本发明专利技术涉及一种高生物陶瓷含量3D打印材料的制备装置及方法。该装置包括移动式支架、设于移动式支架上的控制箱、纵向直线驱动机构、对称连接在纵向直线驱动机构上的用于夹持容器的夹板、连接在移动式支架上的连接筒、连接在连接筒下端的液面定位机构以及连接在液面定位机构上的若干个纳米粉末分散机构；该装置采用自动化检测容器内液面高度，并控制若干个纳米粉末间距喷射机构等距分布在液体物料中并喷射定量的粉体物料，然后通过驱动机构驱动自适应搅拌机构对液体物料和粉体物料进行搅拌，不仅可以达到高效混合搅拌液体和粉料混合物的效果，也适用于不同规格的容器，大大缩短了材料制备时长，提高了材料的成品质量。提高了材料的成品质量。提高了材料的成品质量。
【技术实现步骤摘要】
高生物陶瓷含量3D打印材料的制备装置及方法
[0001]本专利技术属于3D打印材料制备
，具体涉及高生物陶瓷含量3D打印材料的制备装置及方法。
技术介绍
[0002]3D打印(增材制造)是一种以数字模型文件为基础，通过逐层打印的方式来构造物体的成型技术，已经被广泛用于模具、工业设计的模型制造及一些产品的直接制造。3D打印技术是一种直接成型技术，不需要使用模具。另外，其最突出的优势是能够构建一些不规则、复杂的三维结构。但是，所有3D打印技术(包括熔融沉积FDM、选择性立体光固化SLA、数字光处理DLP、选择性激光烧结SLS等)都需要将目标物体切片，层层打印，所以打印单个物体所需的时间相对较长。特别是需要较高的打印精度时，需要层厚更薄，层数更多，其打印时间也就更长。
[0003]目前，3D打印技术在医疗领域应用甚广，如医用人工骨、医用人工牙齿等均是采用3D打印技术制造。
[0004]而3D打印所采用的材料多是在进行制造人工骨、人工牙齿等结构时进行现场配置，其中，液体物料和纳米粉料进行混合时，多是将粉末物料直接置于液体物料中后采用超声波分散器对其进行分散后搅拌，但是在3D打印如人工骨等结构时，因结构的大小、构造不同，所需要的材料也不同，所以在配置时所采用的容器也不尽相同，所以这也导致常规采用的超声波分散器以及搅拌设备不能够适用于所有的容器，导致材料加工时长以及成品质量不一。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种高生物陶瓷含量3D打印材料的制备装置及方法。
[0006]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
[0007]高生物陶瓷含量3D打印材料的制备装置，包括移动式支架、设于移动式支架上的控制箱、纵向直线驱动机构、对称连接在纵向直线驱动机构上的用于夹持容器的夹板、连接在移动式支架上的连接筒、连接在连接筒下端的液面定位机构以及连接在液面定位机构上的若干个纳米粉末分散机构，若干个所述纳米粉末分散机构依次首尾连接；
[0008]所述纵向直线驱动机构用于驱动夹板夹持容器并使容器沿着纵向移动；
[0009]所述液面定位机构用于检测容器内液体的液面高度；
[0010]所述纳米粉末分散机构包括纳米粉末间距喷射机构、活动连接在纳米粉末间距喷射机构上的自适应搅拌机构以及设于纳米粉末间距喷射机构内的驱动机构，所述纳米粉末间距喷射机构根据液面定位机构检测容器内液体的液面高度进行适应性调节，用于将纳米粉末均匀喷射于液体中，并通过驱动机构驱使自适应搅拌机构旋转，用于搅拌容器内液体和纳米粉末的混合物。
[0011]作为本专利技术的进一步优化方案，所述纵向直线驱动机构包括连接在移动式支架上的第一电机、滑动连接在移动式支架上的U形移动架、连接在第一电机输出轴端的第一丝杆以及对称连接在U形移动架上的电动推杆，所述第一丝杆和U形移动架螺纹连接，所述电动推杆的输出端和夹板连接，用于推动夹板夹持容器。
[0012]作为本专利技术的进一步优化方案，所述液面定位机构包括连接在连接筒下端的上固定盘、连接在上固定盘侧壁上的延伸板、连接在延伸板上的液位计、连接在延伸板下端的导向滑杆、连接在导向滑杆下端的下固定盘、活动连接在下固定盘侧壁上的第一密封旋转环、连接在第一密封旋转环上的若干个第一密封波纹管、连接在第一密封波纹管一端的第一密封端头，所述第一密封端头和第一密封旋转环之间连接有伸缩杆。
[0013]作为本专利技术的进一步优化方案，所述纳米粉末间距喷射机构包括套设在导向滑杆上的移动环板、设于移动环板内的环形腔室、设于移动环板外圆面上并与环形腔室连通的环槽、贯穿设于移动环板上的布线孔和布管孔、连接在移动环板下端的复位弹簧、牵引绳和第二密封波纹管、连接在牵引绳一端的第二电机、等距连接在第二密封波纹管上的若干个连接环板以及连接在连接环板上的喷头，喷头用于向液体内喷射纳米粉体，所述复位弹簧套设于导向滑杆上，所述第二电机和第二密封波纹管的下端均连接在下固定盘上或另一个纳米粉末间距喷射机构中的移动环板上。
[0014]作为本专利技术的进一步优化方案，所述驱动机构包括设于环形腔室内的内环体、连接在内环体内圆面上的环形齿轮、连接在移动环板下端的第三电机、连接在第三电机输出轴端并与环形齿轮相啮合的传动齿轮、连接在内环体外圆面上的固定支撑板以及连接在固定支撑板一端的第二密封旋转环，所述第二密封旋转环的内圆面和移动环板的外圆面接触，所述内环体上贯穿式连接有第一导电环和第二导电环。
[0015]作为本专利技术的进一步优化方案，所述自适应搅拌机构包括连接在第二密封旋转环外圆面上的若干个第三密封波纹管和第四电机、连接在第三密封波纹管一端的第二密封端头、连接在第四电机输出轴端的联轴器、连接在联轴器一端的第二丝杆、固定连接在第二密封端头内壁上的固定套管以及连接在第二密封端头下端的辅助搅拌波纹管，所述固定套管和第二丝杆螺纹连接，辅助搅拌波纹管的下端连接在第一密封端头上或另一组纳米粉末分散机构中相对应的第二密封端头上。
[0016]作为本专利技术的进一步优化方案，所述喷头上设有输气通道和粉料通道，输气通道通过输气管与外界气源连接，粉料通道通过柔性料管与外界料桶连接，所述喷头的输出口内设有单向阀。
[0017]一种采用如上述高生物陶瓷含量3D打印材料的制备装置制备3D打印材料的方法，包括以下步骤：
[0018]步骤S1、基于设定材料制备分量选择适应的容器，通过纵向直线驱动机构将容器夹持并移动至指定高度，并向其中置入液体物料；
[0019]步骤S2、通过液面定位机构检测容器内液面高度，控制若干个纳米粉末间距喷射机构等距分布在液体物料中，并向其中喷射定量的粉体物料；
[0020]步骤S3、通过驱动机构驱动自适应搅拌机构对液体物料和粉体物料进行搅拌，搅拌时控制自适应搅拌机构的搅拌半径逐渐增大直至其与容器内壁接触，往复搅拌指定次数后停止。
[0021]本专利技术的有益效果在于：本专利技术采用自动化检测容器内液面高度，并控制若干个纳米粉末间距喷射机构等距分布在液体物料中，并向其中喷射定量的粉体物料，然后通过驱动机构驱动自适应搅拌机构对液体物料和粉体物料进行搅拌，搅拌时控制自适应搅拌机构的搅拌半径逐渐增大直至其与容器内壁接触，往复搅拌指定次数后停止，不仅可以达到高效混合搅拌液体和粉料混合物的效果，也适用于不同规格的容器，大大缩短了材料制备时长，提高了材料的成品质量。
附图说明
[0022]图1是本专利技术的整体结构示意图；
[0023]图2是本专利技术液面定位机构和纳米粉末分散机构的相配合视图；
[0024]图3是本专利技术液面定位机构的结构示意图；
[0025]图4是本专利技术纳米粉末分散机构的结构示意图；
[0026]图5是本专利技术图4中A处放大图；
[0027]图6是本专利技术图4中B处放大图。
[0028]图中：1、移动式支架；2、控制箱；301、第一电机；302、第一丝杆；303、U形移动架；304、电动推杆；4、连接筒；5、液面定位机构；本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高生物陶瓷含量3D打印材料的制备装置，其特征在于：包括移动式支架(1)、设于移动式支架(1)上的控制箱(2)、纵向直线驱动机构、对称连接在纵向直线驱动机构上的用于夹持容器的夹板、连接在移动式支架(1)上的连接筒(4)、连接在连接筒(4)下端的液面定位机构(5)以及连接在液面定位机构(5)上的若干个纳米粉末分散机构(6)，若干个所述纳米粉末分散机构(6)依次首尾连接；所述纵向直线驱动机构用于驱动夹板夹持容器并使容器沿着纵向移动；所述液面定位机构(5)用于检测容器内液体的液面高度；所述纳米粉末分散机构(6)包括纳米粉末间距喷射机构(61)、活动连接在纳米粉末间距喷射机构(61)上的自适应搅拌机构(63)以及设于纳米粉末间距喷射机构(61)内的驱动机构(62)，所述纳米粉末间距喷射机构(61)根据液面定位机构(5)检测容器内液体的液面高度进行适应性调节，用于将纳米粉末均匀喷射于液体中，并通过驱动机构(62)驱使自适应搅拌机构(63)旋转，用于搅拌容器内液体和纳米粉末的混合物。2.根据权利要求1所述的高生物陶瓷含量3D打印材料的制备装置，其特征在于：所述纵向直线驱动机构包括连接在移动式支架(1)上的第一电机(301)、滑动连接在移动式支架(1)上的U形移动架(303)、连接在第一电机(301)输出轴端的第一丝杆(302)以及对称连接在U形移动架(303)上的电动推杆(304)，所述第一丝杆(302)和U形移动架(303)螺纹连接，所述电动推杆(304)的输出端和夹板连接，用于推动夹板夹持容器。3.根据权利要求2所述的高生物陶瓷含量3D打印材料的制备装置，其特征在于：所述液面定位机构(5)包括连接在连接筒(4)下端的上固定盘(501)、连接在上固定盘(501)侧壁上的延伸板(502)、连接在延伸板(502)上的液位计(503)、连接在延伸板(502)下端的导向滑杆(504)、连接在导向滑杆(504)下端的下固定盘(505)、活动连接在下固定盘(505)侧壁上的第一密封旋转环(506)、连接在第一密封旋转环(506)上的若干个第一密封波纹管(507)、连接在第一密封波纹管(507)一端的第一密封端头(509)，所述第一密封端头(509)和第一密封旋转环(506)之间连接有伸缩杆(508)。4.根据权利要求3所述的高生物陶瓷含量3D打印材料的制备装置，其特征在于：所述纳米粉末间距喷射机构(61)包括套设在导向滑杆(504)上的移动环板(6101)、设于移动环板(6101)内的环形腔室(6102)、设于移动环板(6101)外圆面上并与环形腔室(6102)连通的环槽(6111)、贯穿设于移动环板(6101)上的布线孔(6103)和布管孔(6104)、连接在移动环板(6101)下端的复位弹簧(6110)、牵引绳(6109)和第二密封波纹管(6105)、连接在牵引绳(6109)一端的第二电机(6108)、等距连接在第二密封波纹管(6105)上的若干个连接环板(6106)以...
【专利技术属性】
技术研发人员：张驰，汪焰恩，李欣培，毛海龙，刘喆维，
申请(专利权)人：陕西博恩生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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