[发明专利]一种基于STL文件的梯度多孔结构的建模方法

说明书

本发明公开了一种基于STL文件的梯度多孔结构的建模方法，现有的梯度多孔结构三维模型设计方法，普遍存在建模过程复杂、孔径尺寸和形状难以控制等问题，本发明克服现有建模方法难以快速高效的建立梯度多孔结构三维模型的问题。本发明通过计算程序读取STL文件，然后将所述均匀单元周期多孔结构的CAD模型的三角面片的法向量和顶点坐标读入并存储于相应的数组中，依据所述均匀单元周期多孔结构设计的结构特征，通过编写程序对存储于数组中的三角面片的位置参数进行修改。本发明建模方法简单高效，易于理解和掌握，可以通过修改程序参数设计出不同单元结构类型的梯度多孔结构。

技术领域

本发明涉及三维建模领域，具体涉及一种基于STL文件的梯度多孔结构的建模方法。

背景技术

多孔结构作为一种新型轻质结构，由于其内部开放、贯通的空间可实现吸能、储能、热控、隐身、阻尼等多功能特性，在航空航天、生物医学等领域有广泛的应用。梯度多孔结构作为特殊的多孔结构，其结构具有更好的可设计性和多样性，使其在抵抗冲击、吸收能量等方面具有独特优势。

随着增材制造技术的快速发展，特别是选区激光熔化工艺的发展，使各种微小复杂结构的制备成为可能，同样可以有效实现各种复杂的多孔结构的加工制备，而如何快速可靠的设计出所需的梯度多孔结构的三维模型，是通过增材制造制备梯度多孔结构过程中的关键技术。现有的梯度多孔结构三维模型设计方法，普遍存在建模过程复杂、孔径尺寸和形状难以控制等问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于STL文件的梯度多孔结构的建模方法，其目的在于克服现有建模方法难以快速高效的建立梯度多孔结构三维模型的问题，充分利用STL文件格式的特点，设计出所需孔隙特征的梯度多孔结构的三维模型。

为实现上述目的，本发明提出了一种基于STL文件的梯度多孔结构的建模方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：利用三维建模软件建立均匀多孔结构的CAD模型，并将所述CAD模型保存为STL文件格式；

步骤2：通过计算程序读取STL文件，然后将所述均匀多孔结构的CAD模型的三角面片的法向量和顶点坐标读入并存储于相应的数组中；

步骤3：依据所述均匀多孔结构设计的结构特征，通过编写程序对存储于数组中的三角面片的位置参数进行修改；

步骤4：将步骤3中修改后的数据读出到原STL文件，保存并通过三维建模软件打开修改后的STL文件得到梯度多孔结构的模型。

进一步的，所述步骤1中，所述均匀多孔结构包括金刚石点阵结构、螺旋二十四面体单元点阵结构、四面体单元点阵结构、六面体单元点阵结构、八面体单元点阵结构以及十字单元点阵结构。

进一步的，所述步骤1中，所述均匀单元周期多孔结构的整体外观为包括圆台状、圆柱状和长方体状的简单形状结构。

进一步的，所述步骤1中，STL文件具体类型为ASCII明码文件格式。

进一步的，所述步骤2中，所述计算程序实现包括通过文件路径及文件名信息读入文本文件，读取三角面片数据并将读入的数据进行修改，将数据重新读入到文本文件的功能。

进一步的，所述步骤3中，改变所述均匀单元周期多孔结构的类型主要为通过修改模型的三角面片的法向量坐标和三角面片3个顶点的x、y、z坐标参数，具体的使原多孔结构支架间距减小，即孔径尺寸减小，但孔数量和分布方式保持不变。

进一步地，所述步骤3中，所编写程序设计

用于从STL文件中读入均匀多孔结构的CAD几何模型数据导入子函数RSTL()，。

用于根据结构特征变形后的多孔结构的STL文件写入指定文件中的输出子函数WSTL()，