骨骼3D生物材料供料系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种骨骼3D生物材料供料系统，包括供料箱、通过输料管道与所述供料箱连接的打印机喷头、以及控制器，供料箱的顶部安装有驱动机构，驱动机构与设置在供料箱内的搅拌机构连接，供料箱的顶部还开设有进料口，进料口在供料箱上开设的位置围绕驱动机构，供料箱的底部设有出料口，出料口通过输料管道与打印机喷头连接，出料口上设有第一控制阀，输料管道上设有输料泵和压力传感器，输料管道上还连接有回流管道，回流管道上设有第二控制阀，驱动机构、输料泵、压力传感器、第一控制阀和第二控制阀均与控制器电连接。本实用新型专利技术能够保证生物材料的连续供给，保证打印的连续性，同时对进入喷头的物料的流量进行调节，提高打印质量。

【技术实现步骤摘要】
骨骼3D生物材料供料系统
本技术涉及细胞和生物材料3D打印
，特别是涉及一种骨骼3D生物材料供料系统。
技术介绍
3D生物打印机(3Dbiologyprinter)是一种能够在数字三维模型驱动下，按照增材制造原理定位装配生物材料或细胞单元，制造医疗器械、组织工程支架和组织器官等制品的装备。3D生物打印机首先读入由医学影像数据重建或设计的三维模型，将模型离散成多个片层，计算机控制打印喷头逐层“打印”，打印由生物材料或细胞组成的“生物墨水”，不断重复这一过程，直至打印完成三维组织前体。随后，细胞开始重新组织、熔合，形成新的血管等组织结构。现有的3D打印供料系统中不溶物料逐渐沉降，会使打印结构中不溶元素分布不均匀，降低产品力学性能及影响材料结构特性；同时在喷头喷出过程中，由于物料静置不溶物料沉降易在储料容器的出料口团聚，降低打印成型精度和效率。此外，现有的生物3D打印机采用气动供料，压力稳定，原理简单、操作方便，但是气动挤出的压力较小，由于气体的压缩性大，气压变化会有很大的延时性，可控性不强，使材料挤出无法实时控制，会出现材料过堆积严重等问题。
技术实现思路
本技术的目的是至少解决上述缺陷与不足之一，该目的是通过以下技术方案实现的。本技术提供了一种骨骼3D生物材料供料系统，包括供料箱、通过输料管道与所述供料箱连接的打印机喷头、以及控制器，所述供料箱的顶部安装有驱动机构，所述驱动机构与设置在所述供料箱内的搅拌机构连接，所述供料箱的顶部还开设有进料口，所述进料口在所述供料箱上开设的位置围绕所述驱动机构，所述供料箱的底部设有出料口，所述出料口通过所述输料管道与所述打印机喷头连接，所述出料口上设有第一控制阀，所述输料管道上设有输料泵和压力传感器，所述输料管道上还连接有回流管道，所述回流管道上设有第二控制阀，所述驱动机构、输料泵、压力传感器、第一控制阀和第二控制阀均与所述控制器电连接。进一步地，所述回流管道的一端与所述输料管道连接，所述回流管道的另一端与所述供料箱连接。优选地，所述供料箱的内部还设有温度传感器和加热机构，所述温度传感器和所述加热机构均与所述控制器电连接，所述温度传感器安装在所述供料箱的内壁上，所述加热机构设置在所述供料箱内靠近所述出料口的位置。优选地，所述供料箱的顶部靠近所述进料口处卡接有过滤网。优选地，所述输料泵位于所述压力传感器的下游。优选地，所述供料箱的底部为倒梯形状。优选地，所述驱动机构为驱动电机。优选地，至少设有一个所述打印机喷头。优选地，所述输料管道和所述回流管道均为软管，并且所述软管的外部包覆有隔热层。本技术的优点如下：(1)本技术能够有效避免生物材料在供料箱内沉淀，防止生物材料在供料箱的出料口堵塞，保证生物材料的连续供给，保证3D打印机打印的连续性，提高3D打印机打印的流畅性。(2)本技术的温度传感器和加热机构保证了挤出打印机喷头中打印材料保持在一定温度下，为生物材料的活性和粘度提供了保障。(3)本技术整体结构简单，使用方便，并设有回流通道，能够重复利用生物材料，节约成本。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。图1为本技术实施例提供的骨骼3D生物材料供料系统的结构示意图；图2为本技术实施例提供的骨骼3D生物材料供料系统的进料口的布置示意图；其中：100-储料箱1-供料箱11-进料口12-驱动电机13-搅拌机构14-出料口2-输料管道3-打印机喷头41-第一控制阀42-第二控制阀5-输料泵6-回流管道71-温度传感器72-压力传感器8-加热机构具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。图1示出了根据本技术的实施方式提供的骨骼3D生物材料供料系统的结构示意图。如图1所示，本骨骼3D生物材料供料系统包括供料箱1、通过输料管道2与供料箱1相连接的打印机喷头3、以及控制器(未示出)，供料箱1的顶部开设有进料口11，生物材料由进料口11装入供料箱1中，供料箱1的底部设有出料口14，出料口14通过输料管道2与打印机喷头3连接，供料箱1内的生物材料经由输料管道2输送至打印机喷头3挤出进行打印。本实施例中，打印机喷头3设有1个，其他实施方式中，打印机喷头3可设置有多个，多个打印机喷头3共同作用可实现快速打印。供料箱1的顶部安装有驱动电机12，驱动电机12与设置在供料箱1内的搅拌机构13连接，并且驱动电机12与控制器电连接，控制器能够控制驱动电机12转动，驱动电机12转动带动搅拌机构13在供料箱1内对物料进行搅拌，保证物料混合的均匀性。并且，在搅拌机构13对供料箱1中的物料进行搅拌的同时，出料口14能够出料。如图2所示，进料口11与外部储料箱100连接，并且设置有多个进料口11，能够实现多点同时进料，加快进料速度的同时，有效地避免了局部沉积现象的发生，保证进料的均匀性，提高打印质量和效率。本实施方式中，进料口11在供料箱1顶部开设的位置围绕驱动电机12间隔均布设置，进料口11共设置六个。具体实施中，进料口11的数量及布置方式可根据需要设置，本技术不局限于此，此外，进料口11的形状也可为圆形等其他形状。出料口14上设有第一控制阀41，第一控制阀41与控制器电连接，控制器能够控制第一控制阀41开启或关闭，对打印机的工作状态进行控制。输料管道2上设有连接有无级调速步进电机的输料泵5，用于带动物料输送，由无级调速步进电机驱动输料泵5，无级调速步进电机与控制器电连接。供料箱1的出料口14通过输料管道2连接输料泵5的入口，输料泵5将生物材料从输料泵5的出口输出，经由输料通道2输送至打印机喷头3。在供料箱1的内部靠近进料口11的位置卡接有过滤网，用于过滤进入供料箱1的物料，防止杂质进入输料管道2，堵塞通道。供料箱1的内壁上设有温度传感器71，用于监测供料箱1内的生物材料的温度；并且在靠近出料口14的位置设有加热机构8，对供料箱1内的生物材料进行加热融化，经加热机构8将生物材料加温到设定的温度被融化后，开启第一控制阀41，将经加热的物料通过输料管道2输送至打印机喷头3挤出。将加热机构8设置在供料箱1内的底部，通过加热对下层先凝固的沉积物料加热，使得先凝固的下层物料微熔，保证与新进入供料箱1的物料相融并利用搅拌机构13相互混合均匀，提高物料混合密实度，保证打印均匀性和打印效率。此外，由于生物材料的特殊性，设有加热机构8可以在生物材料的温度低于所需温度时进行加热，保证生物材料的活性和细胞的存活率。搅拌机构13通过驱动电机12驱动，对供料箱1内的生物材料进行搅拌，并利用加热机构8对生物材料进行加热，能够有效避免生物材料在供料箱1内沉淀，防止生物材料在供料箱1的出料口14堵塞，保证生物材料的连续供给，保证打印的连续性。输料管道2上设有压力传感器72，压力传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种骨骼3D生物材料供料系统，其特征在于，包括供料箱、通过输料管道与所述供料箱连接的打印机喷头、以及控制器，所述供料箱的顶部安装有驱动机构，所述驱动机构与设置在所述供料箱内的搅拌机构连接，所述供料箱的顶部还开设有进料口，所述进料口在所述供料箱上开设的位置围绕所述驱动机构，所述供料箱的底部设有出料口，所述出料口通过所述输料管道与所述打印机喷头连接，所述出料口上设有第一控制阀，所述输料管道上设有输料泵和压力传感器，所述输料管道上还连接有回流管道，所述回流管道上设有第二控制阀，所述驱动机构、输料泵、压力传感器、第一控制阀和第二控制阀均与所述控制器电连接。

【技术特征摘要】
1.一种骨骼3D生物材料供料系统，其特征在于，包括供料箱、通过输料管道与所述供料箱连接的打印机喷头、以及控制器，所述供料箱的顶部安装有驱动机构，所述驱动机构与设置在所述供料箱内的搅拌机构连接，所述供料箱的顶部还开设有进料口，所述进料口在所述供料箱上开设的位置围绕所述驱动机构，所述供料箱的底部设有出料口，所述出料口通过所述输料管道与所述打印机喷头连接，所述出料口上设有第一控制阀，所述输料管道上设有输料泵和压力传感器，所述输料管道上还连接有回流管道，所述回流管道上设有第二控制阀，所述驱动机构、输料泵、压力传感器、第一控制阀和第二控制阀均与所述控制器电连接。2.根据权利要求1所述的骨骼3D生物材料供料系统，其特征在于，所述回流管道的一端与所述输料管道连接，所述回流管道的另一端与所述供料箱连接。3.根据权利要求1所述的骨骼3D生物材料供料系统，其特征在于，所述供料箱的内部还设有温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨陈，
申请(专利权)人：艾伯尔三氐打印技术重庆有限公司，杨陈，
类型：新型
国别省市：重庆,50