一种硅胶鞋垫制作方法、应用该方法制作的模具及鞋垫

技术领域

本发明涉及鞋垫生产技术领域，尤其涉及一种硅胶鞋垫制作方法、应用该方法制作的模具及鞋垫。

背景技术

随着人们生活质量的提高，越来越多人关注自己的足底问题，然而，由于长时间在平地行走，用脚环境单一，现在人们患有足部变形的概率越来越大，据统计足底问题人群占人口比例约30％。而且足底畸形问题，容易引发引发的发育畸形，影响体态，严重时会引起疼痛等的问题。因此，足部康复治疗慢慢成了越来越受重视的问题。而在众多足部康复治疗中，应用具有康复辅助效用的功能鞋垫进行辅助治疗成了重要组成部分。

以平足为例，平足患者因用脚习惯不良，导致足内部韧带松弛，足骨排列改变导致足踝部疼痛，胫后肌腱等功能失调导致足踝肌力下降，进而运动能力降低，不能远足行走。韧带和肌肉的进一步损伤将导致足部各骨和关节的进一步脱位变形。而通过使用足部矫形的功能鞋垫，内侧塌陷的足弓得到支撑，同时内侧足跟垫高矫正跟骨外翻。在缓解患者疼痛的同时，重建足弓形态，中断病情的恶化，并使之逐步得到改善。

传统制作功能鞋垫的方法是传统石膏模型鞋垫制作法，需对患者足部用石膏绷带取阴型、石膏阳形修型以及使用塑料板材进行高温成型或金属材料手工敲打来制成个性化的鞋垫。这种方法对专业技术要求高，耗时长，过程繁琐。随着3D打印技术的发展成熟，针对不同患者足部特征进行参数化就可直接打印出功能鞋垫。这种方法操作相对简单，耗时短，逐渐成为目前应用的主流方案。但由于打印材料的限制，目前较多使用的是尼龙、EVA塑胶、聚氨酯泡沫、ABS塑料等相对硬质易塑性材料，这使得功能鞋垫使用舒适性差、且相较于批量生产成本太高，不益于患者长期使用。

因此研发一种操作简单、成本更低，产品使用更舒适的功能鞋垫制作方法成了足部康复治疗市场的迫切需求。

发明内容

本发明的目的在于研发一种操作简单、成本更低，产品使用更舒适的功能鞋垫制作方法。

在目前3D打印制作功能鞋垫的方法主要是受限于材料，3D打印由于工艺的要求，往往需要热塑性强的材料，例如尼龙、ABS塑料，这些材料冷却成型后质地较硬，使用时间长容易产生疲劳及产生疼痛，同时由于3D打印的材料成本原因，3D打印方式制作的康复鞋垫成本太高，抑制了患者打印多对鞋垫替换使用的想法。在经过多次研究及实验后，我们找到了一种可以解决上述问题的新的功能鞋垫制作方法，具体技术方案如下：

一种硅胶鞋垫制作方法，包括以下步骤：

步骤S10：通过拍摄仪器拍照，分析系统分析提取人体足部数据，得到足底三维模型数据，包括足底大小、形状、足弓高度等；

步骤S20：通过导入足底三维模型数据，采用3D打印鞋垫设计软件设计贴合所述足部模型的定制化鞋垫模型；

步骤S30：通过数字化反向建模制作鞋垫模具模型，并通过3D打印机打印出模具；

步骤S40：在模具中倒入硅胶液，待硅胶固化后取出硅胶鞋垫。

通过这4个步骤制作出来的功能鞋垫带有硅胶材料的特性，即柔韧度高，长时间使用也不易产生疲劳及疼痛感。同时由于鞋垫是由模具制作得到，短时间内可以为患者制作多对鞋垫用于替换使用，这大大降低了每对鞋垫的生产成本，且每套模具可以重复使用，一次投入一直获益。

优选的，步骤S10中增加足底压力数据采集，获得的数据应用于S20中调整高压区域对应的鞋垫的厚度参数，例如对于膝外翻病人，足底压力显示脚掌外侧及脚跟外侧呈高压状态，对应增加脚掌及脚跟内侧鞋垫的厚度，引导脚部用力习惯，达到辅助康复治疗的功效。

优选的，步骤S20中增加3D打印鞋垫模型，将得到的模型进行试用，从而调整鞋垫模型数据，这样得到的鞋垫是最优方案，而依据鞋垫模型制作出来的模具后续批量生产的硅胶鞋垫也是最适合患者的。

优选的，步骤S40又分为：

步骤S41：在模具内铺一层硅胶液，待硅胶液半固化，该层硅胶为上表层，接触脚底；

步骤S42：根据所述足底压力数据的不同，在高压区域浇筑高硬度硅胶液，由于高压区域受力强增加高硬度材料可以提升鞋垫的舒适性；

步骤S43：用硅胶液填满整个模具，待硅胶完全固化后取出硅胶鞋垫。

这个步骤还能依据其他保健的功效要求在硅胶液中增加抗菌成分、也可铺入小型按摩石等个性化功能部件，满足患者的不同需求。

本发明还提供了一种通过硅胶鞋垫制作方法制作的模具，模具包括本体，本体向下凹陷形成浇筑腔，浇筑腔底面匹配鞋垫模型的上表面，这样的模具浇筑腔敞口大，注入硅胶液后静置即可达到消泡效果，无需进行超声波处理。同时由于硅胶材料的柔软特性，硅胶固化后，从浇筑腔敞口处即可取出硅胶鞋垫成品。

优选的，模具本体包括相互扣合上模座及下模座，上模座和下模座边缘向外侧延伸形成相互匹配的紧固凸台结构，将模具本体设置成相互扣合的上模座及下模座结构，更加方便硅胶固化后取出硅胶鞋垫成品，且通过上模座和下模座边缘外侧的紧固凸台结构，利用普通夹子就能将上模座、下模座固定在一起，防止鞋垫制作过程中硅胶液漏出。

优选的，凸台结构包括限位孔及限位柱，可以更方便上模座与下模座扣合时的定位与固定。

优选的，浇筑腔底面设置有向上凸起的通气孔柱，由于通气孔柱的存在，硅胶固化后，将硅胶鞋垫拔出，在硅胶鞋垫上与通气孔柱对应的位置就会产生通气孔。通气孔可以改善硅胶制品透气性差的缺点，同时解决硅胶鞋垫与脚掌或鞋底可能产生的负压问题。

本发明还提供可一种硅胶鞋垫，该鞋垫在制作时需执行如上述整体的方法，或者执行其中任一项或者组合的步骤。

优选的，鞋垫制作过程中使用的硅胶液为铂金硅胶，铂金硅胶是一种双组份加成型低温硫化硅胶，具有硫化温度低，硫化速度快等特点，与普通硅胶相比具有环保、高效无味、不易变黄及生暗纹等优点，适合硅胶鞋垫长期使用的需要。

优选的，鞋垫的脚掌接触部分设置有通气孔，通气孔可以改善硅胶制品透气性差的缺点，同时解决硅胶鞋垫与脚掌或鞋底可能产生的负压问题。

本发明的有益效果是：本发明提供的硅胶鞋垫制作方法，能够针对不同用户的足部情况，为用户制定符合自身人体生物力学的鞋垫，实现辅助治疗、保健或者疾病预防功能。同时由于引入鞋垫模具，可以为患者制作不同阶段的鞋垫模具，对应的做出不同阶段的鞋垫，相同阶段的鞋垫也可以通过模具制作出多套鞋垫用于替换。综合来说本发明制作鞋垫成本低，方便快捷，易于操作，适合大范围推广使用。

附图说明

图1为本发明一种硅胶鞋垫制作方法实施的流程示意图；

图2为本发明一种硅胶鞋垫制作方法流程中S20步骤扩展示意图；

图3为本发明一种硅胶鞋垫制作方法流程中S40步骤扩展示意图；

图4为本发明一种通过硅胶鞋垫制作方法制作的模具的结构示意图；

图5为本发明一种通过硅胶鞋垫制作方法制作的模具的零件爆炸图；

图6为本发明一种硅胶鞋垫的结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

实施例1

图1为本发明一种硅胶鞋垫制作方法实施的流程示意图。如图1所示，一种硅胶鞋垫制作方法，包括以下步骤：

S10足底3D数据采集：通过拍摄仪器拍照，分析系统分析提取人体足部数据，得到足底三维模型数据，具体包括拍摄仪器拍摄足底、足内侧、足外侧、脚趾、及后跟等部位的照片，照片传递到分析系统计算出足底的形状、面积等三维模型数据并得出足底即脚底板的相关数据，不同状况人的足底数据不同，例如平足的足弓变平，膝外侧翻则对应的脚后跟内侧远离地面，这些都能从对脚部拍摄的照片得到；

S20建立鞋垫模型：通过导入足底三维模型数据，采用3D打印鞋垫设计软件设计贴合所述足部模型的定制化鞋垫模型；

S30建立鞋垫模具模型：通过数字化反向建模制作鞋垫模具模型，并通过3D打印机打印出模具；

S40通过鞋垫模具制作硅胶鞋垫：在模具中倒入硅胶液，待硅胶固化后取出硅胶鞋垫。

进一步地，步骤S10中增加足底压力数据采集，在所述步骤S20中调整对应高压区域鞋垫的厚度参数，例如膝外侧翻对应脚后跟外侧为高压区域，通过计算增加脚后跟内侧鞋垫厚度即可改变脚部受力情况，改善脚部疲劳，最终改善膝外侧翻的情况。

进一步地，如图2所示步骤S20中增加3D打印鞋垫模型，将得到的模型进行试用，从而调整鞋垫模型数据。

进一步地，如图3所示步骤S40又分为：

S41在模具内铺一层硅胶液，待硅胶液半固化；

S42根据所述足底压力数据的不同，在高压区域浇筑高硬度硅胶液；

S43用硅胶液填满整个模具，待硅胶完全固化后取出硅胶鞋垫。

实施例2

本发明提供了一种通过硅胶鞋垫制作方法制作的模具，该模具在制作时需执行如上述第一实施例的方法步骤。同时该模具还有以下结构特点：

如图4、图5所示，模具包括本体01，本体01顶面向下凹陷形成浇筑腔02，浇筑腔02底面021为曲面，匹配鞋垫模型(未示出)的上表面。

进一步地，本体01包括相互扣合上模座011及下模座012，上模座011和下模座012边缘向外侧延伸形成相互匹配的紧固凸台结构013。

进一步地，凸台结构013包括限位孔014及限位柱015

进一步地，浇筑腔02底面021设置有向上凸起的通气孔柱022

实施例3

本发明提供了一种硅胶鞋垫，该鞋垫在制作时需执行如上述第一实施例的方法步骤。同时该鞋垫还有以下结构特点：

如图6所示，鞋垫06与脚掌接触部分区域设置有通气孔07。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。