[发明专利]基于Primitive和Diamond曲面结构单元的多孔梯度支架及制备方法

权利要求书

1.一种基于Primitive和Diamond曲面结构单元的多孔梯度支架的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，构建结构表达式：确定内层支架结构和外层支架结构的表达式，并得到基于Primitive和Diamond曲面结构单元的多孔梯度结构的表达式；其中：

所述外层支架结构设置在所述内层支架结构的外侧，并且所述多孔梯度支架的孔隙率由所述内层支架结构向所述外层支架结构呈梯度变化；所述内层支架结构由多个Diamond曲面结构单元沿长、宽、高三个维度阵列形成；所述Diamond曲面结构单元的隐函数表达式为：

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；

所述外层支架结构由多个Primitive曲面结构单元沿长、宽、高三个维度阵列形成；所述Primitive曲面结构单元的隐函数表达式为：

；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0.1754~1.5789；

S2，构建梯度结构：通过计算软件进行可视化处理，得到基于Primitive和Diamond曲面结构单元的多孔梯度支架的3D模型并导出；

S3，对多孔梯度支架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多孔梯度支架。

2.根据权利要求1所述的基于Primitive和Diamond曲面结构单元的多孔梯度支架的制备方法，其特征在于，所述内层支架结构呈柱状多孔结构，所述外层支架结构呈空心柱状多孔结构，所述内层支架结构设置在所述外层支架结构的中部空心处，并且所述内层支架结构和外层支架结构之间通过S型函数平滑过渡连接。

3.根据权利要求2所述的基于Primitive和Diamond曲面结构单元的多孔梯度支架的制备方法，其特征在于，所述S型函数的表达式为：

；其中，k为控制所述内层支架结构和外层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。

4.根据权利要求3所述的基于Primitive和Diamond曲面结构单元的多孔梯度支架的制备方法，其特征在于，所述多孔梯度支架的表达式为：

。

5.根据权利要求2所述的基于Primitive和Diamond曲面结构单元的多孔梯度支架的制备方法，其特征在于，所述内层支架结构为圆柱体状多孔结构，所述外层支架结构为空心圆柱体状多孔结构。

6.根据权利要求4所述的基于Primitive和Diamond曲面结构单元的多孔梯度支架的制备方法，其特征在于，圆柱状的所述多孔梯度支架的表达式为：

；其中，，其为所述多孔梯度支架不同位置的半径函数；r₀为圆柱状的所述多孔梯度支架的半径；z为所述多孔梯度支架不同位置的高度；h为圆柱状的所述多孔梯度支架的高度。