目标参数驱动的点阵支架逆向设计方法研究

面向微小多功能支架结构定制设计与原型制造需求,开展了基于数字光处理(Digital light procession,DLP)快速成形工艺的柔弹性点阵支架逆向设计与制备研究。基于体心立方晶胞(Body center cubic,BCC)衍生设计一款簇新胞元,利用Timoshenko梁理论对该胞元结构建立力学模型,求解其等效弹性模量,聚焦分析胞元几何参数与力学模型之间的映射规律。以空间尺寸约束下的定弹性模量点阵支架设计为主线,采用逆向分析方法,寻找匹配精准的填充方案。配制新颖柔弹性光敏树脂为成形材料,选用DLP成形工艺,实现对应点阵支架结构的高精、高效制备。结合数值模拟和物理试验,着重探讨逆向设计的点阵支架弹性模量与拟定值的差异。结果表明,仿真和试验所得结果均与拟定值基本吻合,佐证了逆向设计方法的可靠性,可为后续组织工程皮肤支架的研制提供理论基础。