一种串联式用于医用器械打印的光敏树脂3D打印一体机的制作方法

本发明涉及3D打印技术中耗材为光敏树脂并且运用于医疗器械打印的3D打印机领域，尤指一种串联式用于医用器械打印的光敏树脂3D打印一体机。

背景技术：

3D打印技术运用到医料器械在近几年较为热门，同时也有效的解决了现有的很多医学难题，3D打印的对象包含医疗辅助支架、人造骨骼、人造血管等多种产品，现有技术中3D打印机运用到医疗领域的主要还是耗材对象为光敏树脂的光成型3D打印机，光敏树脂虽然价格偏高，但也因为其打印精度高、表面较为光滑这些特性在医疗领域使用更为适合，3D打印技术运用于医疗器械的打印需要配设很多匹配的附加设备，其中杀菌装置就是最主要的附属设备，现有的医用杀菌技术很多，但真正能够运用于光敏树脂上的较理想的杀菌系统是环氧乙烷杀菌箱，这一类杀菌箱杀菌时间较长，但可以在低温下进行杀菌，并且杀菌对象广泛，现有技术中工作人员进行3D打印后再将产品放置到环氧乙烷杀菌箱内进行杀菌时3D打印机整体就处于闲置状态，无法做到一机多能，一机多能既能减少占地空间的同时也能起到替代其他设备使用的作用，比如杀菌设备不够时我们就可以将其视为一台杀菌箱使用，而不是单纯的3D打印机，同时产品在多个箱体间多次转移，无疑会造成多次污染，因为3D打印的医疗器械大部分都是按照病人的个人需求定制多以无法做到批量生产，这就导致3D打印机大部分时间功能是闲置的，同时光固化和杀菌之间是有关联的，紫外灯一方面可以进行二次固化，另一方面也可以完成初步杀菌，为后续的环氧乙烷杀菌减少时间。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种串联式用于医用器械打印的光敏树脂3D打印一体机，该设备打印速度快，打印精度高，同时打印时放置于机体内的光敏树脂溶液需要量少，该设备一机多能占地面积小，同时紫外灯一方面可以进行二次固化，另一方面也可以完成初步杀菌，为后续的环氧乙烷杀菌减少时间。

为达到上述目的，本发明采用以下技术实现，一种串联式用于医用器械打印的光敏树脂3D打印一体机，包括模具成型箱、中间隔板、光固化杀菌箱、环氧乙烷灭菌箱、操作台、底支架，其中模具成型箱为中空矩形结构，模具成型箱其中一面安装有中间隔板，中间隔板不与模具成型箱相连接的一面上部设置有光固化杀菌箱，光固化杀菌箱为下端开口的矩形中空结构，光固化杀菌箱正下方连接有环氧乙烷杀菌箱， 环氧乙烷杀菌箱为上端开口下端设置有封头的中空矩形，环氧乙烷杀菌箱下部设置有与模具成型箱底端相平齐的底支架，底支架中下部设置有操作台，模具成型箱顶部和光固化杀菌箱顶部相平齐并且在两者顶部设置有内表面带滑轨的顶盖。

作为本发明的进一步改进，所述模具成型箱由伸缩气缸、旋转升降装置、成型支座、光敏成型箱组成，其中伸缩气缸水平安装于模具成型箱顶部所设顶盖内表面，伸缩气缸位于模具成型箱内部的顶端设置有旋转升降装置一端，旋转升降装置另一端安装成型支座后竖直安装于模具成型箱内，成型支座正下方设置有光敏成型箱。

作为本发明的进一步改进，所述光敏成型箱由光敏树脂槽、光敏树脂、透明薄层、紫外激光矩阵、开关、电源 、限位块组成，其中限位块为圆环结构水平设置于光敏成型箱内，限位块上部安装有顶部开口的中空矩形光敏树脂槽，光敏树脂槽底部为透明薄层，透明薄层下表面设置有紫外激光矩阵，紫外激光矩阵通过导线与开关和电源组成闭合回路，光敏树脂槽内放置有光敏树脂。

作为本发明的进一步改进，所述紫外激光矩阵由多个紫外激光导光装置组成的矩阵结构，所述紫外激光导光装置由紫外激光发射器、下透镜、导光管、矩阵导光管、矩阵灯头、上透镜、反光镜组成，外激光发射器通过导线和各自对应的开关与电源闭合连接，导光管为中空圆管内部设置有下透镜其中一端设置有紫外激光发射器，导光管另一端设置有相对于导光管夹角为110～145°的反光镜，反光镜正上方设置有与导光管连通并竖直设置的矩阵导光管，矩阵导光管为两端开口中空的直管，多根矩阵导光管按矩阵排布组成一个矩形，每一根矩阵导光管顶部都设置有带上透镜的矩阵灯头，矩阵灯头为立体梯形结构内表面设置有反光层。

作为本发明的进一步改进，所述成型支座由成型台、成型挂架、紫外激光灯、透明薄层组成，其中成型台为中空矩形盒，成型台上表面与旋转升降装置对应部件连接，成型台下表面为透明薄层，透明薄层上设置有成型挂架，透明薄层内表面设置有紫外激光灯。

作为本发明的进一步改进，所述旋转升降装置由滑轨套接架、安装盘、电机、气缸、伸缩杆、配重、安装杆组成，安装杆为金属直杆，安装杆一端安装有气缸，气缸内套接有伸缩杆，伸缩杆顶端连接在成型支座对应部件，安装杆另一端安装有配重，安装杆中部安装于电机传动轴顶端，电机通过与滑轨匹配安装的滑轨套接架所设安装盘安装固定。

作为本发明的进一步改进，所述中间隔板由隔板、中转窗组成，其中隔板为矩形密封板，中转窗为设置有矩形开口的矩形框，中转窗安装于隔板顶部并延伸至顶盖内表面，并与顶盖所设滑轨匹配安装。

作为本发明的进一步改进，所述光固化杀菌箱由酒精喷头、锁扣、把手、紫外灯、出料仓门组成，其中酒精喷头安装于顶盖内表面，多个酒精喷头均匀分布于光固化杀菌箱所围顶盖内表面但不遮挡顶盖内表面所设滑轨，光固化杀菌箱侧表面均匀设置有多个紫外灯，光固化杀菌箱外侧壁设置有出料仓门，出料仓门通过活动安装轴和锁扣活动安装，出料仓门上设置有把手。

作为本发明的进一步改进，所述环氧乙烷灭菌箱由排气孔、加热管、环氧乙烷出气管、环氧乙烷进气管、集液斗、排污管组成，其中排气孔安装于环氧乙烷灭菌箱侧壁最上部，多根加热管均匀分布于环氧乙烷灭菌箱侧壁内，环氧乙烷灭菌箱下部设置有环氧乙烷进气管，环氧乙烷灭菌箱中上部设置有环氧乙烷出气管，环氧乙烷灭菌箱底端所设封头为锥形集液斗，集液斗底端设置有排污管。

工作原理：紫外激光矩阵设置于光敏树脂承载盘底部，通过开启和关闭激光发射器实现对光敏树脂的平面照射达到光敏树脂成型凝固的目的，上升的升降台将整个产品提升至顶部完成打印后关闭打印开关，开启清洗固化开关，先开启酒精喷药将产品表面粘附的光敏树脂洗清除去，再开启紫外灯对产品进行照射完成二次固化处理，关闭整个设备的仓门开启环氧乙烷杀菌开关，进行杀菌，完成杀菌后获得合格产品。

本发明的有益效果：

该设备打印速度快，打印精度高，同时打印时放置于机体内的光敏树脂溶液需要量少，该设备一机多能占地面积小，同时紫外灯一方面可以进行二次固化，另一方面也可以完成初步杀菌，为后续的环氧乙烷杀菌减少时间。杀菌和打印处于同一机体内，不用在箱体间多次转移，避免了多次污染，打印机同时打印生产，可按照病人的个人需求定制做到批量生产，提高了生产效率。

附图说明

图1是一种串联式用于医用器械打印的光敏树脂3D打印一体机结构示意图；

图2是一种串联式用于医用器械打印的光敏树脂3D打印一体机所设旋转升降装置结构示意图；

图3是一种串联式用于医用器械打印的光敏树脂3D打印一体机所设模具成型箱结构示意图；

图4是一种串联式用于医用器械打印的光敏树脂3D打印一体机所设紫外激光矩阵结构示意图；

图5是一种串联式用于医用器械打印的光敏树脂3D打印一体机所设矩阵灯头结构示意图；

图6是一种串联式用于医用器械打印的光敏树脂3D打印一体机所设矩阵灯头安装示意图；

图中1-伸缩气缸；2-旋转升降装置；3-顶盖；4-酒精喷头；5-光固化杀菌箱；6-锁扣；7-把手；8-紫外灯管；9-排气孔；10-加热管；11-环氧乙烷出气管；12-环氧乙烷进气管；13-环氧乙烷灭菌箱；14-操作台；15-底支架；16-激光成型矩阵；17-电源；18-光敏成型箱；19-隔板；20-成型支座；21-成型箱门把手；22-成型区；23-伸缩杆；24-中转窗；25-滑轨；26-安装盘；27-电机；28-气缸；29-伸缩杆；30-成型台；31-成型挂架；32-紫外激光灯；33-配重；34-光敏树脂槽；35-光敏树脂；36-透明薄层；37-紫外激光矩阵；38-紫外激光发射器；39-开关；40-激光矩阵安装箱；41-限位块；42-矩阵导光管；43-上透镜；44-反光镜；45-导光管；46-下透镜；47-矩阵灯头。

具体实施方式

实施例1

如图1至图6所示一种串联式用于医用器械打印的光敏树脂3D打印一体机，包括模具成型箱、中间隔板、光固化杀菌箱5、环氧乙烷灭菌箱13、操作台14、底支架15，其中模具成型箱为中空矩形结构，模具成型箱其中一面安装有中间隔板，中间隔板不与模具成型箱相连接的一面上部设置有光固化杀菌箱5，光固化杀菌箱5为下端开口的矩形中空结构，光固化杀菌箱5正下方连接有环氧乙烷杀菌箱13， 环氧乙烷杀菌箱13为上端开口下端设置有封头的中空矩形，环氧乙烷杀菌箱13下部设置有与模具成型箱底端相平齐的底支架15，底支架15中下部设置有操作台14，模具成型箱顶部和光固化杀菌箱5顶部相平齐并且在两者顶部设置有内表面带滑轨25的顶盖3，所述模具成型箱由伸缩气缸1、旋转升降装置2、成型支座20、光敏成型箱18组成，其中伸缩气缸1水平安装于模具成型箱顶部所设顶盖3内表面，伸缩气缸1位于模具成型箱内部的顶端设置有旋转升降装置2一端，旋转升降装置2另一端安装成型支座20后竖直安装于模具成型箱内，成型支座20正下方设置有光敏成型箱18，所述光敏成型箱18由光敏树脂槽34、光敏树脂35、透明薄层36、紫外激光矩阵37、开关39、电源17 、限位块41组成，其中限位块41为圆环结构水平设置于光敏成型箱18内，限位块41上部安装有顶部开口的中空矩形光敏树脂槽34，光敏树脂槽34底部为透明薄层36，透明薄层36下表面设置有紫外激光矩阵37，紫外激光矩阵37通过导线与开关39和电源17组成闭合回路，光敏树脂槽34内放置有光敏树脂35，所述紫外激光矩阵37由多个紫外激光导光装置组成的矩阵结构，所述紫外激光导光装置由紫外激光发射器38、下透镜46、导光管45、矩阵导光管42、矩阵灯头47、上透镜43、反光镜44组成，外激光发射器38通过导线和各自对应的开关39与电源17闭合连接，导光管45为中空圆管内部设置有下透镜46其中一端设置有紫外激光发射器38，导光管45另一端设置有相对于导光管45夹角为110～145°的反光镜44，反光镜44正上方设置有与导光管45连通并竖直设置的矩阵导光管42，矩阵导光管42为两端开口中空的直管，多根矩阵导光管42按矩阵排布组成一个矩形，每一根矩阵导光管顶部都设置有带上透镜43的矩阵灯头47，矩阵灯头47为立体梯形结构内表面设置有反光层，所述成型支座20由成型台30、成型挂架31、紫外激光灯32、透明薄层36组成，其中成型台20为中空矩形盒，成型台20上表面与旋转升降装置2对应部件连接，成型台30下表面为透明薄层36，透明薄层36上设置有成型挂架31，透明薄层36内表面设置有紫外激光灯32，所述旋转升降装置2由滑轨套接架、安装盘26、电机27、气缸28、伸缩杆23、配重33、安装杆组成，安装杆为金属直杆，安装杆一端安装有气缸28，气缸28内套接有伸缩杆23，伸缩杆23顶端连接在成型支座20对应部件，安装杆另一端安装有配重33，安装杆中部安装于电机传动轴顶端，电机27通过与滑轨25匹配安装的滑轨套接架所设安装盘26安装固定，所述中间隔板由隔板19、中转窗24组成，其中隔板19为矩形密封板，中转窗24为设置有矩形开口的矩形框，中转窗24安装于隔板19顶部并延伸至顶盖3内表面，并与顶盖3所设滑轨25匹配安装，所述光固化杀菌箱5由酒精喷头4、锁扣6、把手7、紫外灯、出料仓门组成，其中酒精喷头4安装于顶盖3内表面，多个酒精喷头4均匀分布于光固化杀菌箱5所围顶盖3内表面但不遮挡顶盖3内表面所设滑轨25，光固化杀菌箱5侧表面均匀设置有多个紫外灯，光固化杀菌箱5外侧壁设置有出料仓门，出料仓门通过活动安装轴和锁扣6活动安装，出料仓门上设置有把手7，所述环氧乙烷灭菌箱13由排气孔9、加热管10、环氧乙烷出气管11、环氧乙烷进气管12、集液斗、排污管组成，其中排气孔9安装于环氧乙烷灭菌箱13侧壁最上部，多根加热管10均匀分布于环氧乙烷灭菌箱13侧壁内，环氧乙烷灭菌箱13下部设置有环氧乙烷进气管12，环氧乙烷灭菌箱13中上部设置有环氧乙烷出气管11，环氧乙烷灭菌箱13底端所设封头为锥形集液斗，集液斗底端设置有排污管。