[發明專利]多孔結構建模方法

在審

• 申請號: 202010539511.6
• 申請日: 2020-06-14
• 公開（公告）號: CN111696211A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 唐倩;金夢霞;馮琪翔;馬帥;宋軍;范小杰;金鵬
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20;G06T17/30
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 呂小琴

本發明公開了一種多孔結構建模方法，該方法包括步驟：S1：設定所述多孔結構特征；S2：根據多孔結構的截面上的線條變化，選取特征截面；S3：采用數值處理法得到各個所述特征截面的點的坐標，再對各個特征截面的點進行插值，然后獲取各個特征截面的擬合曲線；S4：采用三維建模法根據各個截面的擬合曲線將生成生封閉連續的曲面；S5：將所述曲面進行填充，得到實體。本發明通過從多孔結構的特征截面上選取點，再根據選取的點得到擬合曲線，然后根據擬合曲線得到各個截面的曲面結構，最后通過對曲面進行填充得到實體，該建模方法具有通用性強，可以通過控制多孔結構方程的參數，實現多種多孔結構的實體建模。

技術領域

本發明涉及一種多孔結構建模方法。

背景技術

多孔結構被廣泛應用于醫療領域、化學工程以及土木工程等，用以達到輕量化的要求。特別是對于醫用植入物，對于其孔隙率等也有一定的要求。除此之外，隨著增材制造技術的發展，也能夠實現復雜多孔結構模型的制造。當前，最小曲面法多用于多孔結構設計，因為該方法有利于對多孔結構的輕量化，孔隙率和連通性等特征的控制。然而該方法的結構建模存在一定的困難，現如今的建模方法大多數是通過點云逆向求解，但是只能滿足作為加工的模型，不能進行后期的再修改。除此之外，建模方法還有的是取用結構邊界上的特征點，擬合多項式曲線或者是通過特征線進行建模，前者存在特征點太少，后者需要依靠結構特征的特殊性。

發明內容

本發明的目的是提供一種多孔結構建模方法，該建模方法具有通用性強，可從點到線到面獲得可編輯實體。

為解決上述技術問題，本發明提供一種多孔結構建模方法，包括步驟：

S1：設定所述多孔結構特征；

S2：根據多孔結構的截面上的線條變化，選取特征截面；

S3：采用數值處理法得到各個所述特征截面的點的坐標，再對各個特征截面的點進行插值，然后獲取各個特征截面的擬合曲線；

S4：采用三維建模法根據各個截面的擬合曲線將生成生封閉連續的曲面；

S5：將所述曲面進行填充，得到實體。

進一步地，所述步驟S2具體包括：觀察多孔結構的x＝x_i截面，根據截面上的線條變化規律，選取具有結構代表性的特征截面。

進一步地，所述步驟S3具體包括：

S31：根據數值處理方法對多孔結構特征方程進行數值處理，得到各個特征截面的點的坐標，然后通過控制坐標邊界以及坐標數值的間隔得到合適的點云；

S32：對各個特征截面的點云進行插值，得到各個特征截面的擬合曲線。

進一步地，步驟S3中，通過控制坐標邊界以及坐標數值的間隔控制擬合曲線的誤差。

進一步地，所述步驟S4具體包括：利用三維建模軟件將各個截面的擬合曲線進行處理，使各個截面的擬合曲線形成最小的封閉單元，形成封閉曲面。

進一步地，若需要多單元多孔結構，則通過三維建模軟件對該多孔結構的各個頂面的曲線邊緣進行處理，然后通過陣列形成多單元實體結構。

進一步地，所述多孔結構方程為：

取t＝0。

進一步地，根據所述多孔結構的x＝x_i截面上的線條變化，選取合適的x＝x_i的截面作為特征截面。

本發明的有益效果為：通過從多孔結構的特征截面上選取點，再根據選取的點得到擬合曲線，然后根據擬合曲線得到各個截面的曲面結構，最后通過對曲面進行填充得到實體，該建模方法具有通用性強，可以通過控制多孔結構方程的參數，實現多種多孔結構的實體建模。