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从石膏取型到3D扫描|个性化辅具制作的数字化工作流转变
时间: 2026-09-11

个性化辅具制作的第一步,是准确获取人体形态。传统方式通常通过石膏取型获取人体部分轮廓,再经过脱模、修型和制作。如今,3D扫描正在为这一环节提供更加数字化的选择。通过非接触式扫描获取人体三维形态,再经过数据处理、数字化设计,最终进入3D打印或其他制造环节。

 

一套完整的数字化辅具制作流程可以概括为:人体形态采集 → 三维数据处理 → 数字化设计 → 3D打印 / 制造 → 评估与迭代

 

在这个流程中,3D扫描是连接真实人体与后续数字设计、制造环节的第一步。相比传统实体取型,数字化方式改变的不只是“如何获取人体形态”,更重要的是让人体形态从一次性的实体模型,转变为可以保存、编辑、测量、复用和持续迭代的三维数据。

 

 

01 从传统取型到三维扫描:形态采集方式发生了什么变化?

传统辅具制作中,石膏取型是一种常见的人体形态获取方式。但对于使用者来说,取型过程并不只是“耗时”这么简单。石膏需要直接包裹身体目标区域,并经历涂覆、固定、等待成型和脱模等步骤,过程中可能产生闷热、束缚等不适,同时还需要保持相对稳定的姿态。对于儿童,以及对陌生设备、身体接触或视觉刺激较为敏感的使用者而言,这样的过程也可能增加适应和配合的难度。

 

3D扫描则提供了一种更加轻量的非接触式采集方式。以个性化辅具为例,扫描仪可以直接获取婴儿头部、足部、腿部、脊柱、手部等目标区域的三维形态,并将其转换为数字模型,为后续的数据处理和设计提供基础。

 

3DeVOK MQ 手持式三维扫描仪为例,其无光扫描模式无需向人体表面投射明显的可见光或激光,可以减少强光、闪烁等视觉刺激。对于儿童以及对光线或陌生设备较为敏感的使用者,这种非接触式采集方式可以让扫描过程更加自然。

 

MQ (29)

 

人体辅具往往需要覆盖较大的目标区域,例如躯干、腿部等,因此扫描范围同样会影响实际操作体验。3DeVOK MQ 三维扫描仪超大幅面(1,100mm × 1,000mm)视野,能够覆盖更大的目标区域,减少设备频繁移动以及使用者反复调整姿态的需要,也有助于获得更加连续、完整的三维数据。从接触式石膏取型,到无光、非接触式三维扫描,改变的不只是数据获取工具,也患者在被采集的过程中更加舒适。

 

因此,从石膏取型到3D扫描,改变的不只是工具,而是人体形态从实体模型向数字数据的转变。

 

传统取型与数字化采集的区别

环节

传统方式

数字化方式

形态采集

石膏取型

3D扫描

数据载体

实体石膏模型

3D数字模型

后期修改

实体修型

数字修型

数据保存

保存实体模型

保存数字文件

数据复用

依赖实体模型

可直接调用历史数据

设计方式

实体模型辅助设计

基于3D模型进入数字设计

制造方式

模具/传统加工

3D打印/其他数字制造

 

02 从人体形态到模具模型

3D扫描得到的是人体表面形态,并不是最终的辅具模型。进入设计环节后,还需要根据具体产品和应用需求,对曲面进行数字化修型、边界处理、厚度设计以及结构调整。不同类型的软件,也会在这一过程中承担不同的任务。

 

这是数字化辅具工作流中一个容易被忽略的环节:3D扫描得到的是人体表面形态,并不是最终的辅具模型。

 

进入设计环节后,还需要根据具体产品和应用需求进行:

  • 曲面修型;
  • 边界处理;
  • 厚度设计;
  • 结构调整;
  • 局部减压或避让;
  • 个性化尺寸调整。

 

也就是说,一条完整的数据链路应该是:人体 → 3D扫描 → 人体数字模型 → 数字修型/设计 → 辅具模型。

 

而不是简单的:人体 → 3D扫描 → 3D打印。

 

常见软件如何参与这一流程?

不同软件承担的任务并不完全相同。

 

工作环节

常见工具

主要作用

三维数据获取

3D扫描软件

获取人体三维数据

数据处理

3DeVOK Studio等

数据清理、优化、导出

O&P专业设计

Rodin4D、OrthoModel等

矫形器/假肢数字化设计

自由曲面编辑

Geomagic Freeform、Rhino等

曲面编辑、修型和设计

通用CAD

SolidWorks等

结构设计

数字制造

SLS/其他3D打印

将数字模型制造为实体

 

例如,使用3DeVOK MQ 彩色三维扫描仪获取人体三维数据后,可以在 3DeVOK Studio 三维扫描软件中完成基础数据处理,再将模型导入相应的专业设计软件。Rodin4D主要面向矫形器与假肢(O&P)领域,可以用于数字化修型、设计以及制造衔接。Geomagic Freeform则更适合复杂有机曲面的编辑与设计,可以结合扫描数据进行曲面调整、变形、厚度和边缘设计。

 

 

Rodin 4D软件设计脊柱矫形支具三维模型

Freeform软件进行脊柱矫形支具数字化建模

 

2025年的一项足部及踝足辅具CAD综述也显示,实际应用中既有Rodin4D、OrthoModel等专业辅具CAD,也使用Rhino、SolidWorks等通用CAD工具。

 

足部及踝足辅具数字化设计中的CAD软件应用

 

因此,实际的数字化制作并不是依赖某一款软件完成全部工作,而是让三维扫描、数据处理、专业设计和制造工具各司其职,共同组成一条完整的数据链路。

 

04 从数字模型到实体:3D打印让设计落地

完成数字设计后,模型即可进入3D打印或其他数字制造环节。对于个性化辅具而言,每一位使用者的形态可能不同,因此制造环节往往需要面对定制化、小批量甚至“一人一型”的需求。与需要单独制作实体模具的传统方式相比,数字制造可以直接承接数字模型,并根据不同设计快速调整。例如, SLS 3D打印通过激光选择性烧结粉末材料成型,打印过程中无需额外设计支撑结构,因此能够较好地实现复杂曲面、镂空和轻量化结构。对于需要根据不同人体形态进行个性化调整的辅具而言,这种制造方式能够更直接地承接前端数字设计。

 

尤其是在个性化辅具制作中,每一套产品的形态和结构都可能有所不同。SLS 3D打印可以根据数字模型直接进行小批量、定制化制造,无需为每一种形态单独制作模具,也使设计人员能够更加灵活地调整曲面、厚度和局部结构。从扫描得到的人体形态,到数字化设计,再到最终实体,整个过程可以围绕同一份三维数据持续迭代。

 

三维扫描 → 数字模型 → 数字设计 → SLS 3D打印 → 个性化辅具。

 

盈普三维SLS 3D打印设备制作个性化矫形支具

工作人员正在操作盈普SLS 3D打印机进行矫形模具的打印

 

05 实际应用:三维扫描进入个性化辅具制作

在实际应用中,3DeVOK非接触式三维扫描技术已成功用于个性化辅具数字化制作。在与中山陈星海中西医结合医院相关的应用中,3DeVOK MQ 手持式三维扫描仪 用于获取身体目标区域的三维形态数据,并进一步应用于脊柱矫形辅具、手腕矫形器以及足部矫形器等个性化辅具的数字化制作。

 

中山陈星海医院人员使用3DeVOK MQ非接触式三维扫描仪扫描患者

通过3DeVOK MQ三维扫描仪获取的患者体表3D数据

 

从前端三维扫描,到后续数字化设计,再到3D打印,人体形态数据贯穿整个制作流程。扫描得到的不再只是一次性的取型结果,而是一份可以继续进入设计、修改和制造环节的数字数据。

 

 

 

06 数字化真正改变的,不只是“取型”

如果只是把石膏取型换成3D扫描,数字化的价值其实还没有完全体现出来。真正重要的变化,是人体形态从一次性的实体模型变成了可以持续使用的数字数据。

 

从一次取型,到数字资产

传统辅具制作通常遵循 人体 → 石膏模型 → 制作 的物理流程。

引入3D扫描后,人体形态可以转化为数字数据,形成 人体 → 3D数据 → 保存 → 设计 → 制造 的数字化流程。

扫描获得的数据可以作为数字文件保存,在符合数据管理和隐私要求的前提下,用于后续的设计、分析与修改,让一次取型的结果从实体模型转变为可持续使用的数字资产。

 

从一次制作,到持续迭代

数字化模型还可以保留不同阶段的设计版本,从原始扫描数据 → 设计版本A → 设计版本B → 最终版本,完整记录设计调整过程。当后续需要进行修改或优化时,可以直接基于已有数字模型进行调整,无需重新建立人体形态模型。

 

从单次采集,到前后数据对比

当患者需要复诊或长期跟踪时,还可以在不同时间点再次进行三维扫描,对不同阶段的三维数据进行对比。

整个过程可以形成 第一次扫描 → 数字设计 → 制作 → 使用与评估 → 再次扫描 → 数据对比 → 优化 的持续闭环。

这意味着三维数据的价值并不止于完成一次取型,而是可以贯穿后续的评估与优化,为个性化辅具的持续调整提供数字化依据。

 

通过3DeVOK MQ三维扫描仪获取的患者躯干三维模型

使用3DeVOK MQ 三维扫描仪获取的人体3D数据

 

一套完整的个性化辅具数字化工作流

综合来看,3D扫描并不是独立存在的一步,而是整个数字化流程的数据入口。

从石膏模型到三维数字模型,改变的不只是人体形态的获取方式,更是辅具制作从实体流程向数字化流程的转变。

对于正在探索辅具数字化的机构而言,3D扫描可以成为一个切入点:先将人体形态转化为可管理的三维数据,再逐步连接数据处理、数字设计和数字制造,最终建立适合自身业务的数字化工作流程。

从人体形态采集,到数字化设计与制造,让三维数据贯穿个性化辅具制作的全过程。

探索3DeVOK三维扫描如何融入您的辅具数字化工作流程。

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