生成3D可打印几何体但是子质子工作室计算了信息和参数（应力线和某些地方的强制强度）。基于这些，它们能够产生高度表现的3D可打印形状。

他们能够建立适用于夹板壳的力量和压力系统。

计算设计的基本原理是使用算法形成和形状的参数的转换。子分析室使用结构分析的输出作为输入以在多个图层中生成表单。

内层是使用一种将结构包裹到网格体积的方法创建的。这个网格的平滑产生了一个形式，看起来像一个精致的，多孔的，蚀刻的表面。结构的密度与夹板壳内的力、压力和弯曲强度有关。在必要的地方，它产生了更厚和更强的，在其他部分是更薄和更多孔的重量，减少材料的使用，并达到灵活性和透气性。

外层是由描述压力下夹板受力过程的曲线变换而产生的。这些曲线形成的肋状结构加强了夹板在最重要方向的弯曲。在其他情况下，结构保持其灵活性，以确保用户的舒适度。除了受力形状的肋骨，Subdigital工作室还设计了其他具有不同用途的肋骨结构。

夹板的周边用椭圆形肋条覆盖，以确保没有任何填充物的舒适性。它们还塑造了结构本身，以包含弹性带的开口，以在磨损时固定夹板。这些开口用与整个外部结构的相同类型的肋条涂覆，并且有机连接到它们。夹板的内层为这些实用部分提供了空间。因此，整个结构被产生为一个相干单元。

第3阶段：3D打印

夹板由One3D打印，由固体、柔性和耐用的材料，使用聚酰胺粉末PA2200通过激光烧结方法加强。这种材料具有理想的医用性能——它非常坚固和坚硬，机械和化学耐用，与皮肤接触安全。它也提供了关于印刷的高度细节和美学复杂性的巨大可能性。

阶段4:品牌

BannedStudios完成了设计的最后润色。精致的黑色细节遵循了创意屋F*CK THEM的视觉识别。最后的图形层把这个高度表现力和人体工程学的设计变成了一个时尚的商品配件。

讨论：

夹板项目成功地结合了高性能医疗设计、3D打印和3D扫描技术、时尚和艺术。

Photoneo被要求在这个项目上合作，以测试一种新的工作流程。结果是在医学矫形辅助工具设计中引入高性能参数方法。