一种3D打印机制造技术

本发明专利技术公开了一种3D打印机，其包括打印系统、控温系统和光照系统；其中，打印系统包括接收平台、运动导轨模块和至少一个打印模块；控温系统包括控温部件、控温平台和水冷模块；光照系统，包括设于打印头的外底面的第一光照装置和环设于接收平台的上表面外壁上的第二光照装置。本发明专利技术的3D打印机的打印系统可直接控制打印墨水的挤出或回抽，实现更加精密和稳定打印效果；控温系统实现了升降温控制，减少了控温系统对打印环境的影响；光照系统使得打印材料能够固化均一、充分，且实现了多种固化方式。本发明专利技术的3D打印机进一步集成创新，提供一种无分体式零配件、小型便捷、高度洁净、精准控制、功能多样的科研与临床用打印机。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印机
本专利技术涉及一种3D打印机。
技术介绍
目前，3D打印机存在如下五个方面的问题：其一，较多采用气体挤出。由于气体的密度小，压缩性大，导致气体挤出的不稳定和挤出方向的单一。其二，多采用紫外+臭氧的灭菌方式。紫外+臭氧的灭菌方式缺点有：时间长，寿命短，且对人体有害。例如中国专利申请CN201710829386.0公开了一种生物3D打印机成型室灭菌照明系统及生物3D打印机，公开的就是一种紫外+臭氧及抽风设备来灭菌的方式。其三，光源多为点光源或是面光源。对于光敏生物墨水的打印固化，光源是很重要的因素，仅仅在打印头位置设置光源(例如Allevi打印机、Cellink打印机等)，会导致固化不均一，不充分，水凝胶易坍塌。通常导致打印物的最后一层光照时间最少，第一层的光照时间最长。其四，控温的冷却介质为空气。空气冷却产生的热量和风会影响打印环境和打印过程。此外，打印机体型庞大(3DBioplotter生物打印机，Gesim打印机，RegenHU生物3D打印机)，含分体式零件，缺少独立的洁净装置。使用繁琐也是生物3D打印机面临的问题。例如，中国专利申请CN201810365469.3公开了一种生物3D打印机的超低温打印平台，该专利中主要用到半导体制冷片和循环水冷控制打印平台的降温。中国专利申请CN201721178274.5公开了一种3D打印机封闭空间的温度和洁净度控制系统及生物3D打印机，半导体制冷片实现了被控区域的温度控制，利用高效海帕过滤器实现空气洁净度控制。中国专利申请CN201720246090.1公开了一种模块化便携式生物3D打印机，该专利涉及模块化，便携的生物3D打印机的概念，缩小了打印机的体积。中国专利申请CN201810557656.1公开了一种一体化生物3D打印机打印腔体环境控制系统及控制方法，该专利涉及通风模块、高效过滤模块、冷凝除湿模块、加热加湿模块和空气分配模块，对生物3D打印机打印腔体内的温度、湿度、无菌环境、风速、风量及风向进行一体化控制。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服了现有技术中3D打印机存在的气体挤出方式导致挤出不稳定和挤出方向单一、控温系统对打印环境影响大、点光源或面光源使得固化不均一、不充分的缺陷，而提供了一种3D打印机。本专利技术提供的3D打印机的丝杆挤出方式更加精密和稳定、温控系统对打印环境影响小、光照方式使得光敏生物墨水固化均一、充分。本专利技术提供了一种3D打印机，包括打印系统、控温系统和光照系统；其中，所述打印系统包括接收平台、运动导轨模块和至少一个打印模块，所述运动导轨模块包括导轨，所述导轨固设于所述3D打印机的内壁上，并且所述打印模块和所述接收平台分别滑动设于所述导轨上，用于控制所述打印模块和/或所述接收平台的移动和定位；每一所述打印模块包括贯通步进电机、固定装置、打印头和与所述打印头相连接的注射器，所述贯通步进电机还包括丝杆，所述丝杆与所述注射器的活塞相连，通过所述贯通步进电机直接控制所述丝杆的伸出或回退，从而直接控制打印墨水在所述注射器中的挤出或回抽；所述贯通步进电机设于所述固定装置的上方，所述打印头和所述注射器设于所述固定装置内，所述固定装置与所述导轨滑动连接；所述控温系统包括控温部件、控温平台和水冷模块；所述控温平台贴设于所述接收平台的正下方；所述控温部件贴设于所述控温平台的下方，所述水冷模块固设于所述3D打印机的内部，用于对所述控温部件降温；所述光照系统，包括设于所述打印头的外底面的第一光照装置和环设于所述接收平台的上表面外壁上的第二光照装置。本专利技术中，所述打印头可为本领域常规的打印头，较佳地为升温打印头和/或降温打印头。较佳地，打印系统还包括一高分子打印模块，所述高分子打印模块上设有高分子打印头。本专利技术中，所述高分子打印模块可为本领域常规的高分子打印模块，一般来说所述高分子打印模块通过远程步进电机控制打印材料的挤出或回抽。本专利技术中，所述丝杆与所述注射器的活塞的连接方式为本领域常规，较佳地为通过螺纹或卡扣的形式相连。本专利技术中，所述导轨可为本领域常规的导轨，一般设有X轴、Y轴和Z轴，所述打印模块分别与所述导轨的X轴、Y轴滑动连接，从而通过步进电机在所述导轨上的运动实现所述打印模块的移动和定位；所述接收平台与所述导轨的Z轴连接。较佳地，所述导轨和所述打印模块通过磁吸的方式连接，便于所述打印模块的拆卸和更换。较佳地，所述打印模块还包括打印头储水器，所述降温打印头和所述打印头储水器相连，所述打印头储水器通过所述水冷模块实现降温。本专利技术中，所述打印头储水器为本领域常规，一般还包括入水管路接口和出水管路接口。本专利技术中，所述水冷模块可为常规的水冷模块，一般包括通过水循环管路循环相连的循环水泵和散热水排，所述散热水排上还设有排风扇。较佳地，所述水冷模块的水循环管路上设有出水管道和回水管道，所述出水管道与所述打印头储水器的入水管路接口相连；所述回水管道与所述打印头储水器的出水管路接口相连。本专利技术中，所述控温部件按照本领域常规，一般通过温度控制器控制所述控温平台和/或所述打印头的温度。本专利技术中，所述控温部件可为本领域常规的控温部件，较佳地为硅胶加热线圈、PI加热膜、加热电阻丝和半导体制冷片中的一种或多种。较佳地，所述控温系统还设有与所述半导体制冷片配合使用的正负极转换开关。本专利技术中，所述正负极转换开关为常规的正负极转换开关，一般用于调整直流电的流向，使所述半导体制冷片反向制热。较佳地，所述接收平台通过螺纹安装在所述控温平台上。本专利技术中，所述第一光照装置和所述第二光照装置形成一个立体光照固化体系，上、前、后、左、右五个面均有光照。较佳地，所述光照系统包括三种固化方式；固化方式一：边打印边固化，即在打印过程中持续开启所述光照系统；固化方式二：打印一层，固化一层，即在打印一层时关闭所述光照系统、再打印一层后，开启所述光照系统；固化方式三：打印后固化，即在打印过程后开启所述光照系统。本专利技术中，所述打印按照本领域常规可为直接打印或在支撑浴中悬浮打印。其中，所述悬浮打印结合固化方式三：打印后固化，即在打印过程结束后开启所述光照系统。可有效避免打印材料堵塞针头，且打印物每个面均受光照，固化的效果更佳。本专利技术中，所述第一光照装置和所述第二光照装置的光源元件为本领域常规，较佳地为灯珠。较佳地，所述打印头上设有环形灯基座，所述第一光照装置设于所述环形灯基座上。较佳地，所述接收平台四周设有灯带，所述第二光照装置设于所述灯带上。本专利技术中，所述第一光照装置和所述第二光照装置使用的光源为本领域常规，较佳地为激光或LED，更加地为蓝光LED。本专利技术中，所述第一光照装置和所述第二光照装置的功率为本领域常规，本领域技术人员均知晓根据打印物调整适用的功率。本专利技术中，所述光源的波长为本领域常规，较佳地为365nm、405本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D打印机，其特征在于，其包括打印系统、控温系统和光照系统；/n其中，所述打印系统包括接收平台、运动导轨模块和至少一个打印模块，所述运动导轨模块包括导轨，所述导轨固设于所述3D打印机的内壁上，并且所述打印模块和所述接收平台分别滑动设于所述导轨上，用于控制所述打印模块和/或所述接收平台的移动和定位；每一所述打印模块包括贯通步进电机、固定装置、打印头和与所述打印头相连接的注射器，所述贯通步进电机还包括丝杆，所述丝杆与所述注射器的活塞相连，通过所述贯通步进电机直接控制所述丝杆的伸出或回退，从而直接控制打印墨水在所述注射器中的挤出或回抽；所述贯通步进电机设于所述固定装置的上方，所述打印头和所述注射器设于所述固定装置内，所述固定装置与所述导轨滑动连接；/n所述控温系统包括控温部件、控温平台和水冷模块；所述控温平台贴设于所述接收平台的正下方；所述控温部件贴设于所述控温平台的下方，所述水冷模块固设于所述3D打印机的内部，用于对所述控温部件降温；/n所述光照系统，包括设于所述打印头的外底面的第一光照装置和环设于所述接收平台的上表面外壁上的第二光照装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种3D打印机，其特征在于，其包括打印系统、控温系统和光照系统；
其中，所述打印系统包括接收平台、运动导轨模块和至少一个打印模块，所述运动导轨模块包括导轨，所述导轨固设于所述3D打印机的内壁上，并且所述打印模块和所述接收平台分别滑动设于所述导轨上，用于控制所述打印模块和/或所述接收平台的移动和定位；每一所述打印模块包括贯通步进电机、固定装置、打印头和与所述打印头相连接的注射器，所述贯通步进电机还包括丝杆，所述丝杆与所述注射器的活塞相连，通过所述贯通步进电机直接控制所述丝杆的伸出或回退，从而直接控制打印墨水在所述注射器中的挤出或回抽；所述贯通步进电机设于所述固定装置的上方，所述打印头和所述注射器设于所述固定装置内，所述固定装置与所述导轨滑动连接；
所述控温系统包括控温部件、控温平台和水冷模块；所述控温平台贴设于所述接收平台的正下方；所述控温部件贴设于所述控温平台的下方，所述水冷模块固设于所述3D打印机的内部，用于对所述控温部件降温；
所述光照系统，包括设于所述打印头的外底面的第一光照装置和环设于所述接收平台的上表面外壁上的第二光照装置。


2.如权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，所述打印头为升温打印头和/或降温打印头；
和/或，所述打印系统还包括一高分子打印模块，所述高分子打印模块通过远程步进电机控制打印材料的挤出或回抽；所述高分子打印模块上设有高分子打印头；
和/或，所述丝杆与所述注射器的活塞通过螺纹或卡扣的形式相连；
和/或，所述导轨设有X轴、Y轴和Z轴，所述打印模块分别与所述导轨的X轴、Y轴滑动连接，从而通过步进电机在所述导轨上的运动实现所述打印模块的移动和定位；所述接收平台与所述导轨的Z轴连接；
和/或，所述导轨和所述打印模块通过磁吸的方式连接。


3.如权利要求2所述的3D打印机，其特征在于，所述打印模块还包括打印头储水器，所述降温打印头和所述打印头储水器相连，所述打印头储水器通过所述水冷模块实现降温；较佳地，所述打印头储水器包括入水管路接口和出水管路接口。


4.如权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，所述水冷模块包括通过水循环管路循环相连的循环水泵和散热水排，所述散热水排上还设有排风扇；较佳地，所述水冷模块的水循环管路上设有出水管道和回水管道，所述出水管道与所述打印头储水器的入水管路接口相连；所述回水管道与所述打印头储水器的出水管路接口相连；
和/或，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪争光，陈慧敏，朱海林，
申请(专利权)人：江阴司特易生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32