一种医用三维模型打印机的制作方法

本实用新型涉及医疗设备技术领域，特别涉及一种医用三维模型打印机。

背景技术：

在外科的肝切除术临床中，由于肝脏是三维立体器官，并且内部血管和胆管存在较多变异，结构复杂，加上肝组织质脆、易出血，给肝切除术的临床操作带来了极大的难度。肝切除术经历了“盲目肝切除术”、“规则性肝叶切除术”、“不规则局部肝切除术”、“肝段切除术”和“精准肝切除术”几个发展阶段，不断地追求和走向精准。

目前，精准肝切除是肝脏外科的理念，但是，传统的影像学检查不能满足精确术前评估的要求，近年来，随着计算机和3d打印技术的发展，三维重建和3d打印技术的在医疗领域的应用也越来越广泛。肝脏等器管组织内血管丰富，采用多种颜色对血管、胆管及病变部分加以区分，对精确术前评估将带来极大的便利，对实施精准肝切除术意义重大。

传统的3d打印机通常只能打印一种耗材，在实现多种颜色打印时，存在换线的不便，效率低下，部分打印机采用打印一层材料后，再喷涂一层相应的颜色，交替打印，打印的模型颜色淡化、模糊、组织分辨不清，还有部分打印机采用多个打印喷头对就多种不同颜色的材料，使用过程中经常出现非打印喷头颜色滴漏或堵塞的情况。

因此，亟需一种稳定可靠、打印模型清晰且效率高的医用三维模型打印机。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种医用三维模型打印机，可有效将患者肝脏等组织器管和病变部位采用多种不同颜色的耗材打印出模型，器管组织分明，便于在术前明确组织器管内部结构和术前模拟演练，提高精准度，降低手术难度，提高手术质量。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种医用三维模型打印机，包括设置在箱体内的3d打印总成和打印平台，所述3d打印总成包括与三维移动机构连接的固定座、喷嘴轴和外套件，其中喷嘴轴与外套件轴旋转连接，所述外套件与所述固定座通过连接件固定连接，所述喷嘴轴中心具有轴向出料通道，出料通道与外套件轴旋转套接部位侧面具有与出料通道连通的进料口和负压吸料口，所述外套件上具有分别与所述进料口和负压吸料口相对应配合的进料通道和负压通道，所述进料通道为多个。

所述进料通道为倾斜结构。

所述进料通道中至少一个进料通道内的线材为透明材质。

所述进料通道均通过线材管道与箱体上的进线口连接。

所述进线口处均设置有线材控制器。

所述喷嘴轴顶端与设置在固定座上的控制电机联动。

所述进料口和负压吸料口具有一定角度的径向夹角和/或一定高度的轴向高度差，使进料口与进料通道、负压吸料口与负压通道不同时对应。

所述外套件上设置有可拆卸的集料盒，集料盒与所述负压通道连通，并通过负压管与负压装置连接。

本实用新型通过采用轴旋转连接的喷嘴轴与外套件，并在喷嘴轴与外套件间设置相互对应配合的进料口与多个进料通道，每个进料通过供给不同颜色的线材料原料，从而有效实现通过喷嘴轴转动，使进料口与不同的进料通道相对应配合，实现进行颜色的更换，同时，通过设置负压吸料口与负压通道，可有效在更换颜色时，首先喷嘴轴旋转使负压吸料口与负压通道对应连通，通过负压将出料通道中的前一种颜色原料吸出，清除残余原料，使不同颜色原料打印出的器管组织清晰可辨。

优选的，进料通道采用倾斜结构，可有效方便进料，通过采用一种透明材质的线材，可在打印模型时，采用该透明线材打印外部结构，方便直观地看到其他色彩打印的内部器管组织或病变部分，更加便于术前明确组织器管内部结构和模拟演练，提高手术精准度和质量。

本实用新型可有效避免现有技术中3d打印机换线的不便、模糊分辨不清及非打印喷头颜色滴漏或堵塞的情况，使用效果好，实用性更强，值得广泛推广应用。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步地说明：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是打印头的结构示意图；

图3是喷嘴轴和外套件的俯视结构示意图；

图4是进料口的切面结构示意图；

图5是箱体顶面的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细阐述。

参看图1-5，本实用新型的医用三维模型打印机，包括箱体1和设置在箱体1内的3d打印总成及打印平台2，箱体1底部具有底座3，3d打印总成包括三维移动机构及与三维移动机构连接控制的打印头4，三维移动机构包括设置在所述底座3内设置z向驱动电机5、主动轮6、从动轮7，箱体1内设置有4个z向驱动螺纹轴6，螺纹轴6下端延伸至底座3内分别对应连接4个从动轮7，主动轮6位于4个从动轮7的中心，同时与4个从动轮7啮合传动，所述箱体1内，每个螺纹轴6上均螺纹连接有螺纹套9，一水平框架通过螺纹套9与所述螺纹轴6连接，水平框架内设置有十字交叉的x向滑杆和y向滑杆，x向滑杆和y向滑杆两端分别通过驱动控制机构控制其沿水平框架侧边滑动，一具有与x向滑杆和y向滑杆分别对应的滑孔的滑座10，通过所述滑孔同时滑动套设在x向滑杆和y向滑杆上，通过x向滑杆和y向滑杆控制滑座10在框架平面内移动。通过4个z向驱动螺纹轴6控制水平框架及打印头z向运动，各螺纹轴6采用同一主动轮6同时驱动，实现同步运动，可有效提高水平框架的稳定性。

所述打印头4包括固定座41、喷嘴轴42和外套件43，其中喷嘴轴42与外套件43密封配合轴旋转连接，所述外套件43与所述固定座41通过连接柱40固定连接，固定座41与滑座10固定连接，喷嘴轴42顶端与设置在固定座41上的步进旋转控制电机49联动。所述喷嘴轴42中心具有轴向出料通道44，出料通道44下端于喷嘴轴42下端喷嘴处出料，喷嘴轴42为一体结构，或其下端的喷嘴部采用分体可拆卸连接均可，其喷嘴部外设置在温控机构412，实现对出料通道44内耗材的熔化和喷涂打印后的凝固。喷嘴轴42与外套件43轴旋转套接部位的侧面具有与出料通道44连通的进料口45和负压吸料口46，所述外套件43上具有分别与所述进料口45相对应配合的进料通道48、以及与负压吸料口46相对应配合的负压通道47，所述进料通道48为多个，分别对应进给不同颜色的线材原料，所述进料通道48均为倾斜结构，并分别通过对应的线材管道11与箱体1顶面上的进线口13连接，线材管道14优选采用螺纹管，进线口13处均设置有线材控制器12，通过线材控制器12分别控制不同线材原料的进、退及停止动作。

通过喷嘴轴42与外套件43相对角度的旋转，将线材截断，同时，使进料口45与不同的进料通道48相对应配合，将不同时颜色的线材供给至喷嘴轴42的出料通道内，实现更换不同颜色的耗材进行打印，更换颜色过程中，喷嘴轴42首先旋转，使线材被截断并熔化，继而旋转至负压吸料口46与负压通道47相对应，将熔化的残余线材吸出，避免不同颜色的线材混杂，造成打印模型颜色杂乱、模糊不清。

优选的，所述进料口45和负压吸料口46具有一定角度的径向夹角和/或一定高度的轴向高度差，使进料口45与进料通道48、负压吸料口46与负压通道47不同时对应，所述进料口45的外端具有刃部451，更利用将线材截断，减小旋转阻力。

再一步优选的，所述外套件43上螺纹连接有可拆卸的集料盒410，集料盒410与所述负压通道47连通，并通过负压管411与箱体1顶面的负压接口14连接，继而通过控制阀与外接负压装置连接。

本实用新型的医用三维模型打印机自动切换不同颜色的线材，并且残余耗材自动清理，使不同颜色原料打印出的器管组织清晰可辨，便于术前明确组织器管内部结构和模拟演练，提高手术精准度和质量，使用效果好，实用性更强，值得广泛推广应用。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的技术方案并不限制于本实用新型所述的实施例的范围内。本实用新型未详尽描述的技术内容均为公知技术。