一种水凝胶3D打印内环境控制装置与方法与流程

本发明涉及3d打印设备领域，尤其涉及一种水凝胶3d打印内环境控制装置与方法。

背景技术：

随着增材制造在各领域得到应用，水凝胶3d打印在医药和轻工食品领域越发普及，如何利用水凝胶材料打印更多的产品以及打印出精度更高的水凝胶结构成为水凝胶3d打印技术的关键，得到众多科研工作者的关注。由于水凝胶是一种含水量较高的材料，在水凝胶面曝光3d打印的制备过程中，已打印部分会离开溶液的包覆或者密闭液体容器的保护，会裸露在外界环境，温度和湿度会发生变化，导致打印好的水凝胶结构失水严重，进一步导致打印结构的变形，影响打印产品的质量，同时水凝胶光敏溶液也需要相对恒定的环境保证其性能的稳定。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种水凝胶3d打印内环境控制装置与方法。以精确控制打印内环境的温度和湿度，解决技术背景所存在问题的一种设备，其达到的效果是保证打印内环境处于一个稳定的温度和湿度范围内，减少水凝胶打印结构的失水和变形，保证水凝胶光敏溶液的性能稳定，提高水凝胶打印产品的质量。

本发明通过下述技术方案实现：

一种水凝胶3d打印内环境控制装置，包括隔热玻璃壳1，隔热玻璃壳1与其底部的连接基板5粘结，连接基板5再与打印机液槽基板6配合安装，隔热玻璃壳1顶部通过密封橡胶罩3与水凝胶3d打印机18的升降系统悬臂导杆19密封套接；隔热玻璃壳1内部后壁安装温湿度传感器15；

隔热玻璃壳1右侧壁开有上、下通气孔，上通气孔通过包覆隔热棉的铜管13依次连接抽气泵11、超声波加湿发生器9和热电半导体方形铜管8，再与隔热玻璃壳1下通气孔连接，形成密闭循环系统；

隔热玻璃壳1内产生凝结水由底部的冷凝水收集器7收集；温湿度传感器15、热电半导体方形铜管8、超声波加湿发生器9和抽气泵11的供电电源和信号传输线统一连接到温湿度控制器中，通过温湿度控制器对整个装置进行循环控制达到温湿度稳定在设置值。

温度控制由装有散热翅片14的热电半导体方形铜管8实现，通过热电半导体方形铜管8的电流方向控制实现温度的冷热双向控制。

所述隔热玻璃壳1采用低辐射镀膜玻璃材料。

所述密封橡胶罩3是两端可密封可伸缩的橡胶套。

所述隔热玻璃壳1上安装有玻璃门2，玻璃门2上安装有旋转压紧把手16。

所述密封橡胶罩3的侧壁开设有密封导线口17。

所述热电半导体方形铜管8、超声波加湿发生器9和抽气泵11依次设置在安装座10上。

本发明水凝胶3d打印内环境控制装置的运行方法，包括如下步骤：

使用时，通过温湿度控制器设置好温湿度环境参数；

抽气泵11启动，隔热玻璃壳1内气体循环，温湿度传感器15检测隔热玻璃壳1内温度和湿度，与设置环境参数对比，当温度和湿度低于预设值，启动热电半导体方形铜管8和超声波加湿发生器9，给循环气体加湿同时加热，使得循环气体逐渐达到预设的环境参数，通过实时监测打印内环境，与设定值对比来协调热电半导体方形铜管8、超声波加湿发生器9和抽气泵11工作，通过加热与制冷、加湿与抽气循环量的大小来实现温湿度调节，保证打印内环境在恒定的范围内。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：

本发明设置有温湿度控制器，通过温湿度传感器15实时监测打印内环境的温度和湿度的变化；通过温湿度控制温度湿度和抽气泵的抽气量，通过反馈温湿度实现恒定温湿度的控制。本发明结构简单，可以很好解决水凝胶打印过程中时间长导致裸露部分失水严重以及减少收缩变形，可以广泛应用在需要恒定温湿度打印环境的面曝光3d打印机设备，也易于实现和推广。

本发明实现一个相对密闭的水凝胶3d打印内环境，通过对密闭环境中的气体不断循环，保证密闭环境内的温度和湿度保持在所需状态，减少水凝胶长时间打印暴露在外环境中的失水，以及减少打印过程中因失水而导致的变形收缩，同时保证水凝胶光敏溶液的性能稳定，进而提高水凝胶3d打印的质量。

本发明设计了简单的与打印机升降系统悬臂导杆和打印液槽基板连接安装部件，易于应用于水凝胶3d打印设备中，该设备整体结构简单，所占空间小，实现内部环境控制稳定高效，控制简单，易于实现与推广。

附图说明

图1为本发明的结构图。

图2为本发明左视图。

图3为本发明安装在3d打印机上的主视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。

实施例

如图1至3所示。本发明公开了一种水凝胶3d打印内环境控制装置，包括隔热玻璃壳1，隔热玻璃壳1与其底部的连接基板5粘结，连接基板5再与打印机液槽基板6配合安装，隔热玻璃壳1顶部通过密封橡胶罩3与水凝胶3d打印机18的升降系统悬臂导杆19密封套接；隔热玻璃壳1内部后壁安装温湿度传感器15；

隔热玻璃壳1右侧壁开有上、下通气孔，上通气孔通过包覆隔热棉的铜管13依次连接抽气泵11、超声波加湿发生器9和热电半导体方形铜管8，再与隔热玻璃壳1下通气孔连接，形成密闭循环系统；

隔热玻璃壳1内产生凝结水由底部的冷凝水收集器7收集；温湿度传感器15、热电半导体方形铜管8、超声波加湿发生器9和抽气泵11的供电电源和信号传输线统一连接到温湿度控制器中，通过温湿度控制器对整个装置进行循环控制达到温湿度稳定在设置值。

温度控制由装有散热翅片14的热电半导体方形铜管8实现，通过热电半导体方形铜管8的电流方向控制实现温度的冷热双向控制。

所述隔热玻璃壳1采用低辐射镀膜玻璃材料。

所述密封橡胶罩3是两端可密封可伸缩的橡胶套。

所述隔热玻璃壳1上安装有玻璃门2，玻璃门2上安装有旋转压紧把手16。

所述密封橡胶罩3的侧壁开设有密封导线口17。

所述热电半导体方形铜管8、超声波加湿发生器9和抽气泵11依次设置在安装座10上。

本发明水凝胶3d打印内环境控制装置的运行方法，可通过如下步骤实现：

使用时，通过温湿度控制器设置好温湿度环境参数；

抽气泵11启动，隔热玻璃壳1内气体循环，温湿度传感器15检测隔热玻璃壳1内温度和湿度，与设置环境参数对比，当温度和湿度低于预设值，启动热电半导体方形铜管8和超声波加湿发生器9，给循环气体加湿同时加热，使得循环气体逐渐达到预设的环境参数，通过实时监测打印内环境，与设定值对比来协调热电半导体方形铜管8、超声波加湿发生器9和抽气泵11工作，通过加热与制冷、加湿与抽气循环量的大小来实现温湿度调节，保证打印内环境在恒定的范围内。

如上所述，便可较好地实现本发明。

本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种水凝胶3D打印内环境控制装置与方法。包括隔热玻璃壳，隔热玻璃壳与底部的连接基板粘结，连接基板再与打印机液槽基板配合安装，隔热玻璃壳顶部通过密封橡胶罩与水凝胶3D打印机的升降系统悬臂导杆密封套接；隔热玻璃壳内部后壁安装温湿度传感器；隔热玻璃壳右侧壁开有上下通气孔，上通气孔通过包覆隔热棉的铜管依次连接抽气泵、超声波加湿发生器和热电半导体方形铜管，再与隔热玻璃壳下通气孔连接，形成密闭循环系统；本控制装置设计了简单的与打印机升降系统悬臂导杆和打印液槽基板连接安装部件，易于应用于水凝胶3D打印设备中，该设备整体结构简单，所占空间小，实现内部环境控制稳定高效，控制简单，易于实现与推广。

技术研发人员：刘旺玉;江小勇;李鸣珂;孙冬;彭羽健;谢卫规
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：2017.04.10
技术公布日：2017.07.14