一种适用于3D生物打印机上料的搅拌机构制造技术

本发明专利技术涉及公开了一种适用于3D生物打印机上料的搅拌机构。涉及3D生物打印技术领域。本申请具体包括用以装载生物打印材料的料筒，设于料筒顶部、用以推动料筒中的生物打印材料运动的动力装置，设于料筒底部、用以将所述动力装置输送过来的生物打印材料喷射到3D生物打印机中的喷头，以及用以对沉淀在料筒底部的生物打印材料进行搅拌的搅拌装置。本发明专利技术通过设在料筒顶部的动力装置，推动料筒中的生物打印材料，从设在料筒底部的喷头喷射到3D生物打印机中，实现3D生物打印机的上料，在进行上料的过程中，由料筒底部的搅拌装置，对生物打印材料进行搅拌，防止其沉淀，从而使料筒中的生物打印材料能够顺利的从喷头中流出。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于3D生物打印机上料的搅拌机构
本专利技术涉及3D生物打印
，特别是涉及一种适用于3D生物打印机上料的搅拌机构。
技术介绍
由于计算机辅助设计和制造技术的进步，因此促进了3D打印用于组织工程应用的生物相容性系统的开发和应用。然而，随着技术的发展，传统的挤出式3D打印料筒已经无法满足现有要求。现3D生物打印机主要使用生物相容性的材料和细胞来进行3D打印，材料主要是生物医用高分子材料、无机材料、水凝胶材料或活细胞，其中水凝胶是一种具有高水含量的亲水性或双亲性聚合物三维网络，具有良好的生物相容性，以及与人体软组织相似的力学性质，因此被广泛应用于组织工程材料与药物的可控释放中。在3D生物打印中，水凝胶材料打印成型的状态应是凝胶状态，因其对温度十分敏感，若温度过低，水凝胶凝固，则会堵塞喷头；若温度过高，水凝胶溶解出大量的水，无法打印成型。因此生物打印材料往往是在水凝胶里加入陶瓷材料的粉末，使水凝胶保持能流出喷头后成型，并拥有一定的力学结构性能，而陶瓷颗粒密度大,往往在一段时间后就开始沉淀,喷头温度较高，粉末和喷头接触便会产生焦糊，堵塞喷头，无法顺利流出。中国专利CN207545265U、公开日2018-06-29公开了一种多喷头3D生物打印系统，包括机体，送料机构，安装在机体上的Z轴移动机构，安装在Z轴移动机构上的X轴移动机构，安装在X轴移动机构上的打印机构，安装在机体的平台上的Y轴移动机构；打印机构包括打印步进电机，与打印步进电机相接的减速器，与减速器相接的转盘，安装在转盘上的多个喷头；送料机构通过送料喉管与喷头相接，Y轴移动机构上设有打印托盘，喷头位于打印托盘的上方。该专利技术可实现3D生物打印系统，且各个喷头之间相互独立，属于3D生物打印的
该打印系统通过多个喷头能够实现多组分、多材料的共同打印，但是喷头处缺少搅拌装置，在使用一段时间后生物打印材料会沉淀从而堵塞喷头，导致无法顺利流出。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种适用于3D生物打印机上料的搅拌机构，能够在3D生物打印机上料时对上料装置进行搅拌，防止生物打印材料沉淀，堵塞喷头。本专利技术提出一种适用于3D生物打印机上料的搅拌机构，包括用以装载生物打印材料的料筒，设于料筒顶部、用以推动料筒中的生物打印材料运动的动力装置，设于料筒底部、用以将所述动力装置输送过来的生物打印材料喷射到3D生物打印机中的喷头，以及用以对沉淀在料筒底部的生物打印材料进行搅拌的搅拌装置。进一步地，所述动力装置包括提供高压气源的空压机组和储气罐。进一步地，所述搅拌装置为设于所述料筒底部内壁的喷气头。进一步地，还包括用以将动力装置与料筒连接处进行封闭的高压气源盖。进一步地，还包括设于喷头处的温度传感器。进一步地，所述温度传感器为贴于喷头处的贴片式传感器。进一步地，还包括设于料筒上的电感。进一步地，所述电感为均匀包裹在料筒表面的贴片电感。进一步地，还包括缠绕在料筒四周、用以通过水冷的方式对料筒中的生物打印材料进行降温的冷却水管，设于料筒底部、与冷却水管一端连接、用以通过水泵为冷却水管供水的冷却水入口，以及设于料筒顶部、与冷却水管一端连接、用以将冷却水管中的水排出的冷却水出口。进一步地，还包括包裹在料筒四周的保温桶，以及对保温桶进行封闭的保温桶盖，所述保温桶与所述料筒之间填充有保温材料，所述保温桶盖上设有与高压气源盖配合的凹槽。本专利技术的一种适用于3D生物打印机上料的搅拌机构具有以下增益效果：（1）本搅拌机构的料筒中装载有生物打印材料，通过设在料筒顶部的动力装置，从上往下推动料筒中的生物打印材料，最后通过设在料筒底部的喷头将生物打印材料喷射到3D生物打印机中，从而实现3D生物打印机的上料，在进行上料的过程中，由于生物打印材料中含有颗粒密度较大的陶瓷，用以使生物打印材料能保持流出喷头后成型，并拥有一定的力学结构性能，陶瓷会沉淀在料筒底部，堵塞喷头，导致料筒中的生物打印材料无法顺利流出，因此在料筒底部设有搅拌装置，对料筒中的生物打印材料进行搅拌，使陶瓷颗粒与其他生物打印材料混合均匀，防止其沉淀，从而堵塞喷头，使料筒中的生物打印材料能够顺利的从喷头中流出；（2）本搅拌机构的动力装置包括提供高压气源的空压机组和储气罐。空压机组往料筒中通入高压气源，通过高压气源产生的强气压，推动料筒中的生物打印材料运动到喷头，最终从喷头中流出，之所以采用气压传动的方式为料筒提供动力，是因为料筒中装载的是用于3D生物打印的生物打印材料，因此生物打印材料是不能受到其他物质污染的，也不能掺杂其他的物质进去，而气压传动的传动介质是空气，不会对生物打印材料产生污染，并且使用过后的气体可以直接排出，也不会对周围环境产生污染。采用高压气源的原因是3D生物打印机进行打印时，打印材料的提供是不能中断的，一旦中断就会导致打印失败，因此喷头必须能够持续不断的为3D生物打印机上料，而高压气源能够产生较大的气压，为料筒提供更加强劲的动力，从而使料筒的生物打印材料源源不断的从喷头中流出；（3）本搅拌机构的搅拌装置为设于料筒底部内壁的喷气头。搅拌装置是与空压机组串联出的管路连通、设于料筒底部内壁的喷气头，空压机组提供的高压气源通过喷气头传输到料筒中，对料筒底部的生物打印材料进行搅拌。因为生物打印材料中较大的颗粒都是会在料筒底部沉淀，因此搅拌装置只有设置在料筒底部才会有更好的搅拌效果，但是为3D生物打印机上料的喷头设置在料筒底部，动力装置从上至下推动料筒中生物打印材料运动，如果将搅拌装置也设在料筒底部，那么搅拌装置就会从下往上推动生物打印材料运动，从而对生物打印材料从喷头中流出产生阻力，因此将搅拌装置设置在料筒靠近底部的侧壁上，对料筒中生物打印材料产生横向的作用力，不会阻碍生物打印材料从喷头中流出，且能够起到较好的搅拌作用。将搅拌装置设置成气动搅拌气源，也是因为气压传动的传动介质是空气，不会对生物打印材料产生污染；（4）本搅拌机构还包括设于喷头处的温度传感器。生物打印材料主要是生物医用高分子材料、无机材料、水凝胶材料或活细胞，其中水凝胶是一种具有高水含量的亲水性或双亲性聚合物三维网络，具有良好的生物相容性，以及与人体软组织相似的力学性质，因此被广泛应用于组织工程材料与药物的可控释放中。在3D生物打印中，水凝胶材料打印成型的状态应是凝胶状态，因其对温度十分敏感，若温度过低，水凝胶凝固，则会堵塞喷头；若温度过高，水凝胶溶解出大量的水，无法打印成型。因此需要对料筒中的生物打印材料进行温度监控和反馈，防止生物打印材料温度过高或者过低，影响其使用，在本申请中，在喷头处设置有温度传感器，对将要从喷头中流出的生物打印材料进行温度监控和反馈；（5）本搅拌机构的温度传感器为贴于喷头处的贴片式传感器。之所以采用贴片式温度传感器是因为贴片式温度传感器主要用于测量物体表面的温度，通过螺钉或其它固定方式将传感器贴在物体表面，实现较理想的测温效果。贴片式温度传感器和被测物体接触面积大、接触紧密，所以在一些表面温度测量方面具有比较本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于3D生物打印机上料的搅拌机构，其特征在于：包括用以装载生物打印材料的料筒（6），设于料筒（6）顶部、用以推动料筒（6）中的生物打印材料运动的动力装置（1），设于料筒（6）底部、用以将所述动力装置（1）输送过来的生物打印材料喷射到3D生物打印机中的喷头（10），以及用以对沉淀在料筒（6）底部的生物打印材料进行搅拌的搅拌装置（8）。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于3D生物打印机上料的搅拌机构，其特征在于：包括用以装载生物打印材料的料筒（6），设于料筒（6）顶部、用以推动料筒（6）中的生物打印材料运动的动力装置（1），设于料筒（6）底部、用以将所述动力装置（1）输送过来的生物打印材料喷射到3D生物打印机中的喷头（10），以及用以对沉淀在料筒（6）底部的生物打印材料进行搅拌的搅拌装置（8）。


2.如权利要求1所述的一种适用于3D生物打印机上料的搅拌机构，其特征在于：所述动力装置（1）包括提供高压气源的空压机组和储气罐。


3.如权利要求1所述的一种适用于3D生物打印机上料的搅拌机构，其特征在于：所述搅拌装置（8）为设于所述料筒（6）底部内壁的喷气头。


4.如权利要求2所述的一种适用于3D生物打印机上料的搅拌机构，其特征在于：还包括用以将动力装置（1）与料筒（6）连接处进行封闭的高压气源盖（3）。


5.如权利要求1所述的一种适用于3D生物打印机上料的搅拌机构，其特征在于：还包括设于喷头（10）处的温度传感器（9）。


6.如权利要求5所述的一种适用于3D生物打印机上料的搅拌机构，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：马志勇，
申请(专利权)人：湖州艾先特电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33