一种多结构、多材料三维微纳复合喷印装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及喷印装置领域，具体涉及一种多结构、多材料三维微纳复合喷印装置。


背景技术：

[0002]
cn106012052a结合了生物打印和静电纺丝技术进行人工血管的制备，但是材料释放单元只可进行水平移动和垂直移动，其中垂直移动只用于根据挤出要求调整生物打印喷头与旋转接收单元的距离，对结构成型不具有直接作用，运动维度简单，不能用于复杂结构成型。
[0003]
cn109137265a可让纳米纤维按照血管需要的纹路设定静电纺丝喷头相对血管模型的相对位置,但装置结构限制了其只能用于血管模具，收集结构难以替换，且未涉及多个喷头的联动控制，不能用于多材料、多结构的复合成型。
[0004]
cn103706188a提出将分别装有不同溶液的注射针筒间隔式地放入多喷头平行排列静电纺丝机进行纺丝作业得到粗细纤维交错排布的复合型纳米纤维膜。但是该装置没有涉及多个喷头的多维度运动和电学独立控制，无法进行多层次微纳结构的图案化喷印成型。
[0005]
现有多维度三维微纳结构喷印装置都具有装置灵活性差、成型结构单一，且无法进行多材料、多结构三维喷印成型，难以满足复杂血管组织支架、多层柔性电子复合膜等结构快速灵活喷印的需求。


技术实现要素：

[0006]
本实用新型的目的是为了解决现有多维度三维微纳结构喷印装置的灵活性差、成型结构单一，且无法进行多材料、多结构三维喷印成型的问题。为此，本实用新型提出以下技术方案。
[0007]
一种多结构、多材料三维微纳复合喷印装置，包括多组喷头组件、喷头运动轴a、多组喷头运动轴b、多个可控注射泵和收集装置；
[0008]
所述喷头运动轴a垂直于每组喷头运动轴b；
[0009]
每组喷头组件沿一组喷头运动轴b移动；
[0010]
每组喷头运动轴b均沿所述喷头运动轴a移动；
[0011]
每组喷头组件包括一个或多个喷头；每组喷头组件均设置有喷头转动机构；
[0012]
每个喷头均独立连通一个可控注射泵；所述喷头喷出射流至所述收集装置上。
[0013]
进一步地，所述喷头转动机构包括喷头转动轴、滑块和喷头固定板；所述喷头固定安装在所述喷头固定板下方，所述喷头固定板的上端固定连接所述喷头转动轴的轴心，所述喷头转动轴的外圈固定连接于所述滑块，所述滑块串在所述喷头运动轴b上；所述三维微纳复合喷印装置还包括多个伺服齿轮减速马达；每个所述伺服齿轮减速马达的输出轴均固定连接所述喷头转动轴的轴心，以控制所述喷头固定板的转动。
[0014]
进一步地，所述三维微纳复合喷印装置设置三组喷头组件，每组喷头组件含有四个喷头，四个所述喷头平行对齐，对齐方向平行于所述喷头运动轴b。
[0015]
进一步地，每个所述可控注射泵内部装载的材料可互不相同，也可部分相同或全部相同。
[0016]
进一步地，所述三维微纳复合喷印装置还包括电压可编程控制器和电源；所述电源电连接于所述电压可编程控制器；每个所述喷头上均设置进液转接头，每个所述可控注射泵均通过管道连通一个喷头上的进液转接头；所述进液转接头上设置有电动阀；每个所述电动阀均电连接于所述电压可编程控制器。
[0017]
进一步地，所述三维微纳复合喷印装置还包括多轴运动控制器；所述多轴运动控制器控制所述滑块相对所述喷头运动轴b移动和控制所述喷头运动轴b相对于所述喷头运动轴a移动。
[0018]
进一步地，所述收集装置为圆柱形、平板形或曲面板形。
[0019]
进一步地，所述三维微纳复合喷印装置还包括收集装置运动控制器；所述收集装置运动控制器连接于所述收集装置，控制所述收集装置的移动。收集装置灵活，可满足管状结构、膜结构等多种形态的复杂三维结构成型。
[0020]
本实用新型的有益效果是：该多结构、多材料三维微纳复合喷印装置，其喷头可进行多维度灵活转动，实现复杂微纳结构图案化并成型，并通过多个喷头的运动、电学联动控制，每个喷头独立供液，实现多材料的同时喷印或者按需独立喷印，满足多结构、多材料三维微纳图案的复合喷印需求。
附图说明
[0021]
图1是实施例中的一种多结构、多材料三维微纳复合喷印装置的主视角结构示意图。
[0022]
图2是实施例中的一种多结构、多材料三维微纳复合喷印装置的斜视角结构示意图。
[0023]
图3是实施例中的只使用一个喷头进行喷印的三维微纳复合喷印装置的结构示意图。
[0024]
图4是实施例中的多个喷头灵活转动的多结构、多材料三维微纳复合喷印装置的结构示意图。
[0025]
图5是实施例中收集装置为平板形的多结构、多材料三维微纳复合喷印装置的结构示意图。
[0026]
附图标记：1-多轴运动控制器；2
–
喷头运动轴a；3-喷头运动轴b；4-喷头转动轴；5
–
喷头固定板；6
–
喷头；7-进液转接头；8-可控注射泵；9-射流；10-收集装置运动控制器；11-收集装置；12-纳米纤维；13-电压可编程控制器；14-高压电源。
具体实施方式
[0027]
以下结合附图，对本实用新型的实施例作进一步描述。
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实施例
[0029]
请参阅图1和图2，为本实用新型的多结构、多材料三维微纳复合喷印装置的主视
图和斜视图，该三维微纳复合喷印装置包括多组喷头组件、喷头运动轴a2、多组喷头运动轴b3、多个可控注射泵8和收集装置11。
[0030]
其中，喷头运动轴a2垂直于每组喷头运动轴b3。进一步地，本实用新型的三维微纳复合喷印装置还包括多轴运动控制器1。多轴运动控制器1控制喷头组件相对喷头运动轴b3移动和控制喷头运动轴b3相对于喷头运动轴a2的轴向移动。喷头组件可多轴运动，喷印轨迹灵活，满足复杂图案化喷印。
[0031]
其中，每组喷头组件可包括一个或多个喷头6。在其中一个优选实施例中，三维微纳复合喷印装置设置三组喷头组件，每组喷头组件含有四个喷头6，四个喷头6平行对齐，对齐方向平行于喷头运动轴b3，此设置能提高喷射效率，适应工业化生产需求。
[0032]
每个喷头6均独立连通一个可控注射泵8。每个可控注射泵8内部装载的材料可互不相同，也可部分相同或全部相同。喷头6喷出射流9至收集装置11上，可在收集装置11表面形成纳米纤维12。每个喷头6独立供液，可满足多材料喷印，可得到复合纳米纤维、珠串结构、点阵液滴等多种微纳结构材料。
[0033]
在其中一个优选实施例中，每组喷头组件均设置有喷头转动轴4、滑块和喷头固定板5。相应的，喷头6固定安装在喷头固定板5下方，喷头固定板5的上端固定连接喷头转动轴4的轴心，喷头转动轴4的外圈固定连接于滑块，滑块串在喷头运动轴b3上。该三维微纳复合喷印装置还包括多个伺服齿轮减速马达；每个伺服齿轮减速马达的输出轴均固定连接喷头转动轴4的轴心，以控制喷头固定板5的转动。喷头固定板5的转动带动喷头6的转动，使得喷头6的位置可灵活调整，可实现多维度图案化喷印。
[0034]
在其中一个优选实施例中，本实用新型的三维微纳复合喷印装置还包括电压可编程控制器13和高压电源14，高压电源14电连接于电压可编程控制器13。每个喷头6上均设置进液转接头7，每个可控注射泵8均通过管道连通一个喷头6上的进液转接头7。进液转接头7上设置有电动阀，每个电动阀均电连接于电压可编程控制器13，可对每个喷头6的进液通道进行开合控制，实现单、多种喷印材料的切换，可实现多维度图案化喷印。
[0035]
其中，收集装置11可以为圆柱形(如图1、图3和图4所示)、平板形(如图5所示)或曲面板形等多种形式，可灵活替换，以实现多种结构膜的喷印需求。
[0036]
在其中一个优选实施例中，本实用新型的三维微纳复合喷印装置还包括收集装置运动控制器10；收集装置运动控制器10连接于收集装置11，控制收集装置11的移动，配合上喷头6的移动，进一步提升了喷印效率，可实现多维度结构成型。
[0037]
以上实施例仅用以示例性的说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型要求保护的范围进行限制，基于本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的方案实质，均属于本实用新型要求保护的范围。