本发明专利技术公开了属于三维物品制造领域的一种基于机械挤出式供墨系统的生物管状物3D打印装置；其中温控模块固接于主固定板中部，平行的两组墨盒直线模组固接于主固定板的上部，喷头安装架安装于主固定板的中下部；单轴旋转成形模块位于喷头的正下方；合流三通安装于喷头安装架上，喷头插入合流三通下方的出口处；墨盒直线模组中墨盒模组滑块的上端面与“L”形推块中的两块相互垂直的直板中的一块栓接“L”形推块中的另一块直板通过微型压力传感器与所对因的一次性注射器的推杆相连。本发明专利技术通过控制步进电机的运动可以实现两种墨汁的同时挤出。设置于打印喷头下方的旋转杆成型模块以实现管状物的稳定成型，保证管状物内壁的质量。量。量。
【技术实现步骤摘要】
一种基于机械挤出式供墨系统的生物管状物3D打印装置
[0001]本技术属于三维物品制造
，具体为一种基于机械挤出式供墨系统的生物管状物3D打印装置。
技术介绍
[0002]体内的很多组织和器官为管状结构，它们遍布在人体的各个部位，如：血管、淋巴管、肾小管、尿道等，他们承担着为身体各部位传输物质的作用。3D生物打印技术是利用生物材料、生物化学物质和活细胞的逐层精确定位来制作三维组织器官结构，有望解决现有的供体组织和器官缺乏的问题。
[0003]大部分3D生物打印机均由三维运动模块进行三维定位、喷头挤出模块挤出生物墨汁、成型功能模块辅助打印成型、以及辅助功能模块，这四部分组成。按照墨汁的挤出方式又分为激光辅助生物打印技术、喷墨式生物打印技术和挤出式生物打印技术。由于激光辅助打印技术的设备复杂和工艺复杂应用较少，喷墨打印技术需要加热会对细胞形成损伤，所以常用的供墨方式为挤出式供墨。挤出式供墨又分为气压挤出式、螺杆挤出式、和电机推动活塞挤出式三种类型。
[0004]目前的打印机大多采用的为气压挤出式供墨系统，气压具有一定的压缩性无法实现墨汁的精确可控挤出。气压挤出式供墨需要墨盒和气管紧密连接避免漏气，这一情况也导致换墨过程较繁琐。实现墨汁的精确可控供墨是提高打印效果的一个关键因素。同时打印环境也会影响到打印的三维生物结构中细胞的成活率，例如温度、无菌条件等，以及换墨过程中对打印环境的影响。
[0005]因此急需一种设有墨盒快速更换模块，进行墨盒快速固定与更换的3D打印装置；不仅可以使用不同容量的墨盒，以应对不同的打印要求；同时可实现两种墨汁的同时挤出，以及根据需要也可选择实现单种墨汁的挤出。
技术实现思路
[0006]针对
技术介绍
中存在的问题，本技术提供了一种基于机械挤出式供墨系统的生物管状物3D打印装置，其特征在于，包括：主固定板、两对墨盒直线模组、“L”形推块、两个微型压力传感器、两组一次性注射器、温控模块、两个墨盒固定装置、一对滑块基板、导槽基板、喷头、单轴旋转成形模块、合流三通和喷头安装架，其中主固定板垂直设置于主水平板上，温控模块固接于主固定板中部，平行的两组墨盒直线模组固接于主固定板的上部，喷头安装架安装于主固定板的中下部；单轴旋转成形模块位于喷头的正下方；合流三通安装于喷头安装架上，喷头插入合流三通下方的出口处；墨盒直线模组中墨盒模组滑块的上端面与“L”形推块中的两块相互垂直的直板中的一块栓接“L”形推块中的另一块直板通过微型压力传感器与所对因的一次性注射器的推杆相连；
[0007]所述导槽基板安装在温控模块的外表面，导槽基板的外表面开有用于安装滑块基板的对称的两根导槽；两块对称设置的滑块基板通过设在端面外的滑块插入对应的导槽
内；滑块基板的外侧栓接有一个墨盒固定装置，一次性注射器的针筒插入墨盒固定装置的墨盒固定孔内，两根针筒的出口分别通过橡胶软管与合流三通上方的一个入口相连。
[0008]所述单轴旋转成形模块由从下至上依次设置的成形模块底板、成形模块直线模组和旋转杆成形模块组成，其中旋转杆成形模块安装于成形模块直线模组的成形模组滑块上；
[0009]所述成形模块直线模组由成形模块水平支撑板、三块成形模块竖直支撑板、成形模组滑块、成形模组步进电机、成形模组蜗杆和模组杆轨道组成，其中三块成形模块竖直支撑板以一定间隔固接于成形模块水平支撑板上；成形模组步进电机固接于最外侧的一块成形模块水平支撑板上的侧面，成形模组蜗杆的两端分别与一块成形模块竖直支撑板转动连接，成形模组蜗杆通过联轴器与成形模组步进电机的动力输出轴相连；模组杆轨道与成形模组蜗杆平行设置，成形模组蜗杆和成形模组滑块螺纹连接，成形模组蜗杆和成形模组滑块滑动连接；
[0010]所述旋转杆成形模块由旋转杆模块底板、电机固定板、旋转杆头支撑板、旋转杆模块电机和旋转杆组成，其中电机固定板和旋转杆头支撑板固接于旋转杆模块底板的上端面，旋转杆模块电机固接于电机固定板的外侧，旋转杆模块电机的输出轴与电机固定板轴承连接，旋转杆的一端与旋转杆模块电机的输出轴通过联轴器相连，旋转杆的另一端与旋转杆头支撑板内侧的固定凹口接触连接。
[0011]所述墨盒直线模组包括：墨盒模组电机支架、墨盒模组蜗杆、墨盒模组滑块、墨盒模组大梁、墨盒模组滑轨和墨盒模组固定板，其中墨盒模组大梁与主固定板栓接，墨盒模组大梁的上下两侧分别一体固接有墨盒模组电机支架和墨盒模组固定板，墨盒模组蜗杆的两端与墨盒模组电机支架和墨盒模组固定板转动连接，与墨盒模组蜗杆平行设置的墨盒模组滑轨的两端与墨盒模组电机支架和墨盒模组固定板固接；墨盒模组蜗杆的上端伸入墨盒模组电机支架中，且通过墨盒模组电机联轴器与墨盒模组步进电机相连；墨盒模组滑块的中部与墨盒模组蜗杆螺纹连接，侧部与墨盒模组滑轨滑动连接。
[0012]所述墨盒直线模组中还包括隔板，隔板的两端分别与墨盒模组电机支架以及与墨盒模组固定板栓接，隔板设置于墨盒模组滑块和“L”形推块之间的缝隙中。
[0013]所述墨盒固定装置，包括：主体厚块、横向定位块和墨盒固定孔，其中主体厚块为矩形块，主体厚块的侧壁上一体固接有横向定位块，主体厚块的上端面开有用于固定针筒的墨盒固定孔。
[0014]所述墨盒固定孔的下端为伸出端，与墨盒固定孔过盈配合的针筒的下端由伸出端伸出，墨盒固定装置与滑块基板通过螺栓连接后组成墨盒模块，墨盒模块插入导槽基板中的导槽内。
[0015]所述滑块基板包括：主体扁板、横向定位槽、滑块连接部和滑块，其中主体扁板竖直设置，主体扁板的一侧顺序一体固接有滑块连接部和滑块，滑块与滑块连接部平行。
[0016]所述导槽基板包括：主体基板、导槽容纳凸起、导槽和导槽连接部，主体基板的一侧设有导槽容纳凸起；导槽容纳凸起上开有对称的两条导槽，导槽与导槽容纳凸起的侧面之间设有导槽连接部。
[0017]所述导槽入口侧的上下部与主体基板的侧壁之间设有倒角。
[0018]所述导槽连接部和所述导槽平行，导槽和滑块基板中滑块的形状倾角相匹配，导
槽连接部 96和滑块基板中滑块连接部的形状和倾角匹配；平行导槽与水平面呈5度～15度夹角。
[0019]本技术的有益效果在于：
[0020]1.采用了步进电机带动直线模组的方式推挤作为墨盒的一次性注射器，直线模组具有运动精度高的特点，通过控制步进电机的运动可以实现墨汁的高精度可控挤出，或者两种墨汁的同时挤出。
[0021]2.采用了医用一次性注射器直接容纳生物墨汁，可以保证生物墨汁所处环境为无菌环境。
[0022]3.墨盒固定装置可加工出不同的孔径，以实现对不同体积一次性注射器的使用。墨盒固定装置采用透明材料，可以另使用者直观的观测到一次性注射器内的墨汁余量。
[0023]4.墨盒固定装置与滑块作为一体使用。滑块与导槽插拔使用，可利用墨盒固定装置与滑块与导槽进行快速模块化换墨。
[0024]5.利用了微型压力传感器，结合数据采集卡可以实现直观观测生物墨汁的挤出压力本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于机械挤出式供墨系统的生物管状物3D打印装置，其特征在于，包括：主固定板(1)、两对墨盒直线模组(2)、“L”形推块(3)、两个微型压力传感器(4)、两组一次性注射器(5)、温控模块(6)、两个墨盒固定装置(7)、一对滑块基板(8)、导槽基板(9)、喷头(10)、单轴旋转成形模块(11)、合流三通(13)和喷头安装架(14)，其中主固定板(1)垂直设置于主水平板上，温控模块(6)固接于主固定板(1)中部，平行的两组墨盒直线模组(2)固接于主固定板(1)的上部，喷头安装架(14)安装于主固定板(1)的中下部；合流三通(13)安装于喷头安装架(14)上，喷头(10)插入合流三通(13)下方的出口处；单轴旋转成形模块(11)位于喷头(10)的正下方；墨盒直线模组(2)中墨盒模组滑块(23)的上端面与“L”形推块(3)中的两块相互垂直的直板中的一块栓接“L”形推块(3)中的另一块直板通过微型压力传感器(4)与所对因的一次性注射器(5)的推杆(51)相连；所述导槽基板(9)安装在温控模块(6)的外表面，导槽基板(9)的外表面开有用于安装滑块基板(8)的对称的两根导槽(95)；两块对称设置的滑块基板(8)通过设在端面外的滑块(84)插入对应的导槽(95)内；滑块基板(8)的外侧栓接有一个墨盒固定装置(7)，一次性注射器(5)的针筒(52)插入墨盒固定装置(7)的墨盒固定孔(73)内，两根针筒(52)的出口分别通过橡胶软管与合流三通(13)上方的一个入口相连。2.根据权利要求1所述的一种基于机械挤出式供墨系统的生物管状物3D打印装置，其特征在于，所述单轴旋转成形模块(11)由从下至上依次设置的成形模块底板(111)、成形模块直线模组(112)和旋转杆成形模块(113)组成，其中旋转杆成形模块(113)安装于成形模块直线模组(112)的成形模组滑块(1123)上；所述成形模块直线模组(112)由成形模块水平支撑板(1121)、三块成形模块竖直支撑板(1122)、成形模组滑块(1123)、成形模组步进电机(1124)、成形模组蜗杆(1125)和模组杆轨道组成，其中三块成形模块竖直支撑板(1122)以一定间隔固接于成形模块水平支撑板(1121)上；成形模组步进电机(1124)固接于最外侧的一块成形模块水平支撑板(1121)上的侧面，成形模组蜗杆(1125)的两端分别与一块成形模块竖直支撑板(1122)转动连接，成形模组蜗杆(1125)通过联轴器与成形模组步进电机(1124)的动力输出轴相连；模组杆轨道与成形模组蜗杆(1125)平行设置，成形模组蜗杆(1125)和成形模组滑块(1123)螺纹连接，成形模组蜗杆(1125)和成形模组滑块(1123)滑动连接；所述旋转杆成形模块(113)由旋转杆模块底板(1131)、电机固定板(1132)、旋转杆头支撑板(1133)、旋转杆模块电机(1134)和旋转杆(1135)组成，其中电机固定板(1132)和旋转杆头支撑板(1133)固接于旋转杆模块底板(1131)的上端面，旋转杆模块电机(1134)固接于电机固定板(1132)的外侧，旋转杆模块电机(1134)的输出轴与电机固定板(1132)轴承连接，旋转杆(1135)的一端与旋转杆模块电机(1134)的输出轴通过联轴器相连，旋转杆(1135)的另一端与旋转杆头支撑板(1133)内侧的固定凹口接触连接。3.根据权利要求1所述的一种基于机械挤出...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊绍平，贾万波，刘坤，凌刚，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：新型
国别省市：
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