[發明專利]一種多支路三維生物結構的3D打印裝置及打印方法

有效

• 申請號: 201410016475.X
• 申請日: 2014-01-15
• 公開（公告）號: CN103815992A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 傅建中;邵惠鋒;賀永;朱偉杰
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A61F2/82
• 分類號: A61F2/82
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種多支路三維生物結構的3D打印裝置，包括用于支撐三維生物結構的工作底面（23）、固定在工作底面（23）上方的噴頭（31）、以及配合噴頭打印三維生物結構的三維運動工作臺機構，其特征在于，所述的三維運動工作臺機構包括設置在工作底面（23）上方的至少一對輔助工作面（22）、以及驅動輔助工作面分別進行x軸、y軸和z軸方向三維運動的三維運動機構；所述一對輔助工作面中兩個輔助工作面相對設置，且始終位于同一水平面上，對三維生物結構進行支撐和扶持。

2.根據權利要求1所述的多支路三維生物結構的3D打印裝置，其特征在于，所述三維運動機構包括：X軸運動機構、Y軸運動機構和Z軸運動機構，所述Z軸運動機構包括：

Z軸平板（16），所述X軸運動機構和Y軸運動機構固定在該Z軸平板上；

Z軸電機（6），所述Z軸電機（6）輸出端為Z軸傳動絲桿（9）；

與所述Z軸傳動絲桿（9）螺紋連接的Z軸絲桿滑塊（10），該Z軸絲桿滑塊（10）同時與所述Z軸平板（16）固定連接；

固定在工作底面（23）一側的豎直設置的Z軸導軌（12）；

以及固定在Z軸絲桿滑塊（10）一側同時與所述Z軸導軌（12）滑動配合的Z軸導軌滑塊（13），引導所述Z軸平板（16）進行z軸方向的往復移動。

3.根據權利要求2所述的多支路三維生物結構的3D打印裝置，其特征在于，所述Y軸運動機構包括：

固定在Z軸平板（16）上的Y軸電機（30），該Y軸電機輸出端為Y軸傳動絲桿（27）；

與所述Y軸傳動絲桿（27）螺紋連接的Y軸絲桿滑塊（26）；

固定在Z軸平板（16）上的Y軸導軌（24）；

固定在Y軸絲桿滑塊（26）頂面的Y軸平板（18），所述X軸運動機構固定在該Y軸平板上；所述Y軸平板（18）底面固定有與所述Y軸導軌（24）滑動配合的Y軸滑塊（25），引導所述Y軸平板（18）進行y軸方向的往復移動。

4.根據權利要求3所述的多支路三維生物結構的3D打印裝置，其特征在于，所述X軸運動機構包括：

固定在Y軸平板（18）上的X軸電機，該X軸電機輸出端為X軸傳動絲桿；

與所述X軸傳動絲桿螺紋連接的X軸絲桿滑塊；

固定在Y軸平板上的X軸導軌；

固定在X軸絲桿滑塊頂面的X軸平板，所述輔助工作面固定在該X軸平板一側；所述X軸平板底面固定有與所述X軸導軌滑動配合的X軸滑塊，用于引導所述X軸平板進行x軸方向的往復移動，同時帶動輔助工作面運動。

5.根據權利要求4所述的多支路三維生物結構的3D打印裝置，其特征在于，所述工作底面（23）四周固定有四個垂直板（11）；所述三維運動機構為沿工作底面對稱設置的四個，分別固定在所述垂直板上。

6.根據權利要求5所述的多支路三維生物結構的3D打印裝置，其特征在于，還包括Z軸支撐結構，所述Z軸支撐結構包括Z軸立柱導軌（2）、與所述Z軸立柱導軌（2）滑動配合的懸臂梁（5）、以及驅動懸臂梁（5）沿Z軸立柱導軌（2）往復移動的絲桿電機，所述懸臂梁（5）另一端與所述四個垂直板（11）中的至少一個垂直板相互固定。

7.根據權利要求6所述的多支路三維生物結構的3D打印裝置，其特征在于，所述Z軸立柱導軌（2）上設有導向槽；所述絲桿電機輸出端設有立柱絲桿；所述懸臂梁（5）一端設有與導向槽滑動配合的運動板（3），該運動板上設于與所述立柱絲桿螺紋配合的螺孔。

8.根據權利要求6所述的多支路三維生物結構的3D打印裝置，其特征在于，所述噴頭（31）、絲桿電機、X軸電機、Y軸電機（30）和Z軸電機（6）均受控于同一控制器。

9.根據權利要求4所述的多支路三維生物結構的3D打印裝置，其特征在于，所述輔助工作面（22）通過平板垂直板（21）與所述X軸平板（20）一側相互固定；所述輔助工作面（22）與所述平板垂直板（21）為可拆卸連接；所述一對輔助工作面（22）中兩個輔助工作面上分別設有與所述多支路三維生物結構相對應的預留孔或者預留缺口。

10.一種多支路三維生物結構的3D打印方法，其特征在于，包括：

（1）依據CT掃描設備數據，應用CAD軟件設計三維生物結構模型；

（2）將上述CAD軟件設計的三維生物結構模型的實體數據，經過分層軟件分層切片處理，形成相應代碼輸入到權利要求1～9任一權項所述的多支路三維生物結構的3D打印裝置中；

（3）由噴頭將生物墨水噴射到工作底面上，輔助工作面在三維運動機構驅動下根據需要對三維生物結構進行支撐和扶持，在工作底面上獲得多支路長高度三維生物結構。