一种复杂形貌多孔支架的高效生成方法技术

本发明专利技术公开了一种复杂形貌多孔支架的高效生成方法，包括输入三周期极小曲面表达式，分层离散网格分辨率，多孔支架壁厚，建模多孔支架复杂形貌的T样条曲面，切片离散厚度，将T样条曲面离散成形貌切片层；根据形貌切片层包络区域范围及分层离散网格分辨率，生成形貌切片层包络区域范围内的上、下三角插值网格；根据形貌切片层轮廓范围内的三角插值网格，线性插值计算出对应的三周期极小曲面分层切片轮廓；将三周期极小曲面分层切片轮廓偏置生成封闭的分层填充区域并与形貌切片层区域布尔运算；最终输出复杂形貌多孔支架的分层填充区域。本发明专利技术方法稳定可靠，可以在二维空间高效生成分层填充区域直接用于增材制造。

An efficient method for generating porous scaffolds with complex morphology

【技术实现步骤摘要】
一种复杂形貌多孔支架的高效生成方法
本专利技术涉及计算机辅助设计CAD(Computeraideddesign)和组织工程
，尤其涉及一种复杂形貌多孔支架的高效生成方法。
技术介绍
随着组织工程与再生医学技术的不断发展，越来越多的生物组织可以在生物体外进行繁殖培养。由于一些外部的创伤，一些缺损的人体器官如鼻子、耳朵需要人工移植以满足功能与美观性的要求。多孔支架是组织工程领域的研究重点之一，为细胞的增殖分化提供了基础的场所。一般来说，组织工程对多孔支架主要有两个方面的要求：首先在外形上，为了与移植后的组织相契合，一般需要多孔支架也具有与待移植区域外形一致的复杂形貌。此外内部的孔洞应具有较高的孔隙率与比表面积，既可以为细胞的附着提供足够的空间，同时也可以提高输送营养物质与排泄代谢废物的能力。作为一种先进的制造工艺，增材制造或者3D打印技术具有制造此类复杂拓扑多孔结构天然的优势。任意复杂形貌的结构会被离散成一系列的片层，通过材料的不断堆积形成所设计的形状。其中，通过计算机辅助设计技术生成的三维模型是该制造技术的关键数据来源，传统的CAD技术主要聚焦于设计简单的实体零件或用于减材数控加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复杂形貌多孔支架的高效生成方法，包括以下步骤：步骤1：输入建模多孔支架的三周期极小曲面表达式f(x,y,z)＝c，分层离散网格分辨率r，多孔支架壁厚w，输入建模多孔支架外部复杂形貌的T样条曲面，切片离散厚度d，将T样条曲面离散成n个形貌切片层Li(i＝1,…,n)；步骤2：根据形貌切片层包络区域范围及分层离散网格分辨率r，生成形貌切片层包络区域范围内的上、下三角插值网格；步骤3：计算获得形貌切片层轮廓范围内的三角插值网格；步骤4：根据三周期极小曲面函数表达式和三角插值网格，线性插值计算出每个形貌切片层轮廓范围内的三周期极小曲面分层切片轮廓；步骤5：根据多孔支架壁厚w，将三周期极小曲面分...

【技术特征摘要】
1.一种复杂形貌多孔支架的高效生成方法，包括以下步骤：步骤1：输入建模多孔支架的三周期极小曲面表达式f(x,y,z)＝c，分层离散网格分辨率r，多孔支架壁厚w，输入建模多孔支架外部复杂形貌的T样条曲面，切片离散厚度d，将T样条曲面离散成n个形貌切片层Li(i＝1,…,n)；步骤2：根据形貌切片层包络区域范围及分层离散网格分辨率r，生成形貌切片层包络区域范围内的上、下三角插值网格；步骤3：计算获得形貌切片层轮廓范围内的三角插值网格；步骤4：根据三周期极小曲面函数表达式和三角插值网格，线性插值计算出每个形貌切片层轮廓范围内的三周期极小曲面分层切片轮廓；步骤5：根据多孔支架壁厚w，将三周期极小曲面分层切片轮廓偏置生成封闭的分层填充区域，该分层填充区域与形貌切片层区域进行布尔运算，即可以获得复杂形貌多孔支架的分层填充区域；步骤6：输出复杂形貌多孔支架的分层填充区域。2.如权利要求1所述的复杂形貌多孔支架的高效生成方法，其特征在于，步骤2中，生成形貌切片层包络区域范围内的上、下三角插值网格的具体步骤为：步骤2.1：计算形貌切片层包络区域范围x∈[xmin,xmax]，y∈[ymin,ymax]，分别在x、y方向上生...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯嘉炜，傅建中，林志伟，商策，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33