[發(fā)明專利]一種可定制軟硬度及形變方向的海綿結構制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110475719.0
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113211797B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設計）人: 王冠云;陳宇;陶冶;潘德瀛;孫凌云
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B29C64/393
• 分類號: B29C64/393;B29C64/118;B33Y50/02;B33Y10/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

1.一種可定制軟硬度及形變方向的海綿結構制作方法，其特征在于，所述方法包括：以三周期極小曲面多孔結構作為胞元，構成多孔基礎模型，孔洞之間相互連通，向模型的孔洞內部添加不同密度、直徑、角度的柱子以此改變海綿模型的軟硬度及形變方向；根據需求確定柱子的添加方案得到目標模型，使用3D打印技術根據目標模型進行打印，得到硬度及形變方向定制化的海綿結構；所述的三周期極小曲面多孔結構胞元曲面為Tubular G曲面，其函數(shù)表達式為：

其中，X＝2πx，Y＝2πy，Z＝2πz，x，y，z為各曲面點的空間坐標。

2.根據權利要求1所述的可定制軟硬度及形變方向的海綿結構制作方法，其特征在于，所述的方法采用自動化設計實現(xiàn)，所述自動化設計的方法包括構建自動化設計軟件，利用所述軟件進行如下：

1)用戶導入自定義模型；

2)在建模空間內設置模型的目標位置、角度和大小；

3)自動網格化上一步驟中的模型，并在模型內部轉換為極小曲面多孔實體，形成基礎模型；

4)用戶輸入目標模型需要的形變方向和區(qū)域的密度；

5)軟件通過以上指令自動在基礎模型上添加柱狀陣列結構；

6)軟件通過內置的仿真模擬功能提供一維受力情況下的變形效果的預覽；

7)用戶滿意所述效果則導出模型并切片，用于后續(xù)3D打印；若不滿意則返回步驟4)。

3.根據權利要求2所述的可定制軟硬度及形變方向的海綿結構制作方法，其特征在于，所述的構建自動化設計軟件，具體如下：基于HumanUI工具構建軟件界面，實現(xiàn)與用戶的交互；使用Karamba3D作有限元分析，實現(xiàn)模型形變的模擬；使用三維建模軟件Rhinoceros進行模型的展示。

4.根據權利要求2所述的可定制軟硬度及形變方向的海綿結構制作方法，其特征在于，3D打印時采用熱塑性聚氨酯材料打印目標模型中的基礎模型部分，柱子部分采用滿足其所選條件的材料打印。