(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211084299.4 (22)申请日 2022.09.06 (71)申请人 苏州大学 地址 215000 江苏省苏州市吴中区石湖西 路188号 (72)发明人 李文利　吕先林　邢占文　刘卫卫　 (74)专利代理 机构 苏州市中南伟业知识产权代 理事务所(普通 合伙) 32257 专利代理师 王广浩 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06T 17/20(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种多孔结构建模方法、 装置、 设备及应用 (57)摘要 本发明公开了一种多孔结构建模方法、 装 置、 设备及应用， 涉及计算机辅助设计和增材制 造技术领域， 包括根据目标零件 结构构建长方体 区域， 分别沿x轴、 y轴改变等值面顶点之间的距 离， 完成等值面沿各个方向轮廓的修改， 基于修 改后的等值面构建目标零件， 保证了多孔支架边 界处仍保持极小曲面单胞的完整性， 实现了利用 极小曲面建立边界完整复杂多孔模 型， 为具有复 杂轮廓的多孔支 架设计提供了新方向。 权利要求书2页 说明书8页 附图9页 CN 115408796 A 2022.11.29 CN 115408796 A 1.一种多孔结构建模方法， 其特 征在于， 包括： S1.基于目标零件结构， 确定尺寸大小与所述目标零件结构最小包围范围的长方体区 域， 将尺寸最大的方向作为z轴， 另外两个方向分别作为x轴与y轴， 建立所述长方体区域内 第一等值面； S2.沿所述y轴将所述第一等值面点的y坐标乘以第 一缩放系数修改所述第一等值面中 顶点间距离， 得到第二 等值面； S3.沿所述x轴将所述第二等值面点的x坐标乘以第 二缩放系数修改所述第二等值面中 顶点间距离， 得到第三 等值面； S4.判断沿z轴方向轮廓是否变换， 若沿所述z轴方向轮廓截面一致， 则基于所述第三等 值面生成目标零件， 若沿所述z轴方向轮廓截面均匀变换， 根据不同z坐标对截面进 行缩放， 生成目标零件， 若沿所述z轴方向轮廓截面大小形状均变换， 则根据不同z坐标重复步骤S2、 S3、 S4， 直到得到截面大小和形状均发生变换的第四等值面， 利用所述第四等值面生成目标 零件。 2.如权利要求1所述的多孔建模方法， 其特征在于， 所述建立所述长方体区域内第 一等 值面后包括： 基于所述目标零件结构， 确定其内部长方形区域， 确保长方形的两个点， 或者四个点落 在轮廓上， 由长方 形边长结合z向高度， 确定极小曲面单 胞尺寸。 3.如权利要求2所述的多孔建模方法， 其特征在于， 所述沿所述y轴将所述第一等值面 点的y坐标乘以第一缩放系数修改所述第一 等值面中顶点间距离， 得到第二 等值面包括： 所述第一缩放系数由通过所述第 一等值面并与y轴平行的直线在所述长方形边界内侧 线段的距离除以长方 形的边长确定 。 4.如权利要求2所述的多孔建模方法， 其特征在于， 所述沿所述x轴将所述第二等值面 点的x坐标乘以第二缩放系数修改所述第二 等值面中顶点间距离， 得到第三 等值面包括： 所述第二缩放系数由通过所述第 二等值面并与x轴平行的直线在所述长方形边界内侧 线段的距离除以长方 形的边长确定 。 5.如权利要求1所述的多孔建模方法， 其特征在于， 所述第 一缩放系数与所述第 二缩放 系数计算公式为： 其中， K1为第一缩放系数， D1为目标零件截面轮廓曲线与直线X＝x的割线位于轮廓内部 长度， b为第一 等值面所在长方体区域沿y轴方向长度； 其中， K2为第二缩放系数， D2为目标零件截面轮廓曲线与直线Y＝y的割线位于轮廓内部 长度， c为第二等值面所在长方体区域 沿x轴方向长度， Y1＝K1*Y， Y1为原始y坐标变换后的坐 标， Y为原 始等值面的y坐标。 6.如权利要求1所述的多孔建模方法， 其特征在于， 所述第 一等值面为所述长方体 内的 点组成的极小曲面。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115408796 A 27.如权利要求6所述的多孔建模方法， 其特 征在于， 所述第一 等值面建模公式为： F＝sin(ax)*cos(ay)+si n(ay)*cos(az)+si n(az)*cos(ax) 其中， F为第一 等值面建模表达式， a为周期， x， y， z为 函数变量。 8.一种多孔结构建模 装置， 其特 征在于， 包括： 模型建立模块， 用于基于目标零件结构， 确定尺寸大小与所述目标零件结构匹配的长 方体区域， 将尺寸最大的方向作为z轴， 另外两个方向分别作为x轴与y轴， 建立所述长方体 区域内第一 等值面； y轴轮廓修改模块， 用于沿所述y轴将所述第一等值面点的y坐标乘以第一缩放系数修 改所述第一 等值面中顶点间距离， 得到第二 等值面； x轴轮廓修改模块， 用于沿所述x轴将所述第二等值面点的x坐标乘以第二缩放系数修 改所述第二 等值面中顶点间距离， 得到第三 等值面； 目标零件生成模块， 用于判断沿z轴方向轮廓是否变换， 若沿所述z轴方向轮廓截面一 致， 则基于所述第三等值面生 成目标零件， 若沿所述z轴方向轮廓截面均匀变换， 根据不同z 坐标对截面进行缩放， 生成目标零件， 若沿所述z轴 方向轮廓截面大小形状均变换， 则根据 不同z坐标重复步骤S2、 S 3、 S4， 直到得到截面大小和形状均发生变换的第四等值面， 利用所 述第四等 值面生成目标零件。 9.一种多孔结构建模设备， 其特 征在于， 包括： 存储器， 用于存 储计算机程序； 处理器， 用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述一种 多孔结构建 模方法的步骤。 10.一种如权利要求1 ‑7任一项所述的多孔结构建模方法在生物医用支 架的应用。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115408796 A 3