基于三周期极小曲面和体素距离场的复杂轮廓点阵结构建模

摘要：

随着增材制造技术的快速发展,基于三周期极小曲面(triply periodic minimal surface,TPMS)的点阵结构因具有轻质高强度、连通性好、拓扑结构可控等优点,在结构轻量化设计、生物植入物中得到广泛应用.但T PM S点阵结构的建模存在过程繁琐、易出错、计算时间长等问题,如何高效、稳定地建模出具有复杂轮廓的TPMS点阵结构成为亟待解决的问题.笔者基于TPMS和体素距离场提出了一种复杂轮廓TPMS点阵结构的建模方法.通过移动立方体法构建TPMS单元三角面片模型;基于点与几何模型的拓扑位置关系,将空间中的点体素化,并提取模型轮廓边界的点.通过计算边界点的距离场,并与TPMS的距离场进行布尔运算,实现复杂轮廓TPMS点阵结构的建模.实例验证表明,该方法能够高效、稳定地建模复杂轮廓TPMS点阵结构.

关键词：增材制造、点阵结构、体素化、符号距离场、三周期极小曲面

所属期刊栏目：45

分类号：TH164

资助基金：重庆市自然科学基金重点项目cstc2020jcyj-zdxmX0021

在线出版日期：2022-06-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：75-84