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概要：在一次跳傘事故中，一位女士失去了小腿上的一塊主要肌肉（腓腸?。；謴?fù)后，盡管她能行走，但受傷的腿部在她看來依然很不美觀。
目標(biāo)：使用手持式3D掃描儀掃描這位女士的小腿，為其制作舒適的可穿戴假體。
使用工具：Artec Eva, Solidworks, Zbrush, 3DS Max, Photoshop

一組工程師使用Artec的Eva掃描儀創(chuàng)建了一個(gè)女孩腿部的3D模型用于設(shè)計(jì)量身定制的假肢

這個(gè)故事開始于一個(gè)名叫奧利嘉的俄羅斯女孩，給俄羅斯一家3D打印在線服務(wù)公司 CanTouch 寫了一封信，提出了特殊的請(qǐng)求。奧利嘉熱愛極限和跳傘運(yùn)動(dòng)。但是她在完成一次跳躍時(shí)右腿的腓腸肌受傷，這導(dǎo)致她幾乎失去了所有的肌肉組織，右腿明顯區(qū)別于左腿。這種外觀讓奧利嘉感到十分不安，于是她決定為自己制作一個(gè)特制的腿部假肢。

開始假肢設(shè)計(jì)

Can Touch公司回復(fù)了奧利嘉并和她進(jìn)行了會(huì)面，并討論了假肢制作的細(xì)節(jié)。之后他們一起制定了一個(gè)計(jì)劃，其中包括以下幾個(gè)步驟：

1. 將兩條腿都進(jìn)行3D掃描

2. 創(chuàng)建3D模型

3. 用3D打印機(jī)制作出假肢

4. 對(duì)假肢進(jìn)行測(cè)試

掃描腿部

要做的第一件事就是掃描雙腿，Artec的Eva掃描儀正好派上了用場(chǎng)。掃描過程由工程師Alexander Gorodetsky進(jìn)行操作，他完全按照掃描儀的設(shè)計(jì)功能進(jìn)行操作。團(tuán)隊(duì)需要一個(gè)非常精確的掃描圖像，所以他們的工作進(jìn)行的非常細(xì)致。

Eva掃描儀被證明非常易于使用，因?yàn)樗鼰o需校準(zhǔn)或者標(biāo)記。掃描速度高達(dá)每秒16幀，并能完成即時(shí)融合。這樣一來我們就可以輕松地看到拍攝的圖像，以及哪些地方需要更多關(guān)注。

Eva捕獲和處理速度高達(dá)每秒2,000,000點(diǎn)，擁有高分辨率(0.5 mm)和高精度(0.1 mm)，使其成為掃描人體的解決方案。

創(chuàng)建假肢的3D模型

這個(gè)步驟是費(fèi)力耗時(shí)的。此項(xiàng)工作委托給了經(jīng)驗(yàn)豐富的3D建模師Valery Karaoglanyan。他的任務(wù)是根據(jù)奧利嘉的要求，創(chuàng)建兩個(gè)(健康的腿和受傷的腿)用于假肢制作的3D模型。由于沒有現(xiàn)成的解決方案，整個(gè)工作必須從頭開始。

第一步就是在SolidWorks中創(chuàng)建兩條腿的固態(tài)3D模型。當(dāng)她們完成時(shí)，健康腿的模型會(huì)被制作成鏡像，然后再受傷腿的模型中“扣除”一部分，兩者之間還要保持一個(gè)間隙，以便皮膚能夠正常呼吸。

最初的想法是在二者的內(nèi)部和外部表面都使用網(wǎng)狀材料。但是奧利嘉想要外部表面看上去光滑。

為了創(chuàng)建網(wǎng)狀表面，設(shè)計(jì)師們不得不將3D模型在不同的程序之間反復(fù)加工。它首先被導(dǎo)入ZBrush中創(chuàng)建UV-地圖和一個(gè)網(wǎng)格模塊。然后網(wǎng)格會(huì)在Photoshop中被疊加在地圖上，之后3D模型會(huì)被再次導(dǎo)入ZBrush。在此階段中設(shè)計(jì)者們面對(duì)的問題就是假肢的厚度，而ZBrush沒有這個(gè)功能。所以不得不使用3DS Max軟件。

該團(tuán)隊(duì)同樣使用了SolidWorks進(jìn)行3D建模。當(dāng)它們被完成時(shí)，會(huì)被用作假肢的主3D模型：

在較厚的地方我們需要添加一種圓錐形的插銷。2-3個(gè)就夠了。需要將它們放置在中部，以防彼此脫落。

這是一個(gè)較薄位置的橫切圖，應(yīng)該如何被分離。

設(shè)計(jì)師不得不運(yùn)用所有的技巧和創(chuàng)造力來開發(fā)一種新的計(jì)算法，以便從零開始創(chuàng)建3D模型。最終團(tuán)隊(duì)還是獲得了腓腸肌假體完整的，用于3D打印的模型。

3D打印

3D打印是假肢創(chuàng)建過程中的最終環(huán)節(jié)。團(tuán)隊(duì)使用了白色塑料PA 2200(聚酰胺)。非常耐用，重量很輕。這種材料非常適合制作會(huì)經(jīng)常磨損的裝飾性假肢。用這種材料制作假肢的技術(shù)被稱作激光燒結(jié)法—使用激光按照指定的點(diǎn)燒結(jié)粉末材料。

測(cè)試假肢

在測(cè)試過程中假肢會(huì)暴露出其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，改進(jìn)和替代的過程是難以避免的。該裝置運(yùn)行良好，假肢可以很好地安裝在腿部。然后，很明顯需要采用一些軟質(zhì)材料添加在腿和假肢之間。由于腿部會(huì)出汗，而且該材料具有細(xì)微的粗糙感。如果假肢外表面的網(wǎng)狀材料被保存下來的話，所述的通風(fēng)問題就可以迎刃而解了—腿本來也是可以”呼吸”的。

奧利嘉講她非常喜愛這副假肢，它沒有辜負(fù)她的期望。然而，還需要在不同的條件下對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。

這是Can Touch第一次為客戶制作裝飾性假肢。團(tuán)隊(duì)在制作過程中也出現(xiàn)了一些錯(cuò)誤，不得不重復(fù)幾道工序，并且在項(xiàng)目中做了一些不必要的工作。然而，寶貴的經(jīng)驗(yàn)證明，專業(yè)的硬件和軟件再加上工程技能，能生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。