[发明专利]一种可定制软硬度及形变方向的海绵结构制作方法

权利要求书

1.一种可定制软硬度及形变方向的海绵结构制作方法，其特征在于，所述方法包括：以三周期极小曲面多孔结构作为胞元，构成多孔基础模型，孔洞之间相互连通，向模型的孔洞内部添加不同密度、直径、角度的柱子以此改变海绵模型的软硬度及形变方向；根据需求确定柱子的添加方案得到目标模型，使用3D打印技术根据目标模型进行打印，得到硬度及形变方向定制化的海绵结构；所述的三周期极小曲面多孔结构胞元曲面为Tubular G曲面，其函数表达式为：

其中，X＝2πx，Y＝2πy，Z＝2πz，x，y，z为各曲面点的空间坐标。

2.根据权利要求1所述的可定制软硬度及形变方向的海绵结构制作方法，其特征在于，所述的方法采用自动化设计实现，所述自动化设计的方法包括构建自动化设计软件，利用所述软件进行如下：

1)用户导入自定义模型；

2)在建模空间内设置模型的目标位置、角度和大小；

3)自动网格化上一步骤中的模型，并在模型内部转换为极小曲面多孔实体，形成基础模型；

4)用户输入目标模型需要的形变方向和区域的密度；

5)软件通过以上指令自动在基础模型上添加柱状阵列结构；

6)软件通过内置的仿真模拟功能提供一维受力情况下的变形效果的预览；

7)用户满意所述效果则导出模型并切片，用于后续3D打印；若不满意则返回步骤4)。

3.根据权利要求2所述的可定制软硬度及形变方向的海绵结构制作方法，其特征在于，所述的构建自动化设计软件，具体如下：基于HumanUI工具构建软件界面，实现与用户的交互；使用Karamba3D作有限元分析，实现模型形变的模拟；使用三维建模软件Rhinoceros进行模型的展示。

4.根据权利要求2所述的可定制软硬度及形变方向的海绵结构制作方法，其特征在于，3D打印时采用热塑性聚氨酯材料打印目标模型中的基础模型部分，柱子部分采用满足其所选条件的材料打印。