【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物3d打印，具体地说是一种生物3d打印喷头。
技术介绍
1、随着生物技术和3d打印技术的不断发展，生物3d打印在医疗、生物工程等领域的应用越来越广泛。生物3d打印通常是以计算机三维模型为基础，通过软件分层离散和数控成型的方法定位装配生物材料或活细胞，进而制造人工植入支架、组织器官等生物医学产品。生物3d打印的打印喷头通常包括两种类型，一种用于生物支架材料打印输出，另一种用于细胞打印输出，其中细胞打印输出的喷嘴直径一般相对较小，由于大多数细胞直径在10μm～100μm的范围内，因此打印输出的喷嘴直径一般为细胞直径的2～3倍。现有技术中，细胞打印输出通常采用喷墨打印输出，并结合压电喷头技术以实现精确控制细胞液输出的目的，但随着科技发展，类似组织器官等生物医学产品的生物组织日趋复杂，这对于打印喷头的输出精度提出了更高的要求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种生物3d打印喷头，其通过控制电源模块的脉冲电源频率控制压电陶瓷壁的形变频率，进而控制喷嘴处输出的液柱断裂频率以形成不同大小和输出速度的液滴。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
3、一种生物3d打印喷头，包括安装座体、喷嘴、喷嘴盖板和节流转接头，其中所述安装座体内部设有喷头内腔，并且所述喷头内腔外侧设有压电陶瓷壁，所述节流转接头设于所述安装座体上并与所述喷头内腔上端连通，所述喷嘴和喷嘴盖板设于所述安装座体下端，并且所述喷嘴下侧通过所述喷嘴盖板限位，所述喷嘴与所述喷头内
4、所述安装座体上设有用于安装加热棒的加热棒孔和用于安装温控探头的温控探头孔。
5、所述压电陶瓷壁包括压电陶瓷层，并且所述压电陶瓷层环绕围合成管状的喷头内腔，所述压电陶瓷层内侧设有内电极、外侧设有外电极，并且所述内电极和外电极分别通过对应的连接线缆与所述电源模块连接，
6、所述内电极和外电极通过脉冲电压作用使压电陶瓷层发生形变产生径向收缩并挤压喷头内腔中的打印材料。
7、所述安装座体上设有固定件，并且所述固定件上端设有法兰部，所述法兰部扣置于所述安装座体上端，所述法兰部上侧与一个喷头固定块连接，所述节流转接头设于所述安装座体上端并设于所述喷头固定块中，所述节流转接头下侧与所述固定件的法兰部相抵限位，所述节流转接头下端设有热缩管，并且所述喷头内腔上端与所述热缩管连接，所述喷头内腔下端固定设置。
8、所述固定件包括套管部和底盘部，并且所述套管部和底盘部均设于所述安装座体中，所述法兰部、套管部和底盘部由上到下依次连接，并且所述喷头内腔设于所述套管部中，所述套管部下端内设有一固定座，并且所述固定座下侧通过所述底盘部支撑，所述喷头内腔下端固定于所述固定座中，所述喷嘴设于所述底盘部中并与所述喷头内腔下端连通。
9、所述安装座体内部设有座体内腔壁，所述压电陶瓷壁设于所述安装座体上端并与所述座体内腔壁围合成所述喷头内腔，所述压电陶瓷壁包括压电陶瓷层和金属环，其中压电陶瓷层呈薄膜状并安装于所述金属环上，所述压电陶瓷层和金属环分别通过对应的连接线缆与所述电源模块连接。
10、所述呈薄膜状的压电陶瓷层在电源模块的脉冲电压作用下产生轴向形变并挤压喷头内腔中的打印材料。
11、所述安装座体一侧设有安装孔与所述喷头内腔连通，所述节流转接头安装于所述安装孔中。
12、所述安装座体上设有固定件，并且所述固定件上端设有法兰部，所述法兰部上侧与一个喷头固定块连接，所述法兰部下侧设有压装凸起部，所述安装座体上端设有限位台面，并且所述压电陶瓷壁外边沿通过所述压装凸起部和限位台面配合压紧固定。
13、本专利技术的优点与积极效果为：
14、1、本专利技术通过控制电源模块的脉冲电源产生脉冲电压的频率控制压电陶瓷壁的形变频率，进而控制喷嘴处输出的液柱断裂频率以形成不同大小和输出速度的液滴。
15、2、本专利技术可以根据实际需要选择不同结构形式的喷头内腔，其中压电陶瓷壁可环绕形成一个管状，并且所述管状内部形成喷头内腔，这样压电陶瓷壁通电时形成径向变形收缩挤压打印材料输出，压电陶瓷壁也可以与安装座体内的座体内腔壁配合形成喷头内腔，并且压电陶瓷壁设于喷头内腔上侧，这样压电陶瓷壁通电时形成轴向变形下压挤压打印材料输出，从而提高了本专利技术的设计和使用灵活性。
16、3、本专利技术的喷嘴通过喷嘴盖板限位安装于安装座体下端，所述喷嘴盖板可根据需要拆卸并更换合适规格的喷嘴，从而进一步提高了本专利技术的使用灵活性。
17、4、本专利技术的安装座体上设有加热棒加热以保证打印材料温度，同时设有温控探头以保证材料温度恒定。
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1.一种生物3D打印喷头，其特征在于：包括安装座体(2)、喷嘴(3)、喷嘴盖板(4)和节流转接头(5)，其中所述安装座体(2)内部设有喷头内腔(6)，并且所述喷头内腔(6)外侧设有压电陶瓷壁(7)，所述节流转接头(5)设于所述安装座体(2)上并与所述喷头内腔(6)上端连通，所述喷嘴(3)和喷嘴盖板(4)设于所述安装座体(2)下端，并且所述喷嘴(3)下侧通过所述喷嘴盖板(4)限位，所述喷嘴(3)与所述喷头内腔(6)下端连通，所述喷头内腔(6)的压电陶瓷壁(7)通过连接线缆(701)与电源模块连接，并且所述电源模块输出脉冲电压作用在所述压电陶瓷壁(7)上，当脉冲电压发挥作用时，所述压电陶瓷壁(7)发生形变挤压所述喷头内腔(6)内的打印材料，并且打印材料由喷嘴(3)输出形成液柱，当脉冲电压作用消失时，所述压电陶瓷壁(7)恢复原状且打印材料由喷嘴(3)处吸回并使液柱头部断裂形成液滴。
2.根据权利要求1所述的生物3D打印喷头，其特征在于：所述安装座体(2)上设有用于安装加热棒的加热棒孔(201)和用于安装温控探头的温控探头孔(202)。
3.根据权利要求1所述的生
4.根据权利要求3所述的生物3D打印喷头，其特征在于：所述内电极(7021)和外电极(7022)通过脉冲电压作用使压电陶瓷层(702)发生形变产生径向收缩并挤压喷头内腔(6)中的打印材料。
5.根据权利要求3所述的生物3D打印喷头，其特征在于：所述安装座体(2)上设有固定件(203)，并且所述固定件(203)上端设有法兰部(2031)，所述法兰部(2031)扣置于所述安装座体(2)上端，所述法兰部(2031)上侧与一个喷头固定块(1)连接，所述节流转接头(5)设于所述安装座体(2)上端并设于所述喷头固定块(1)中，所述节流转接头(5)下侧与所述固定件(203)的法兰部(2031)相抵限位，所述节流转接头(5)下端设有热缩管(501)，并且所述喷头内腔(6)上端与所述热缩管(501)连接，所述喷头内腔(6)下端固定设置。
6.根据权利要求5所述的生物3D打印喷头，其特征在于：所述固定件(203)包括套管部(2032)和底盘部(2033)，并且所述套管部(2032)和底盘部(2033)均设于所述安装座体(2)中，所述法兰部(2031)、套管部(2032)和底盘部(2033)由上到下依次连接，并且所述喷头内腔(6)设于所述套管部(2032)中，所述套管部(2032)下端内设有一固定座(8)，并且所述固定座(8)下侧通过所述底盘部(2033)支撑，所述喷头内腔(6)下端固定于所述固定座(8)中，所述喷嘴(3)设于所述底盘部(2033)中并与所述喷头内腔(6)下端连通。
7.根据权利要求1所述的生物3D打印喷头，其特征在于：所述安装座体(2)内部设有座体内腔壁(204)，所述压电陶瓷壁(7)设于所述安装座体(2)上端并与所述座体内腔壁(204)围合成所述喷头内腔(6)，所述压电陶瓷壁(7)包括压电陶瓷层(702)和金属环(7023)，其中压电陶瓷层(702)呈薄膜状并安装于所述金属环(7023)上，所述压电陶瓷层(702)和金属环(7023)分别通过对应的连接线缆(701)与所述电源模块连接。
8.根据权利要求7所述的生物3D打印喷头，其特征在于：所述呈薄膜状的压电陶瓷层(702)在电源模块的脉冲电压作用下产生轴向形变并挤压喷头内腔(6)中的打印材料。
9.根据权利要求7所述的生物3D打印喷头，其特征在于：所述安装座体(2)一侧设有安装孔(502)与所述喷头内腔(6)连通，所述节流转接头(5)安装于所述安装孔(502)中。
10.根据权利要求7所述的生物3D打印喷头，其特征在于：所述安装座体(2)上设有固定件(203)，并且所述固定件(203)上端设有法兰部(2031)，所述法兰部(2031)上侧与一个喷头固定块(1)连接，所述法兰部(2031)下侧设有压装凸起部(2034)，所述安装座体(2)上端设有限位台面(205)，并且所述压电陶瓷壁(7)外边沿通过所述压装凸起部(2034)和限位台面(205)配合压紧固定。
...【技术特征摘要】
1.一种生物3d打印喷头，其特征在于：包括安装座体(2)、喷嘴(3)、喷嘴盖板(4)和节流转接头(5)，其中所述安装座体(2)内部设有喷头内腔(6)，并且所述喷头内腔(6)外侧设有压电陶瓷壁(7)，所述节流转接头(5)设于所述安装座体(2)上并与所述喷头内腔(6)上端连通，所述喷嘴(3)和喷嘴盖板(4)设于所述安装座体(2)下端，并且所述喷嘴(3)下侧通过所述喷嘴盖板(4)限位，所述喷嘴(3)与所述喷头内腔(6)下端连通，所述喷头内腔(6)的压电陶瓷壁(7)通过连接线缆(701)与电源模块连接，并且所述电源模块输出脉冲电压作用在所述压电陶瓷壁(7)上，当脉冲电压发挥作用时，所述压电陶瓷壁(7)发生形变挤压所述喷头内腔(6)内的打印材料，并且打印材料由喷嘴(3)输出形成液柱，当脉冲电压作用消失时，所述压电陶瓷壁(7)恢复原状且打印材料由喷嘴(3)处吸回并使液柱头部断裂形成液滴。
2.根据权利要求1所述的生物3d打印喷头，其特征在于：所述安装座体(2)上设有用于安装加热棒的加热棒孔(201)和用于安装温控探头的温控探头孔(202)。
3.根据权利要求1所述的生物3d打印喷头，其特征在于：所述压电陶瓷壁(7)包括压电陶瓷层(702)，并且所述压电陶瓷层(702)环绕围合成管状的喷头内腔(6)，所述压电陶瓷层(702)内侧设有内电极(7021)、外侧设有外电极(7022)，并且所述内电极(7021)和外电极(7022)分别通过对应的连接线缆(701)与所述电源模块连接。
4.根据权利要求3所述的生物3d打印喷头，其特征在于：所述内电极(7021)和外电极(7022)通过脉冲电压作用使压电陶瓷层(702)发生形变产生径向收缩并挤压喷头内腔(6)中的打印材料。
5.根据权利要求3所述的生物3d打印喷头，其特征在于：所述安装座体(2)上设有固定件(203)，并且所述固定件(203)上端设有法兰部(2031)，所述法兰部(2031)扣置于所述安装座体(2)上端，所述法兰部(2031)上侧与一个喷头固定块(1)连接，所述节流转接头(5)设于所述安装座体(2)上端并设于所述喷头固定块(1)中，所述节流转接头(5)下侧与所述固定件(203)的法兰部(2031)相...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱慧轩，李润，朱润洋，魏孝杰，李炳南，郑跃靖，崔广泽，李松，高飞扬，郑雄飞，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：
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