[发明专利]一种基于三周期极小曲面的多尺度多孔支架设计方法

权利要求书

1.一种基于三周期极小曲面的多尺度多孔支架设计方法，包括以下步骤：

步骤1：分别输入四级三周期极小曲面各自的函数表达式f(x,y,z)＝c，x∈[x_min,x_max]，y∈[y_min,y_max]，z∈[z_min,z_max]，偏置厚度d₁，d₂，d₃，d_4，三角化最小三角形角度α₁，α₂，α₃，最大三角形边长l₁，l₂，l₃；

步骤2：生成一级三周期极小曲面的分层填充区域，得到大孔结构的分层填充区域；

步骤3：根据一级三周期极小曲面的分层填充区域生成二级三周期极小曲面的分层孔洞区域，根据一级三周期极小曲面的分层填充区域和二级三周期极小曲面的分层孔洞区域计算介孔结构的分层填充区域；

步骤4：根据二级三周期极小曲面的分层孔洞区域生成三级三周期极小曲面的分层填充区域，并将因生成二级三周期极小曲面而分离的实体连接为一体，生成可增材制造介孔结构的分层填充区域；

步骤5：根据三级三周期极小曲面的分层填充区域生成四级三周期极小曲面的分层孔洞区域，计算微孔结构的分层填充区域；

步骤6：输出多尺度多孔支架的分层填充区域；

其中，步骤2中，根据一级三周期极小曲面的函数表达式及坐标分布范围，利用移动四边形算法生成分层的一级三周期极小曲面切片轮廓，再根据偏置厚度d₁，将一级三周期极小曲面切片轮廓偏置为封闭填充区域，即可得到大孔结构的分层填充区域；

步骤3的具体步骤为：

步骤3.1：根据三角化最小三角形角度α₁，最大三角形边长l₁，利用德劳内三角化算法生成在一级三周期极小曲面的分层填充区域内部的三角网格；

步骤3.2：根据一级三周期极小曲面的分层填充区域内部三角网格，利用移动三角形算法生成分层的二级三周期极小曲面切片轮廓，再根据偏置厚度d₂，将二级三周期极小曲面切片轮廓偏置为封闭孔洞区域；

步骤3.3：计算一级三周期极小曲面分层填充区域与二级三周期极小曲面分层孔洞区域的交集，得到一二级相交分层填充区域；

步骤3.4：计算一级三周期极小曲面的分层填充区域与一二级相交分层填充区域的差集，得到介孔结构的分层填充区域；

步骤4的具体步骤为：

步骤4.1：根据三角化最小三角形角度α₂，最大三角形边长l₂，利用德劳内三角化算法生成一二级相交分层填充区域内部的三角网格；

步骤4.2：根据一二级相交分层填充区域内部三角网格，利用移动三角形算法生成分层的三级三周期极小曲面切片轮廓，再根据偏置厚度d₃，将三级三周期极小曲面切片轮廓偏置为封闭填充区域；

步骤4.3：计算三级三周期极小曲面分层填充区域与一二级相交分层填充区域的交集，得到一二三级相交分层填充区域；

步骤4.4：计算介孔结构的分层填充区域与一二三级相交分层填充区域的并集，即可将因生成二级三周期极小曲面而分离的实体连接为一体，生成可增材制造介孔结构的分层填充区域；

步骤5的具体步骤为：

步骤5.1：根据三角化最小三角形角度α₃，最大三角形边长l₃，利用德劳内三角化算法生成在一二三级相交分层填充区域内部的三角网格；

步骤5.2：根据一二三级相交分层填充区域内部三角网格，利用移动三角形算法生成分层的四级三周期极小曲面切片轮廓，再根据偏置厚度d₄，将四级三周期极小曲面切片轮廓偏置为分层孔洞区域；

步骤5.3：计算可增材制造介孔结构的分层填充区域与四级三周期极小曲面切分层孔洞区域的差集，得到微孔结构的分层填充区域。

2.如权利要求1所述的基于三周期极小曲面的多尺度多孔支架设计方法，其特征在于，四级三周期极小曲面均采用G曲面，函数表达式为f(x,y,z)＝sin(τx)cos(τy)+sin(τz)cos(τx)+sin(τy)cos(τz)＝0。