一种骨植入体的元结构生成方法、装置、设备及存储介质

本发明涉及增材制造领域，特别涉及一种骨植入体的元结构生成方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、每年都有大量迫切需要定制的骨骼植入体来替换和修复因感染、交通事故或者肿瘤切除引起的大块骨缺损问题。理想的骨植入体必须具有和人体骨骼相似的力学特征，特征如下：(1)可比的弹性模量，与人体骨骼相匹配，用以解决应力屏蔽效应。(2)足够的机械强度，允许承受一定的力学性能。(3)优异的抗疲劳性，减少疲劳裂纹诱发的骨植入体失效。(4)足够的生长空间，以实现营养物质的传输。

2、在现有技术中，通过金属植入的方法存在因金属材料的刚度远远高于骨骼刚度，会产生破坏骨骼生成的应力屏蔽现象，以及实心的金属植入体对于营养组织的传输起到了阻碍的作用，进一步地，在现有技术中生成的植入件，其工艺造孔的形状往往是随机的，并且孔隙率低，在疲劳状态下极易形成应力集中导致裂纹甚至被破坏，无法满足医用植入要求。

3、有鉴于此，提出本申请。

技术实现思路

1、本发明公开了一种骨植入体的元结构生成方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有技术生成的植入件无法满足医用植入要求的问题。

2、本发明第一实施例提供了一种骨植入体的元结构生成方法，包括：

3、获取胞元结构，并根据所述胞元结构的属性进行施加压力载荷和网格划分，并生成划分结果；

4、对所述划分结果在xyz方向分别堆叠预设数量的点阵结构，以生成点阵模型；

5、获取工艺参数，对所述点阵模型进行打印，以生成用于骨植入体的元结构。

6、优选地，所述胞元结构为2.5mm×2.5mm×2.5mm的正方体。

7、优选地，所述施加压力载荷为对正方体的12条边施加700mpa的压力。

8、优选地，所述工艺参数包括：预热温度、激光功率、制造层厚、激光扫描速率、扫描间距。

9、优选地，打印材质为ti6a14v粉末，粒径分布在15μm至53μm。

10、优选地，还包括：

11、在点阵结构的底部加一块20mm×20mm×2mm的平板作为线切割余量。

12、优选地，所述网格划分为利用四面体元素划分网格，节点总数为27311，元素总数为18573。

13、本发明第二实施例提供了一种骨植入体的元结构生成装置，包括：

14、划分结果生成单元，用于获取胞元结构，并根据所述胞元结构的属性进行施加压力载荷和网格划分，并生成划分结果；

15、点阵模型生成单元，用于对所述划分结果在xyz方向分别堆叠预设数量的点阵结构，以生成点阵模型；

16、打印单元，用于获取工艺参数，对所述点阵模型进行打印，以生成用于骨植入体的元结构。

17、本发明第三实施例提供了一种骨植入体的元结构生成设备，包括存储器以及处理器，所述存储器内存储有计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行，以实现如上任意一项所述的一种骨植入体的元结构生成方法。

18、本发明第四实施例提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，所述计算机程序能够被所述计算机可读存储介质所在设备的处理器执行，以实现如上任意一项所述的一种骨植入体的元结构生成方法。

19、基于本发明提供的一种骨植入体的元结构生成方法、装置、设备及存储介质，先通过获取胞元结构，并根据所述胞元结构的属性进行施加压力载荷和网格划分，并生成划分结果，再对所述划分结果在xyz方向分别堆叠预设数量的点阵结构，以生成点阵模型，接着获取工艺参数，对所述点阵模型进行打印，以生成用于骨植入体的元结构。解决现有技术生成的植入件无法满足医用植入要求的问题。

技术特征：

1.一种骨植入体的元结构生成方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种骨植入体的元结构生成方法，其特征在于，所述胞元结构为2.5mm×2.5mm×2.5mm的正方体。

3.根据权利要求2所述的一种骨植入体的元结构生成方法，其特征在于，所述施加压力载荷为对正方体的12条边施加700mpa的压力。

4.根据权利要求1所述的一种骨植入体的元结构生成方法，其特征在于，所述工艺参数包括：预热温度、激光功率、制造层厚、激光扫描速率、扫描间距。

5.根据权利要求1所述的一种骨植入体的元结构生成方法，其特征在于，打印材质为ti6a14v粉末，粒径分布在15μm至53μm。

6.根据权利要求2所述的一种骨植入体的元结构生成方法，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求2所述的一种骨植入体的元结构生成方法，其特征在于，所述网格划分为利用四面体元素划分网格，节点总数为27311，元素总数为18573。

8.一种骨植入体的元结构生成装置，其特征在于，包括：

9.一种骨植入体的元结构生成设备，其特征在于，包括存储器以及处理器，所述存储器内存储有计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行，以实现如权利要求1至7任意一项所述的一种骨植入体的元结构生成方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，所述计算机程序能够被所述计算机可读存储介质所在设备的处理器执行，以实现如权利要求1至7任意一项所述的一种骨植入体的元结构生成方法。

技术总结
本发明提供了一种骨植入体的元结构生成方法、装置、设备及存储介质，先通过获取胞元结构，并根据所述胞元结构的属性进行施加压力载荷和网格划分，并生成划分结果，再对所述划分结果在xyz方向分别堆叠预设数量的点阵结构，以生成点阵模型，接着获取工艺参数，对所述点阵模型进行打印，以生成用于骨植入体的元结构。解决现有技术生成的植入件无法满足医用植入要求的问题。

技术研发人员：徐仰立,杨泽凌,刘鑫璐,麦子宏,张雅芳
受保护的技术使用者：华侨大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14