一種面向自由組合化可快速插裝的生物3d打印噴頭及其方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種面向自由組合化可快速插裝的生物3D打印噴頭及其方法,可以通過燕尾連接塊連接實現(xiàn)多個主/副電磁閥快噴頭單元的自由組合與快速組裝，且多個噴頭單元只需一個供氣口供氣，解決了傳統(tǒng)打印噴頭每個噴頭單元都需要一個供氣口的技術(shù)難題，同時組裝在一起的多個噴頭單元可以在垂直方向上用一個電機或其他傳動裝置來控制沉積高度，噴頭單元可利用擠出的氣動壓力使噴頭單元內(nèi)部料筒向下運動從而將工作的噴頭從其他噴頭中篩選出來，這樣可實現(xiàn)多個噴頭單元的快速組裝，而且避免其他噴頭對工作成形面的干擾，也可簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低成本。
【專利說明】
一種面向自由組合化可快速插裝的生物3D打印噴頭及其方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種面向自由組合化可快速插裝的生物3D打印噴頭及其方法，用于細胞和生物材料打印，屬于組織工程技術(shù)和生物3D打印領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]對于受損大塊軟組織及內(nèi)臟器官的治療，人體組織器官移植是一種極為有效的治療方法。但是由于器官供體來源短缺、免疫排斥等問題存在，器官移植治療在實際運用中存在難以克服的困難。而組織工程的提出為解決上述問題開辟了新的途徑。組織工程是將活細胞通過某種方法附合在生物材料基質(zhì)或者制備的支架上，來構(gòu)建功能組織替代物。然后將構(gòu)建的組織替代物進行培養(yǎng)以后植入患者體內(nèi)，替換原有病變組織器官來恢復(fù)原有的身體機能實現(xiàn)對疾病治療。目前組織工程皮膚的研究和運用就組織工程良好發(fā)展前景的有效例證。
[0003]傳統(tǒng)組織工程研究一直受限于細胞植入技術(shù)，即“將細胞植入到支架上”這一組織工程固有技術(shù)環(huán)節(jié)中，無法將不同種類的細胞和生物材料精確定位到支架內(nèi)部不同空間位置。實際上，隨著組織工程研究的推進，研究工作逐步向大塊軟組織及內(nèi)臟器官方面延生，由于這些組織和器官往往含有多種細胞和生物材料，而不同細胞或材料又具有特定的空間排布，因此上述技術(shù)局限性更加凸顯。
[0004]近幾年來，3D打印技術(shù)的迅猛發(fā)展，為工業(yè)制造開辟了新的制造生產(chǎn)模式。在生物領(lǐng)域內(nèi)，生物打印、細胞三維受控組織等技術(shù)也應(yīng)用而生。這些技術(shù)具有操作單個細胞或單成分微小尺寸液滴的能力，可以精確控制操作對象的空間位置和分布，對于實現(xiàn)大塊組織和器官構(gòu)建過程中不同種細胞和生物材料的空間位置沉積有著巨大的意義。因此，開發(fā)生物打印技術(shù)是未來組織工程研究的必然趨勢。而在一個典型的生物打印機中，關(guān)鍵結(jié)構(gòu)之一就是成形噴頭裝置。
[0005]為了滿足大塊軟組織和內(nèi)臟器官的多種細胞和材料的構(gòu)建要求，需要開發(fā)一種多材料可快速插裝的成形噴頭。多材料可快速插裝的成形噴頭一般采用多個噴頭并行安裝在同一高度，每個噴頭可以處理一種材料或細胞。打印過程中一般只有一個噴頭在工作，同一高度處在待命狀的其他噴頭就可能存在對構(gòu)建組織成形面的干擾。為解決這種問題，韓國浦項大學Dong-Woo Cho教授團隊開發(fā)的多噴頭組織/器官制造系，其噴頭部分集成6組噴頭，其中4組為氣動擠出成形噴頭，4組位活塞擠出成形噴頭。為了噴頭工作和待命兩種狀態(tài)，每組噴頭配備一個驅(qū)動電機，通過傳動機構(gòu)將即參與工作的整個噴頭組件下放到適合高度，利用高度差與其他待命狀態(tài)噴頭區(qū)分開，可以有效避免待命噴頭在打印過程中對成形面干擾的情況。但由于施加驅(qū)動裝置過多，其系統(tǒng)相對復(fù)雜，成本較高，并且不具有可擴展性。
[0006]為了在保證對待命和工作兩種噴頭狀態(tài)區(qū)分，避免干擾情況出現(xiàn)，同時簡化其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高可擴展性，本發(fā)明提供一種面向自由組合化可快速插裝的生物3D打印噴頭。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的目的是要解決多材料和多噴頭并行打印機構(gòu)復(fù)雜、體積較大、打印噴頭相互干擾和控制不靈活的問題，提供一種面向自由組合化可快速插裝的生物3D打印噴頭。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0009]—種面向自由組合化可快速插裝的生物3D打印噴頭由螺堵、燕尾連接塊、主電磁閥塊噴頭單元和副電磁閥塊噴頭單元組成;所述主電磁閥塊噴頭單元由主電磁閥塊和噴頭體組成，主電磁閥塊下部與噴頭體上部連接，接觸面嵌入密封材料進行密封;所述副電磁閥塊噴頭單元由副電磁閥塊和噴頭體組成，副電磁閥塊下部與噴頭體上部連接，接觸面嵌入密封材料進行密封;所述的主電磁閥塊噴頭單元之間通過燕尾連接塊連接，所述的螺堵安裝在主電磁閥塊噴頭單元和副電磁閥塊噴頭單元上，用于防止打印噴頭內(nèi)氣體泄漏；所述的主電磁閥塊噴頭單元和副電磁閥塊噴頭單元相互組合使得閥塊內(nèi)部的氣路相互連通。
[0010]進一步，所述主電磁閥塊由主閥塊、電磁換向閥、長連接螺栓、氣管接頭、短連接螺栓、大螺塞、小螺塞組成;所述主閥塊內(nèi)部開有第一孔道、第二孔道、第三孔道和第四孔道，主閥塊外部開設(shè)有兩個燕尾槽，所述的兩個燕尾槽分別開設(shè)在兩個相對設(shè)置的面上，且所述的燕尾槽與第二孔道平行，所述的第一孔道和第二孔道互相垂直連通，用于閥塊之間氣路的連通，所述的第三孔道用于安裝電磁換向閥，所述的第四孔道用于連接第二孔道和第三孔道，使得氣體可以從第三孔道進入噴頭體;長連接螺栓上部為內(nèi)螺紋，中上部是內(nèi)六角孔，中設(shè)有至少I個圓通孔，下部內(nèi)部為通孔、下部外部為外螺紋;所述短連接螺栓安裝在主閥塊的第二孔道的內(nèi)部，同軸安裝;所述螺塞也安裝在主閥塊的第二孔道的孔口，擰緊密封;所述長連接螺栓安裝在主閥塊第一孔道內(nèi)部，同軸安裝;所述氣管接頭通過螺紋連接方式安裝在長連接螺栓前部，擰緊密封;所述小螺塞安裝在主閥塊的第四孔道的孔口，擰緊密封。
[0011 ]進一步，所述副電磁閥塊由副閥塊、電磁換向閥、長連接螺栓、小螺塞組成;所述副閥塊內(nèi)部開有第五孔道、第六孔道和第七孔道，副閥塊外部開設(shè)有兩個燕尾槽，所述的兩個燕尾槽分別開設(shè)在兩個相對設(shè)置的面上，且所述的燕尾槽與第五孔道平行，所述的電磁換向閥安裝在第六孔道內(nèi)，所述的第五孔道用于閥塊之間氣路的連通，所述的第七孔道用于連通第五孔道和第六孔道，使得氣體可以從第六孔道進入噴頭體;所述小螺塞安裝在第七孔道的孔口，擰緊密封;所述長連接螺栓安裝在副閥塊的第五孔道內(nèi)，同軸安裝，長連接螺栓內(nèi)螺紋端與前面的主電磁閥塊長連接螺栓外螺紋端或副電磁閥塊的短連接螺栓的外螺紋端首尾旋緊連接在一起。
[0012]進一步，所述的所有主電磁閥塊噴頭單元之間通過燕尾連接塊連接構(gòu)成主電磁閥塊噴頭單元組，連接后的主電磁閥塊噴頭單元組內(nèi)的第一孔道相互連通;所述的若干副電磁閥塊噴頭單元通過燕尾連接塊相互連接構(gòu)成副電磁閥塊噴頭單元組，連接后的副電磁閥塊噴頭單元組內(nèi)的第五孔道相互連通;所述的副電磁閥塊噴頭單元組的第五孔道通過螺紋與主電磁閥塊噴頭單元組的第二孔道連接緊固，所述的副電磁閥塊噴頭單元組之間的第五孔道相互連通，所述的副電磁閥塊噴頭單元組內(nèi)的副電磁閥塊噴頭單元個數(shù)與主電磁閥塊噴頭單元組內(nèi)的主電磁閥塊噴頭單元個數(shù)相同。
[0013]進一步，所述噴頭體由外殼、內(nèi)殼、料筒、擠壓針頭、彈簧、活塞組成;所述擠壓針頭上部與料筒下部緊固連接;所述內(nèi)殼、料筒、彈簧和活塞同軸依次從外殼的上端裝入到殼體內(nèi)部;所述內(nèi)殼內(nèi)壁與料筒外壁固接在一起，外壁與外殼中部內(nèi)壁接觸且能相對滑動;所述活塞圓周面與外殼上部內(nèi)壁接觸并通過填充密封材料進行密封且能相對滑動，活塞下端面與彈簧上端面、內(nèi)殼上端面接觸，彈簧下端與外殼內(nèi)部凸臺接觸限位;所述外殼上部與主電磁閥塊或副電磁閥塊下面的外螺紋突出端旋緊連接，同時主電磁閥塊或副電磁閥塊下表面可以限制活塞被壓縮彈簧彈出。
[0014]進一步，所述擠出針頭可以是醫(yī)用注射針頭，也可以是點膠針頭。
[0015]所述生物3D打印噴頭的打印方法包括如下步驟:工作前，先將每個噴頭單元噴頭體(3)的料筒(33)加滿所要打印的不同生物材料，然后將氣管接頭(14)的進氣管連接上；
[0016]通氣后，帶壓氣體通過主電磁閥塊噴頭單元上的氣管接頭(14)進入到用長連接螺栓(13)、短連接螺栓(15)相互聯(lián)通的所有主電磁閥塊(I)和副電磁閥塊(2)孔道內(nèi)，使得所有的主電磁閥塊噴頭單元和副電磁閥塊噴頭單元上部的主電磁閥塊(I)或副電磁閥塊(2)孔道內(nèi)進入帶壓氣體；
[0017]開始打印時，根據(jù)打印的需求選擇所需的生物材料，選擇所需工作的主電磁閥塊噴頭單元或副電磁閥塊噴頭單元，需要進行打印的主電磁閥塊噴頭單元或副電磁閥塊噴頭單元上部的電磁換向閥得電開啟，將帶壓氣體通過閥塊內(nèi)的孔道輸送到閥塊下部連接的料筒內(nèi)部，料筒內(nèi)的活塞在氣體壓強的作用下，將克服彈簧的彈簧力沿外殼內(nèi)壁向下滑動，同時活塞下端面推動內(nèi)殼向下運動，待下降到彈簧力與活塞上部氣體壓力產(chǎn)生的力平衡時，料筒下部連接的擠壓針頭下降ΛΗ的高度，將需要進行打印工作的擠壓針頭與其他未進行打印工作的擠出針頭區(qū)分開來。
[0018]由于持續(xù)供氣，料筒內(nèi)部壓力進一步上升，當達到一定壓力時，料筒內(nèi)的生物材料將克服擠壓針頭的阻尼從擠壓針頭管道中擠出，完成生物材料的打印工作。
[0019]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:
[0020]1、本發(fā)明可以通過連接螺栓快速的插裝多個噴頭單元，實現(xiàn)多種材料噴頭的快速安裝組合。
[0021]2、本發(fā)明的多個噴頭可以在垂直方向上用一個電機和相應(yīng)傳動裝置來控制沉積高度，而多個噴頭單元利用擠出的氣動壓力本身來驅(qū)動噴頭單元內(nèi)部組件的向下運動Ah，將工作的噴頭從其他噴頭中選出。這樣，既避免其他噴頭對工作成形面的干擾，也大大簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低成本；
[0022]3、氣源和電磁換向閥集成到上殼體內(nèi)部，一旦回路連接好在使用過程中就不必再做連接和調(diào)整;而裝載生物材料過程中只需取下殼體，裝入生物材料即可。
【附圖說明】
[0023]圖1是2X4形式面向自由組合化可快速插裝的生物3D打印噴頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2是本發(fā)明的燕尾連接塊示意圖。
[0025]圖3是主電磁閥塊結(jié)構(gòu)示意圖，其中a是主閥塊立體圖，b是主電磁閥塊爆炸圖。
[0026]圖4是副電磁閥塊結(jié)構(gòu)示意圖，其中a是副閥塊立體圖，b是副電磁閥塊爆炸圖。
[0027]圖5是本發(fā)明的長連接螺栓結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖6是本發(fā)明的噴頭體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖中:1、王電磁闊塊，2、副電磁闊塊，3、嗔頭體，4、螺堵，5、燕尾連接塊，11、王闊塊，12、電磁換向閥，13、長連接螺栓，14、氣管接頭，15、短連接螺栓，16、大螺塞，17、小螺塞，21、副閥塊，12、電磁換向閥，13、長連接螺栓，17、小螺塞，131、內(nèi)螺紋，13 2、六角孔，13 3、圓孔，134、通孔，31、外殼，32、內(nèi)殼，33、料筒，34、擠壓針頭，35、彈簧，36、活塞。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖及實施例進一步說明本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)、工作原理和工作過程內(nèi)容。
[0031]如圖1所示，一種面向自由組合化可快速插裝的生物3D打印噴頭由螺堵4、燕尾連接塊5、主電磁閥塊噴頭單元和副電磁閥塊噴頭單元組成;所述主電磁閥塊噴頭單元由主電磁閥塊I和噴頭體3組成，主電磁閥塊I下部與噴頭體3上部連接，接觸面嵌入密封材料進行密封;所述副電磁閥塊噴頭單元由副電磁閥塊2和噴頭體3組成，副電磁閥塊2下部與噴頭體3上部連接，接觸面嵌入密封材料進行密封;所述的主電磁閥塊噴頭單元之間通過燕尾連接塊5連接，如圖2所示，所述的螺堵4安裝在主電磁閥塊噴頭單元和副電磁閥塊噴頭單元上，用于防止打印噴頭內(nèi)氣體泄漏;所述的主電磁閥塊噴頭單元和副電磁閥塊噴頭單元相互組合使得閥塊內(nèi)部的氣路相互連通。
[0032]如圖3和5所示，所述主電磁閥塊I由主閥塊11、電磁換向閥12、長連接螺栓13、氣管接頭14、短連接螺栓15、大螺塞16、小螺塞17組成;所述主閥塊11內(nèi)部開有第一孔道、第二孔道、第三孔道和第四孔道，主閥塊11外部開設(shè)有兩個燕尾槽，所述的兩個燕尾槽分別開設(shè)在兩個相對設(shè)置的面上，且所述的燕尾槽與第二孔道平行，所述的第一孔道和第二孔道互相垂直連通，用于閥塊之間氣路的連通，所述的第三孔道用于安裝電磁換向閥12，所述的第四孔道用于連接第二孔道和第三孔道，使得氣體可以從第三孔道進入噴頭體3;長連接螺栓13上部為內(nèi)螺紋131，中上部是內(nèi)六角孔132，中設(shè)有至少I個圓通孔133，下部內(nèi)部為通孔134、下部外部為外螺紋135;所述短連接螺栓15安裝在主閥塊11的第二孔道的內(nèi)部，同軸安裝；所述螺塞16也安裝在主閥塊11的第二孔道的孔口，擰緊密封;所述長連接螺栓13安裝在主閥塊11第一孔道內(nèi)部，同軸安裝;所述氣管接頭14通過螺紋連接方式安裝在長連接螺栓13前部，擰緊密封;所述小螺塞17安裝在主閥塊11的第四孔道的孔口，擰緊密封。
[0033]如圖4所示，所述副電磁閥塊2由副閥塊21、電磁換向閥12、長連接螺栓13、小螺塞17組成;所述副閥塊21內(nèi)部開有第五孔道、第六孔道和第七孔道，副閥塊21外部開設(shè)有兩個燕尾槽，所述的兩個燕尾槽分別開設(shè)在兩個相對設(shè)置的面上，且所述的燕尾槽與第五孔道平行，所述的電磁換向閥12安裝在第六孔道內(nèi)，所述的第五孔道用于閥塊之間氣路的連通，所述的第七孔道用于連通第五孔道和第六孔道，使得氣體可以從第六孔道進入噴頭體3;所述小螺塞17安裝在第七孔道的孔口，擰緊密封;所述長連接螺栓13安裝在副閥塊21的第五孔道內(nèi)，同軸安裝，長連接螺栓13內(nèi)螺紋131端與前面的主電磁閥塊I長連接螺栓13外螺紋135端或副電磁閥塊2的短連接螺栓15的外螺紋端首尾旋緊連接在一起。
[0034]進一步，所述的所有主電磁閥塊噴頭單元之間通過燕尾連接塊5連接構(gòu)成主電磁閥塊噴頭單元組，連接后的主電磁閥塊噴頭單元組內(nèi)的第一孔道相互連通;所述的若干副電磁閥塊噴頭單元通過燕尾連接塊5相互連接構(gòu)成副電磁閥塊噴頭單元組，連接后的副電磁閥塊噴頭單元組內(nèi)的第五孔道相互連通;所述的副電磁閥塊噴頭單元組的第五孔道通過螺紋與主電磁閥塊噴頭單元組的第二孔道連接緊固，所述的副電磁閥塊噴頭單元組之間的第五孔道相互連通，所述的副電磁閥塊噴頭單元組內(nèi)的副電磁閥塊噴頭單元個數(shù)與主電磁閥塊噴頭單元組內(nèi)的主電磁閥塊噴頭單元個數(shù)相同。
[0035]如圖6所示，進一步，所述噴頭體3由外殼31、內(nèi)殼32、料筒33、擠壓針頭34、彈簧35、活塞36組成;所述擠壓針頭34上部與料筒33下部緊固連接;所述內(nèi)殼32、料筒33、彈簧35和活塞36同軸依次從外殼31的上端裝入到殼體內(nèi)部;所述內(nèi)殼32內(nèi)壁與料筒33外壁固接在一起，外壁與外殼31中部內(nèi)壁接觸且能相對滑動;所述活塞36圓周面與外殼31上部內(nèi)壁接觸并通過填充密封材料進行密封且能相對滑動，活塞36下端面與彈簧35上端面、內(nèi)殼32上端面接觸，彈簧35下端與外殼31內(nèi)部凸臺接觸限位;所述外殼31上部與主電磁閥塊I或副電磁閥塊2下面的外螺紋突出端旋緊連接，同時主電磁閥塊I或副電磁閥塊2下表面可以限制活塞36被壓縮彈簧彈出。
[0036]進一步，所述擠出針頭34可以是醫(yī)用注射針頭，也可以是點膠針頭。
[0037]本發(fā)明的生物3D打印噴頭的打印方法包括如下步驟:工作前，先將每個噴頭單元噴頭體(3)的料筒(33)加滿所要打印的不同生物材料，然后將氣管接頭(14)的進氣管連接上；
[0038]通氣后，帶壓氣體通過主電磁閥塊噴頭單元上的氣管接頭(14)進入到用長連接螺栓(13)、短連接螺栓(15)相互聯(lián)通的所有主電磁閥塊(I)和副電磁閥塊(2)孔道內(nèi)，使得所有的主電磁閥塊噴頭單元和副電磁閥塊噴頭單元上部的主電磁閥塊(I)或副電磁閥塊(2)孔道內(nèi)進入帶壓氣體；
[0039]開始打印時，根據(jù)打印的需求選擇所需的生物材料，選擇所需工作的主電磁閥塊噴頭單元或副電磁閥塊噴頭單元，需要進行打印的主電磁閥塊噴頭單元或副電磁閥塊噴頭單元上部的電磁換向閥12得電開啟，將帶壓氣體通過閥塊內(nèi)的孔道輸送到閥塊下部連接的料筒3內(nèi)部，料筒3內(nèi)的活塞36在氣體壓強的作用下，將克服彈簧35的彈簧力沿外殼31內(nèi)壁向下滑動，同時活塞36下端面推動內(nèi)殼32向下運動，待下降到彈簧力與活塞上部氣體壓力產(chǎn)生的力平衡時，料筒33下部連接的擠壓針頭34下降ΛΗ的高度，將需要進行打印工作的擠壓針頭34與其他未進行打印工作的擠出針頭34區(qū)分開來。
[0040]由于持續(xù)供氣，料筒內(nèi)部壓力進一步上升，當達到一定壓力時，料筒33內(nèi)的生物材料將克服擠壓針頭34的阻尼從擠壓針頭34管道中擠出，完成生物材料的打印工作。
[0041]以上內(nèi)容是結(jié)合基體的右旋實施方式對本發(fā)明所作的進一步說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限與這些說明。對本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還能做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種面向自由組合化可快速插裝的生物3D打印噴頭，其特征在于:由螺堵(4)、燕尾連接塊(5)、主電磁閥塊噴頭單元和副電磁閥塊噴頭單元組成;所述主電磁閥塊噴頭單元由主電磁閥塊(I)和噴頭體(3)組成，主電磁閥塊(I)下部與噴頭體(3)上部連接，接觸面嵌入密封材料進行密封;所述副電磁閥塊噴頭單元由副電磁閥塊(2)和噴頭體(3)組成，副電磁閥塊(2)下部與噴頭體(3)上部連接，接觸面嵌入密封材料進行密封;所述的主電磁閥塊噴頭單元之間通過燕尾連接塊(5)連接，所述的螺堵(4)安裝在主電磁閥塊噴頭單元和副電磁閥塊噴頭單元上，用于防止打印噴頭內(nèi)氣體泄漏;所述的主電磁閥塊噴頭單元和副電磁閥塊噴頭單元相互組合使得閥塊內(nèi)部的氣路相互連通。2.如權(quán)利要求1所述一種面向自由組合化可快速插裝的生物3D打印噴頭，其特征在于:所述主電磁閥塊(I)由主閥塊(11)、電磁換向閥(12)、長連接螺栓(13)、氣管接頭(14)、短連接螺栓(15)、大螺塞(16)、小螺塞(17)組成;所述主閥塊(11)內(nèi)部開有第一孔道、第二孔道、第三孔道和第四孔道，主閥塊(11)外部開設(shè)有兩個燕尾槽，所述的兩個燕尾槽分別開設(shè)在兩個相對設(shè)置的面上，且所述的燕尾槽與第二孔道平行，所述的第一孔道和第二孔道互相垂直連通，用于閥塊之間氣路的連通，所述的第三孔道用于安裝電磁換向閥(12)，所述的第四孔道用于連接第二孔道和第三孔道，使得氣體可以從第三孔道進入噴頭體(3);長連接螺栓(13)上部為內(nèi)螺紋(131)，中上部是內(nèi)六角孔(132)，中設(shè)有至少I個圓通孔(133)，下部內(nèi)部為通孔(134)、下部外部為外螺紋(135);所述短連接螺栓(15)安裝在主閥塊(11)的第二孔道的內(nèi)部，同軸安裝;所述螺塞(16)也安裝在主閥塊(11)的第二孔道的孔口，擰緊密封；所述長連接螺栓(13)安裝在主閥塊(11)第一孔道內(nèi)部，同軸安裝;所述氣管接頭(14)通過螺紋連接方式安裝在長連接螺栓(I 3)前部，擰緊密封;所述小螺塞(17)安裝在主閥塊(I I)的第四孔道的孔口，擰緊密封。3.如權(quán)利要求1所述一種面向自由組合化可快速插裝的生物3D打印噴頭，其特征在于:所述副電磁閥塊(2)由副閥塊(21)、電磁換向閥(12)、長連接螺栓(13)、小螺塞(17)組成;所述副閥塊(21)內(nèi)部開有第五孔道、第六孔道和第七孔道，副閥塊(21)外部開設(shè)有兩個燕尾槽，所述的兩個燕尾槽分別開設(shè)在兩個相對設(shè)置的面上，且所述的燕尾槽與第五孔道平行，所述的電磁換向閥(12)安裝在第六孔道內(nèi)，所述的第五孔道用于閥塊之間氣路的連通，所述的第七孔道用于連通第五孔道和第六孔道，使得氣體可以從第六孔道進入噴頭體(3);所述小螺塞(17)安裝在第七孔道的孔口，擰緊密封;所述長連接螺栓(13)安裝在副閥塊(21)的第五孔道內(nèi)，同軸安裝，長連接螺栓(13)內(nèi)螺紋(131)端與前面的主電磁閥塊(I)長連接螺栓(13)外螺紋(135)端或副電磁閥塊(2)的短連接螺栓(15)的外螺紋端首尾旋緊連接在一起。4.如權(quán)利要求1-3任一項所述一種面向自由組合化可快速插裝的生物3D打印噴頭，其特征在于:所述的所有主電磁閥塊噴頭單元之間通過燕尾連接塊(5)連接構(gòu)成主電磁閥塊噴頭單元組，連接后的主電磁閥塊噴頭單元組內(nèi)的第一孔道相互連通;所述的若干副電磁閥塊噴頭單元通過燕尾連接塊(5)相互連接構(gòu)成副電磁閥塊噴頭單元組，連接后的副電磁閥塊噴頭單元組內(nèi)的第五孔道相互連通;所述的副電磁閥塊噴頭單元組的第五孔道通過螺紋與主電磁閥塊噴頭單元組的第二孔道連接緊固，所述的副電磁閥塊噴頭單元組之間的第五孔道相互連通，所述的副電磁閥塊噴頭單元組內(nèi)的副電磁閥塊噴頭單元個數(shù)與主電磁閥塊噴頭單元組內(nèi)的主電磁閥塊噴頭單元個數(shù)相同。5.如權(quán)利要求1所述一種面向自由組合化可快速插裝的生物3D打印噴頭，其特征在于:所述噴頭體(3)由外殼(31)、內(nèi)殼(32)、料筒(33)、擠壓針頭(34)、彈簧(35)、活塞(36)組成；所述擠壓針頭(34)上部與料筒(33)下部緊固連接;所述內(nèi)殼(32)、料筒(33)、彈簧(35)和活塞(36)同軸依次從外殼(31)的上端裝入到殼體內(nèi)部;所述內(nèi)殼(32)內(nèi)壁與料筒(33)外壁固接在一起，外壁與外殼(31)中部內(nèi)壁接觸且能相對滑動;所述活塞(36)圓周面與外殼(31)上部內(nèi)壁接觸并通過填充密封材料進行密封且能相對滑動，活塞(36)下端面與彈簧(35)上端面、內(nèi)殼(32)上端面接觸，彈簧(35)下端與外殼(31)內(nèi)部凸臺接觸限位;所述外殼(31)上部與主電磁閥塊(I)或副電磁閥塊(2)下面的外螺紋突出端旋緊連接，同時主電磁閥塊(I)或副電磁閥塊(2)下表面可以限制活塞(36)被壓縮彈簧彈出。6.如權(quán)利要求1所述一種面向自由組合化可快速插裝的生物3D打印噴頭，其特征在于:所述擠出針頭(34)可以是醫(yī)用注射針頭，也可以是點膠針頭。7.—種如權(quán)利要求1-6所述生物3D打印噴頭的打印方法，其特征在于包括如下步驟:工作前，先將每個噴頭單元噴頭體(3)的料筒(33)加滿所要打印的不同生物材料，然后將氣管接頭(14)的進氣管連接上； 通氣后，帶壓氣體通過主電磁閥塊噴頭單元上的氣管接頭(14)進入到用長連接螺栓(13)、短連接螺栓(15)相互聯(lián)通的所有主電磁閥塊(I)和副電磁閥塊(2)孔道內(nèi)，使得所有的主電磁閥塊噴頭單元和副電磁閥塊噴頭單元上部的主電磁閥塊(I)或副電磁閥塊(2)孔道內(nèi)進入帶壓氣體； 開始打印時，根據(jù)打印的需求選擇所需的生物材料，選擇所需工作的主電磁閥塊噴頭單元或副電磁閥塊噴頭單元，需要進行打印的主電磁閥塊噴頭單元或副電磁閥塊噴頭單元上部的電磁換向閥(12)得電開啟，將帶壓氣體通過閥塊內(nèi)的孔道輸送到閥塊下部連接的料筒(3)內(nèi)部，料筒(3)內(nèi)的活塞(36)在氣體壓強的作用下，將克服彈簧(35)的彈簧力沿外殼(31)內(nèi)壁向下滑動，同時活塞(36)下端面推動內(nèi)殼(32)向下運動，待下降到彈簧力與活塞上部氣體壓力產(chǎn)生的力平衡時，料筒(33)下部連接的擠壓針頭(34)下降ΛΗ的高度，將需要進行打印工作的擠壓針頭(34)與其他未進行打印工作的擠出針頭(34)區(qū)分開來。 由于持續(xù)供氣，料筒內(nèi)部壓力進一步上升，當達到一定壓力時，料筒(33)內(nèi)的生物材料將克服擠壓針頭(34)的阻尼從擠壓針頭(34)管道中擠出，完成生物材料的打印工作。
【文檔編號】B29C67/00GK105835367SQ201610301593
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月7日
【發(fā)明人】張斌, 谷龍, 羅熠晨, 馬梁
【申請人】浙江大學