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摘要：本发明涉及一种基于TPMS设计的3D打印鞋底及其设计方法。利用3D打印制件的可设计性，特别对于复杂结构的设计优势，鞋底模型在打印机中一体化成型。鞋底模型采用基于TPMS的单胞晶格，通过填充单元法赋予整个目标鞋底，同时在鞋底侧表面轮廓上设置薄膜。其特点在于保证轻量化、结构化设计目标，提高材料利用率的同时，由于具有连续光滑的整体结构，可以有效避免应力集中，使3D打印鞋底具有良好的支撑性、缓震性和回弹性，侧表面薄膜起到阻挡泥沙碎石，提高鞋底耐久性的作用。参数化的设计可以自由更改鞋底模型的结构和调整体积分数，使鞋底形态多样化满足个性化定制。

主权项：1.一种基于TPMS设计的3D打印鞋底的设计方法，其特征在于，所述3D打印鞋底，包括：3D打印鞋底主体，由多个3D打印晶格结构组成，多个3D打印晶格结构由控制周期分布的TPMS曲面组成；生成的3D打印鞋底主体表面上连续光滑且全连通，结构上设计有应力传导路径；鞋底侧表面薄膜，与3D打印鞋底主体的上、下两个鞋面外轮廓紧密相连，与3D打印鞋底主体结构的单元格外表面完全贴合，曲率变化与晶格外表面相一致；所述设计方法，包括：S1、形成TPMS晶格单胞模型：建立基于P型TPMS曲面创建3×3×3壳体结构，取TPMS晶格单胞模型在x,y,z方向上的尺寸分别为lx,ly,lz，单胞周期为kx,ky,kz，P型TPMS曲面的控制方程为： 其中c为等值曲面上的等值参数；通过P型TPMS曲面的控制方程将生成的P型TPMS曲面沿法线方向偏移预定距离形成实体模型，此时的3D数字模型即为TPMS晶格单胞模型；S2、在上、下两个鞋面之间生成多个有限的不规则六面体单元格：为创建鞋面，根据人体行走的步态，定义一个上、下面的两条光滑曲线，并将两条曲线进行平行拉伸得到上、下两个鞋面；通过上、下两个鞋面与脚底扫描的轮廓线进行布尔求交集，得到最终的上、下两个鞋底曲面；接着设置等分值，对上、下两个鞋面进行等距分割，并利用grasshopper中Twistedbox运算器在上、下两个鞋面间划分扭曲的六面体单元格，将鞋底空间划分为一个个单胞空间；S3、将P型TPMS晶格单胞模型填充到单元格中：为确保TPMS晶格单胞模型填入每一个单元格，把设计的TPMS晶格单胞模型固定在外边界立方体中，由于TPMS晶格单胞模型在立方体的任意两个相对面上一一对应，所以填充后的模型是连续的完整实体；S4、根据上、下鞋面以及单元格侧表面轮廓，对鞋底侧表面生成预定厚度的薄膜，薄膜在上、下两个鞋面完全相交，在外轮廓完全贴合，与整个鞋底一体成型。

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