基于TPMS周期全局连续变化的模型优化方法及系统技术方案

本发明专利技术属于3D打印模型优化技术领域，提供了一种基于TPMS周期全局连续变化的模型优化方法及系统。其中，该方法包括获取待填充的三维模型及其内部的周期场；将三维模型的周期场转化为角速度场；将三维模型的角速度场分别沿三个相互垂直的方向进行积分，生成对应方向的相位场；将各个方向的相位场所对应积分表达式中的所有的积分常数作为优化变量，来优化各个方向相位场使得各个相位场的等值面与相应的方向垂直；基于优化后各个方向相位场及TPMS隐式表达式，得到每个采样点处的TPMS函数值，进而生成网格，最后得到优化后的三维模型；其中，所述TPMS隐式表达式为三个方向的相位场的余弦之和。弦之和。弦之和。

【技术实现步骤摘要】
基于TPMS周期全局连续变化的模型优化方法及系统


[0001]本专利技术属于3D打印模型优化
，尤其涉及一种基于TPMS周期全局连续变化的模型优化方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]结构轻量化是几何建模与优化领域的一个重要问题，广泛应用于汽车、航空、医药等诸多领域。中空结构、桁架/框架结构、蜂窝结构等多孔结构以及微结构长期以来被用来实现上述目标，即在满足规定要求的同时减轻3D打印物体的重量。具体而言，利用三周期性极小曲面(TPMS)来设计多尺度多孔结构，在许多领域的支架结构上具有非常好的性能。TPMS是光滑、连通和在较小尺寸下自支撑的隐式曲面，具有良好的控制能力，而且TPMS结构具有许多优良的性质，如光滑性、空腔双连通性质，并具有高比表面积以及良好的力学性能等，吸引了包括机械、材料、物理、化学、医学等各领域研究人员的兴趣。
[0004]受限于制造技术，早期对TPMS的研究集中于结构对称性、类型间转化等性质的分析。增材制造技术的出现以及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于TPMS周期全局连续变化的模型优化方法，其特征在于，包括：获取待填充的三维模型及其内部的周期场；将三维模型的周期场转化为角速度场；将三维模型的角速度场分别沿三个相互垂直的方向进行积分，生成对应方向的相位场；将各个方向的相位场所对应积分表达式中的所有的积分常数作为优化变量，来优化各个方向相位场使得各个相位场的等值面与相应的方向垂直；基于优化后各个方向相位场及TPMS隐式表达式，得到每个采样点处的TPMS函数值，进而生成网格，最后得到优化后的三维模型；其中，所述TPMS隐式表达式为三个方向的相位场的余弦之和。2.如权利要求1所述的基于TPMS周期全局连续变化的模型优化方法，其特征在于，所述待填充的三维模型内部的周期场中的值是渐进的。3.如权利要求1所述的基于TPMS周期全局连续变化的模型优化方法，其特征在于，利用标准三角函数公式，将三维模型的任意位置的周期转化为角速度值，从而将周期场转化为角速度场。4.如权利要求1所述的基于TPMS周期全局连续变化的模型优化方法，其特征在于，采用最小二乘法来优化各个方向相位场。5.如权利要求1所述的基于TPMS周期全局连续变化的模型优化方法，其特征在于，利用移动立方体算法生成网格。6.一种基于TPMS周期全局连续变化的模型优化系统，其特征在于，包括：模型初始信息模块，其用于获取待填充的三维模型及其内部的周期场；角速度场转化模块，其用于将三维模型的周期场转化为角速度场；相位场生成模块，其用于将三维模型的角速度场分别沿三个相互垂直的方向进行积...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕琳，孙炳腾，田李昊，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：