[發(fā)明專利]一種生物3D打印機雙溫控同軸流打印頭裝置及方法

有效

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• 申請日: 2021-12-16
• 公開（公告）號: CN114393826B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發(fā)明（設計）人: 田磊;張斌;白大鵬;季清華;王京京;喬金鐸
• 申請（專利權）人: 浙江大學濱海產業(yè)技術研究院
• 主分類號: B29C64/20
• 分類號: B29C64/20;B29C64/209;B29C64/393;B29C64/10;B01D46/00;B29C35/16;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y50/02
• 代理公司: 北京恒和頓知識產權代理有限公司 11014
• 代理人: 李宇嘉

1.一種生物3D打印機雙溫控同軸流打印頭裝置，包括殼體，其特征在于，所述殼體由保溫層頂板(1)、保溫層外殼(2)、保溫層底板(3)和保溫鋁板(8)組成，所述保溫層頂板(1)、保溫層外殼(2)、保溫層底板(3)和保溫鋁板(8)共同形成了一個空腔，所述空腔內豎直設置有隔溫板(20)，所述隔溫板(20)將空腔分成兩個導溫空間(21)；

每個所述導溫空間(21)內的均安裝有導溫套筒(14)，每個所述導溫套筒(14)內均設置有用于上下滑動的針筒(6)，每個所述導溫空間(21)的內頂部均設置有與針筒(6)配合的通口，每個所述針筒(6)的上端均貫穿對應的通口，并延伸至外界，每個所述針筒(6)的均依次貫穿導溫套筒(14)的內底部和對應導溫空間(21)的內底部，并延伸至外界，位于左側所述針筒(6)的下端安裝有同軸流針頭(17)，位于右側的所述針筒(6)的下端安裝有外層針頭(18)，所述外層針頭(18)通過外層導管(19)與同軸流針頭(17)的出口部分連通；

每個所述導溫空間(21)內均設置有獨立調溫機構，所述獨立調溫機構包括安裝在每個所述導溫套筒(14)的外側上的兩個溫控半導體(15)，每個所述導溫套筒(14)的外側均安裝有溫控溫度傳感器(16)；還包括散熱機構，所述散熱機構包括對稱安裝在保溫鋁板(8)前側的兩個風扇(5)，兩個所述導溫空間(21)的前側壁均開設有通風口(10)，每個所述風扇(5)的出風處均位于對應通風口(10)的前側；每個所述風扇(5)的前側均安裝有連接板(22)，每個所述連接板(22)的上端均開設有插槽(27)，每個所述插槽(27)內均設置有用于上下滑動的矩形網板(24)，所述插槽(27)的前后內壁上均設置有圓形風口，位于后側的所述圓形風口與風扇(5)的進風處連通；每個所述插槽(27)內均設置有用于上下滑動的承重板(25)，每個所述矩形網板(24)的下端均與對應的承重板(25)上端面接觸，每個所述承重板(25)的下端均通過多個恢復彈簧(26)與對應插槽(27)的內底部彈性連接，每個所述承重板(25)均采用導電材料制成，每個所述插槽(27)的兩側內壁上均嵌設有接電塊(28)，所述保溫鋁板(8)的兩側均安裝有警示器(23)；每個所述插槽(27)的內底部均安裝有觸摸延時開關(12)，每個所述承重板(25)的下端均通過絕緣板安裝有與觸摸延時開關(12)配合導電塊(13)，每個所述導電塊(13)均通過導線接地，每個所述連接板(22)的內底部均嵌設有電磁鐵(29)，每個所述承重板(25)均具有磁性，且與對應電磁鐵(29)通電后相鄰面同性相斥。

2.根據權利要求1所述的一種生物3D打印機雙溫控同軸流打印頭裝置，其特征在于，每個所述溫控溫度傳感器(16)均與對應導溫空間(21)內的兩個溫控半導體(15)電性連接。

3.根據權利要求2所述的一種生物3D打印機雙溫控同軸流打印頭裝置，其特征在于，還包括限位機構，所述限位機構包括開設在兩個導溫套筒(14)后側內壁的上的開口，兩個所述導溫空間(21)的后側內壁上均開設有螺紋口，所述保溫層外殼(2)的后側設置有兩個擰緊螺釘(4)，每個所述擰緊螺釘(4)均貫穿對應的螺紋口和開口，并與對應針筒(6)的后側內壁相抵，每個所述擰緊螺釘(4)均與對應的螺紋口螺紋連接。

4.根據權利要求3所述的一種生物3D打印機雙溫控同軸流打印頭裝置，其特征在于，還包括連接機構，所述連接機構包括對稱安裝在保溫鋁板(8)前側的兩個磁塊(9)。

5.根據權利要求4所述的一種生物3D打印機雙溫控同軸流打印頭裝置，其特征在于，所述保溫鋁板(8)的后側設置有多個散熱翅片(11)，多個所述散熱翅片(11)分別位于兩個導溫空間(21)內，每個所述導溫空間(21)的內頂部均設置有與外界連通的出風口(7)。

6.一種采用權利要求5的生物3D打印機雙溫控同軸流打印頭裝置的打印方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：從上到下依次安裝，將兩個針筒(6)分別插入對應的導溫套筒(14)中，直到底部與導溫套筒(14)完全貼合，分別兩個擰動兩個擰緊螺釘(4)，直至兩個擰緊螺釘完全的抵住對應的針筒(6)，針筒(6)在對應導溫套筒(14)里無松動，隨后分別擰緊同軸流針頭(17)和外層針頭(18)，然后將外層導管(19)分別連接外層針頭(18)的出口和同軸流針頭(17)的出口，彎曲度小于90°；

S2：安裝完成后，在工作臺上固定好器皿，根據所選針頭大小，設置針頭離器皿高度，開始對刀，對刀過程不能進行其他操作，第二步，調節(jié)氣壓大小，對內外層打印材料試劑，保證連續(xù)不斷絲；

S3：安裝上位控制器，根據打印材料分別設定所需兩套溫度值，點擊運行，上位控制器與溫控半導體(15)、溫控溫度傳感器(16)以及風扇(5)均電性連接，輸入設置溫度給上位控制器上，驅動溫控半導體(15)開始工作，同時對應風扇(5)開始運轉，溫控溫度傳感器(16)反饋實時溫度給上位控制器，直到溫度達到設定值，左右側針筒(6)的溫度根據材料的選取不一致，將雙溫控裝置集成在兩個打印頭內部，通過控制器對溫控半導體(15)進行加熱或制冷，實現(xiàn)對內外兩層不同材料不同溫度的打印；

S4：當警示器(23)會發(fā)出聲響，工作人員及時的對被頂出的矩形網板(24)上的灰塵進行清理。