[发明专利]具有混合曲面结构单元的植入体结构及制备方法

权利要求书

1.一种具有混合曲面结构单元的植入体结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，构建结构表达式：确定第一曲面结构单元和第二曲面结构单元的结构，以及第一支架结构(1)和第二支架结构(2)的表达式，并将第一支架结构(1)和第二支架结构(2)的表达式通过S型函数进行连接，得到基于混合曲面结构单元的植入体结构的表达式；其中，

所述第一支架结构(1)由多个所述第一曲面结构单元沿长、宽、高三个维度进行阵列形成的柱状多孔结构，所述第二支架结构(2)由多个所述第二曲面结构单元沿长、宽、高三个维度进行阵列形成的空心柱状多孔结构；所述第一支架结构(1)设置在所述第二支架结构(2)的中部空心处，并且所述第一支架结构(1)和第二支架结构(2)通过S型函数过渡连接形成所述植入体结构；所述第一支架结构(1)的孔隙率大于所述第二支架结构(2)的孔隙率；

所述第一曲面结构单元和所述第二曲面结构单元分别由隐函数表达式控制，并且所述第一曲面结构单元和所述第二曲面结构单元的结构不同；

所述第一曲面结构单元为Diamond曲面结构，所述Diamond曲面结构的隐函数表达式为：

其中，a、b、c为结构单元在x、y、z方向的长度，a、b、c均为0.5～2mm；t₁为控制结构单元孔隙率的常数，t₁为0.0833～0.75；

所述第二曲面结构单元为I-WP曲面结构，所述I-WP曲面结构的隐函数表达式为：

其中，a、b、c为结构单元在x、y、z方向的长度，a、b、c均为0.5～2mm；t₂为控制结构单元孔隙率的常数，t₂为0.3846～3.4615；

所述S型函数的表达式为：

其中，k为控制所述第一支架结构和第二支架结构之间过渡区域宽度的常数，其值为0.5～3；函数G(x,y,z)决定过渡区域的形貌，且函数G(x,y,z)＝0所对应的坐标为过渡区域中心；

S2，构建梯度结构：将植入体结构的表达式及其结构参数进行可视化处理，得到植入体结构的3D模型并导出；

S3，对植入体结构的模型进行分层切片处理，并将得到的二维数据信息输入金属打印设备中；所述金属打印设备的工艺参数为：激光功率150～200W，扫描速度600～900mm/s，扫描间距0.1～0.14mm，铺粉层厚20～30μm；

S4，采用选择性激光熔化技术制备得到植入体结构。

2.根据权利要求1所述的具有混合曲面结构单元的植入体结构的制备方法，其特征在于，所述第一支架结构(1)为圆柱体状多孔结构，所述第二支架结构(2)为空心圆柱体状多孔结构。

3.根据权利要求1所述的具有混合曲面结构单元的植入体结构的制备方法，其特征在于，所述植入体结构的表达式为：

4.根据权利要求3所述的具有混合曲面结构单元的植入体结构的制备方法，其特征在于，圆柱状的所述植入体结构的表达式为：

；

其中，其为所述植入体结构不同位置的半径函数；r₀为圆柱状的所述植入体结构的半径；z为所述植入体结构不位置的高度；h为圆柱状的所述植入体结构的高度。