一种可实现在线检测和实时纠偏的生物3D打印装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种可实现在线检测和实时纠偏的生物3D打印装置及其方法，可用于检测生物3D打印的三维实体模型。该装置可在打印过程中对被测模型进行实时检测，实时处理所测数据，并将数据处理结果反馈给控制器，控制器做出快速响应并发出控制命令，从而实现在线纠偏、在线调整参数。本发明专利技术的在线检测装置包括：生物3D运动系统、光学扫描探头、数据收集模块、三维建模模块和上位机；所述的生物3D运动系统包括XYZ三轴运动系统、驱动器和主控制器，主控制器与上位机连接。本发明专利技术还提供一种基于点坐标数据的三维建模方法。经过实时纠偏，使实际打印出来的三维实体最大程度的接近于设计实体。

A biological 3D printing device and method for online detection and real-time correction

【技术实现步骤摘要】
一种可实现在线检测和实时纠偏的生物3D打印装置及其方法
本专利技术涉及生物3D打印在线检测
，尤其涉及一种可实现在线检测和实时纠偏的生物3D打印装置及其方法。
技术介绍
为了保证产品的质量和经济效益，先进控制和优化控制纷纷被应用于工业过程中。然而，不管是在先进控制策略的应用过程中还是对产品质量的直接控制过程中，一个最棘手的问题就是难以对产品的质量变量进行在线实时测量。受工艺、技术或者经济的限制，一些重要的过程参数和质量指标难以甚至无法通过硬件传感器在线检测。目前，生产过程中通常采用定时离线分析的方法，即每几小时采样一次，送化验室进行人工分析，然后根据分析值来指导生产。由于时间滞后大，因此远远不能满足在线控制的要求。生物3D打印也面对同样的问题，如果在打印的过程中出现了偏差，但由于没有在线检测的功能加入，操作人员及上位机并不知道出现了问题，倘若任其继续打印下去，结果就是最终的产品不合格、达不到精度要求。基于此，在生物3D打印过程中引入在线检测，就显得非常有必要。此外，在三维打印生物支架或生物组织及器官的三维实体的过程中，其成形过程受本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可实现在线检测和实时纠偏的生物3D打印装置，其特征在于，包括：生物3D运动系统、光学扫描探头、数据收集模块、三维建模模块和上位机；所述的生物3D运动系统包括XYZ三轴运动系统、驱动器和主控制器，主控制器与上位机连接；/n所述的XYZ三轴运动系统上安装有打印喷头，主控制器通过驱动器控制XYZ三轴运动系统的移动；所述的光学扫描探头通过安装夹具固定在XYZ三轴运动系统的打印喷头上，通过数据传输线与生物3D运动系统的主控制器连接；所述的数据收集模块用于将XYZ三轴运动系统移动的位置坐标和由光学扫描探头获取的高度信息坐标进行整合，生成离散点的三维坐标；三维建模模块通过离散点的三维坐标进行实时建模...

【技术特征摘要】
1.一种可实现在线检测和实时纠偏的生物3D打印装置，其特征在于，包括：生物3D运动系统、光学扫描探头、数据收集模块、三维建模模块和上位机；所述的生物3D运动系统包括XYZ三轴运动系统、驱动器和主控制器，主控制器与上位机连接；
所述的XYZ三轴运动系统上安装有打印喷头，主控制器通过驱动器控制XYZ三轴运动系统的移动；所述的光学扫描探头通过安装夹具固定在XYZ三轴运动系统的打印喷头上，通过数据传输线与生物3D运动系统的主控制器连接；所述的数据收集模块用于将XYZ三轴运动系统移动的位置坐标和由光学扫描探头获取的高度信息坐标进行整合，生成离散点的三维坐标；三维建模模块通过离散点的三维坐标进行实时建模，将实时构建的模型以及构建模型与期望模型的打印偏差传输到生物3D运动系统的主控制器，实时调整XYZ三轴运动系统上打印喷头的位置。


2.一种可实现在线检测和实时纠偏的生物3D打印方法，其特征在于，采用权利要求1所述的装置，包括以下步骤：
(1)启动装置，进行光学扫描探头的对焦和标定；所述的光学扫描探头发出光线，通过光点反射接收后，由主控制器将光路信息转换为测量点的高度信息；
(2)将待打印实体的期望三维坐标通过上位机传输给生物3D运动系统的主控制器，主控制器通过驱动器驱动XYZ三轴运动系统上的打印喷头和光学扫描探头移动，通过数据收集模块实时读取生物3D打印机三轴运动系统的XY坐标...

【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，白大鹏，张波，李洋，马梁，季清华，
申请(专利权)人：浙江大学，浙江大学滨海产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：浙江;33