CN106739515B - 一种便于清洗喷头的打印装置 - Google Patents

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Abstract

本专利涉及一种便于清洗喷头的打印装置，包括三维移动装置、打印加注器、清洗液加注器、同轴喷头、底座和控制器，所述同轴喷头安装在三维移动装置上，所述同轴喷头包括内层喷头和外层喷头，所述打印加注器、清洗液加注器分别与同轴喷头外层喷头和内层喷头连通，所述打印加注器上设有压力检测装置，所述控制器分别与三维移动装置、打印加注器、清洗液加注器以及压力检测装置电连接，所述底座包括清洗槽和工作平台，所述三维移动装置安装在底座上。本专利实现了喷头的自动化清洗，能够检测并解决喷头的堵塞问题。

Description

一种便于清洗喷头的打印装置
技术领域
本专利涉及喷头清洗领域，具体涉及一种便于清洗喷头的打印装置。
背景技术
生物3D打印技术以及静电纺丝技术为今年来新兴的新型技术领域，此两种技术大多数都是采用医用活塞式注射器或者相同原理的推动方式实现原料挤出，但无论何种喷头类型目前都会有喷头堵塞的问题，主要原因有：溶液本身黏度大，容易吸附在喷出管道或喷出口上，驱动喷液的电压低，导致喷液不稳定，喷液速度不足，使部分溶液滞留在喷出管道或喷出口中，使用环境的温度和湿度影响溶液的黏度，有可能导致溶液黏度过大。
喷头发生堵塞后不一定能够得到及时清理，这就会使喷头的正常工作受到影响，造成损失。就算人工及时清洗，也需要耗费一定的人力物力，特别在大规模生产中，不可能对每一个喷头进行人工清理。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本专利提供一种便于清洗喷头的打印装置，能够有效检测并解决堵塞问题，自动化程度高。针对本专利来说，上述技术问题是这样加以解决的：一种便于清洗喷头的打印装置，包括三维移动装置、打印加注器、清洗液加注器、同轴喷头、底座和控制器，所述喷头安装在三维移动装置上，所述打印加注器、清洗液加注器分别与同轴喷头连通，所述打印加注器上设有第一压力检测装置，所述控制器分别与三维移动装置、打印加注器、清洗液加注器以及第一压力检测装置电连接，所述底座包括清洗槽和工作平台，所述三维移动装置安装在底座上。
本打印装置在正常打印或者纺丝的过程中，控制器控制打印加注器向同轴喷头加注溶液，并通过第一压力检测装置监测打印加注器的打印压力；当同轴喷头发生堵塞时，打印加注器上压力会逐渐增大，当第一压力检测装置检测到打印加注器的压力超过预先设定的阈值之后，可判定工作过程中发生堵塞；打印或者纺丝过程停止，控制器控制三维移动装置将喷头移至清洗槽，并使清洗液加注器向同轴喷头加注清洗液进行冲洗；当第一压力检测装置检测到打印加注器的压力恢复正常后，控制器停止清洗液加注器进行冲洗，同时使三维移动装置将同轴喷头移回工作平台继续工作。上述过程在控制器控制下自动完成，可及时发现并解决堵塞问题，自动化程度高，节省了大量人力物力。
进一步地，所述同轴喷头包括壳体、外层喷头和内层喷头，所述内层喷头的进水端固定在壳体内，所述壳体上部设置有与内层喷头进水端相适应的内层进液口，一侧设置有与外层喷头相适应的外层进液口，所述外层喷头的进水端固定在壳体底部，内层喷头的出水端包裹在外层喷头中，所述壳体安装在三维移动装置上，外层进液口与打印加注器连通，内层进液口与清洗液加注器连通。
所述喷头只需三个主要器件：壳体、外层喷头和内层喷头，相比于现有技术中的自清洗喷头来说结构简单，安装简便，工作时打印加注器向外层喷头喷注溶液，当发生堵塞时，清洗液加注器向内层喷头喷注清洗液，可有效清洗并疏通外层喷头。
进一步地，所述壳体包括通过螺纹旋接的外层壳体和内层壳体，所述内层喷头的进水端固定在内层壳体中，所述外层喷头的进水端固定在内层壳体底部，所述外层壳体上部设置有与内层喷头进水端相适应的内层进液口，一侧设置有与外层喷头相适应的外层进液口，所述外层壳体安装在三维移动装置上。
外层壳体和内层壳体通过螺纹旋接，可方便将壳体拆开清洗维护，便利性好，可靠性高。
进一步地，所述内层喷头通过带有螺纹的内层固定装置旋接在壳体中。
进一步地，所述外层喷头通过带有螺纹的外层固定装置旋接在壳体底部。
进一步地，所述内层喷头通过进液导管与清洗液加注器连通。
进一步地，所述三维移动装置包括水平X轴导轨、水平Y轴导轨、垂直Z轴导轨、水平X轴位置控制器、水平Y轴位置控制器以及垂直Z轴控制器，所述水平X轴导轨设置在底座上，垂直Z轴导轨通过水平X轴位置控制器安装在水平X轴导轨上，水平Y轴导轨通过垂直Z轴控制器安装在垂直Z轴导轨上，外层壳体通过水平Y轴位置控制器安装在水平Y轴导轨上，所述水平X轴位置控制器、水平Y轴位置控制器以及垂直Z轴控制器分别与控制器电连接。
进一步地，所述水平X轴导轨与垂直Z轴导轨均平行设有两条，两条垂直Z轴导轨分别通过水平X轴位置控制器安装在两条水平X轴导轨上，所述水平Y轴导轨两端分别通过垂直Z轴控制器安装在两条垂直Z轴导轨上。
两条水平X轴导轨与垂直Z轴导轨的设置加强了三维移动装置的结构稳定性。
进一步地，所述清洗液加注器上设有第二压力检测装置，所述第二压力检测装置与控制器电连接。
便于控制器同时根据第一压力检测装置和第二压力检测装置检测到的打印加注器和清洗液加注器中的压力是否正常来判定堵塞问题是否解决，进一步提高控制精度，提高冲洗效率。
区别于现有技术，本专利的有益效果为：
（1） 通过控制器控制压力检测装置和三维移动装置能够做到监控并解决堵塞问题，自动化程度高。
（2） 组成同轴喷头的部件少，结构简单，安装简便。
附图说明
图1是本专利一种便于清洗喷头的打印装置的结构示意图。
图2是本专利一种便于清洗喷头的打印装置中喷头的结构示意图。
具体实施方式
如图1和2所示的一种便于清洗喷头的打印装置，包括三维移动装置、打印加注器13、清洗液加注器12、控制器16、底座1以及同轴喷头17，所述同轴喷头17包括壳体、外层喷头1709和内层喷头1706，所述壳体包括通过螺纹旋接的外层壳体1704和内层壳体1707，所述内层喷头1706的进水端通过带有螺纹的内层固定装置1705旋接在内层壳体1707上部，外层喷头1709的进水端通过带有螺纹的外层固定装置1708旋接在内层壳体1707底部，所述外层壳体1704的上部设置有与内层喷头1706进水端相适应的内层进液口1702，一侧设置有外层进液口1703，所述内层喷头1706的出水端包裹在外层喷头1709中，所述内层喷头1706的进水端还连接有进液导管1701。
所述打印加注器13与外层喷头1709通过打印通道10连通，清洗液加注器12与内层喷头1706通过清洗液导管11连通，所述打印加注器13和清洗液加注器12上分别设有第一压力检测装置14和第二压力检测装置15，所述控制器16分别与三维移动装置、打印加注器13、清洗液加注器12、第一压力检测装置14以及第二压力检测装置15电连接，所述底座1上固定有工作平台2以及清洗槽3。
所述三维移动装置包括两条平行的水平X轴导轨4、水平Y轴导轨8、两条平行的垂直Z轴导轨6、水平X轴位置控制器5、水平Y轴位置控制器9以及垂直Z轴控制器7，两条水平X轴导轨4设置在底座1两侧，两条垂直Z轴导轨6分别通过水平X轴位置控制器5安装在两条水平X轴导轨4上，水平Y轴导轨8分别通过垂直Z轴控制器7安装在两条垂直Z轴导轨6上，外层壳体1704通过水平Y轴位置控制器9安装在水平Y轴导轨8上，所述水平X轴位置控制器5、水平Y轴位置控制器9以及垂直Z轴控制器7分别与控制器16电连接。
在具体实施过程中，所述两条水平X轴导轨4与底座1两侧平行，水平Y轴导轨8与底座1的另外两侧平行，垂直Z轴导轨6垂直于底座。
本专利通过第一压力检测装置14、第二压力检测装置15及控制器16的配合，可有效监控内层喷头1706和外层喷头1704中的压力，判断喷头17的是否堵塞；如果发生堵塞，控制器16通过三维移动装置将喷头17移动在清洗槽3中，接着清洗液加注器12向同轴喷头17加注清洗液，从而清洗疏通同轴喷头17，及时清理堵塞，解决堵塞问题后，再通过三维移动装置将同轴喷头17移回工作平台2上，自动化程度高，节省人力物力。
所述同轴喷头17只需少量零部件，且连接方式多为通过螺纹旋接，结构简单，拆解和安装都很方便，便于维护，灵活性高，工作过程中打印加注器向外层喷头1709喷注溶液，若外层喷头1709堵塞，只需控制清洗液加注器向内层喷头1706加注清洗液即可，过程简便，效率高。
其中清洗液一般选取与原溶液溶剂性质相同的材料，以便对堵塞处进行溶解以及压力冲洗。
本实施例一种便于清洗喷头的打印装置的工作原理，其步骤如下所示：
S1：控制器16控制水平X轴位置控制器5、水平Y轴位置控制器9以及垂直Z轴控制器7使同轴喷头17移至工作平台2上，；
S2：控制器16控制打印加注器13向外层喷头1709加注溶液，同时利用第一压力检测装置14监控打印加注器13的压力；
S3：，当第一压力检测装置14检测到打印加注器13的压力超过事先设定的压力阀值时，可及时判定同轴喷头17发生堵塞，若否，则返回步骤S2；
S4：控制器16停止打印加注器13工作，控制水平X轴位置控制器5、水平Y轴位置控制器9以及垂直Z轴控制器7将同轴喷头17移动到清洗槽3；
S5：控制器16控制清洗液加注器12向内层喷头1706加注清洗液，及时清理同轴喷头17堵塞，同时利用第一压力检测装置14和第二压力检测装置15分别监控打印加注器13以及清洗液加注器12的压力；
S6：当检测到清洗液加注器12与打印加注器13的压力达到事先设定的正常压力阀值时，判定清洗完成；
S7：控制器16停止清洗液加注器12工作，返回步骤S1。

Claims (9)

1.一种便于清洗喷头的打印装置，其特征在于，包括三维移动装置、打印加注器、清洗液加注器、同轴喷头、底座和控制器，所述同轴喷头安装在三维移动装置上，所述打印加注器、清洗液加注器分别与同轴喷头连通，所述打印加注器上设有第一压力检测装置，所述控制器分别与三维移动装置、打印加注器、清洗液加注器以及第一压力检测装置电连接，所述底座包括清洗槽和工作平台，所述三维移动装置安装在底座上；所述同轴喷头包括壳体、外层喷头和内层喷头，所述内层喷头的进水端固定在壳体内，所述壳体上部设置有与内层喷头进水端相适应的内层进液口，一侧设置有与外层喷头相适应的外层进液口，所述外层喷头的进水端固定在壳体底部，内层喷头的出水端包裹在外层喷头中，所述壳体安装在三维移动装置上，外层进液口与打印加注器连通，内层进液口与清洗液加注器连通。
2.根据权利要求1所述的一种便于清洗喷头的打印装置，其特征在于，同轴喷头用于清洗的内层喷头针管长度小于同轴喷头用于打印的外层喷头针管长度，在未堵塞时，用于清洗的内层喷头不影响用于打印的外层喷头正常工作。
3.根据权利要求1所述的一种便于清洗喷头的打印装置，其特征在于，所述壳体包括通过螺纹旋接的外层壳体和内层壳体，所述内层喷头的进水端固定在内层壳体中，所述外层喷头的进水端固定在内层壳体底部，所述外层壳体上部设置有与内层喷头进水端相适应的内层进液口，一侧设置有与外层喷头相适应的外层进液口，所述外层壳体安装在三维移动装置上。
4.根据权利要求1所述的一种便于清洗喷头的打印装置，其特征在于，所述内层喷头通过带有螺纹的内层固定装置旋接在壳体中。
5.根据权利要求1所述的一种便于清洗喷头的打印装置，其特征在于，所述外层喷头通过带有螺纹的外层固定装置旋接在壳体底部。
6.根据权利要求1~5任一项所述的一种便于清洗喷头的打印装置，其特征在于，所述内层喷头通过进液导管与清洗液加注器连通。
7.根据权利要求1~5任一项所述的一种便于清洗喷头的打印装置，其特征在于，所述三维移动装置包括水平X轴导轨、水平Y轴导轨、垂直Z轴导轨、水平X轴位置控制器、水平Y轴位置控制器以及垂直Z轴控制器，所述水平X轴导轨设置在底座上，垂直Z轴导轨通过水平X轴位置控制器安装在水平X轴导轨上，水平Y轴导轨通过垂直Z轴控制器安装在垂直Z轴导轨上，外层壳体通过水平Y轴位置控制器安装在水平Y轴导轨上，所述水平X轴位置控制器、水平Y轴位置控制器以及垂直Z轴控制器分别与控制器电连接。
8.根据权利要求7所述的一种便于清洗喷头的打印装置，其特征在于，所述水平X轴导轨与垂直Z轴导轨均平行设有两条，两条垂直Z轴导轨分别通过水平X轴位置控制器安装在两条水平X轴导轨上，所述水平Y轴导轨两端分别通过垂直Z轴控制器安装在两条垂直Z轴导轨上。
9.根据权利要求1~5任一项所述的一种便于清洗喷头的打印装置，其特征在于，所述清洗液加注器上设有第二压力检测装置，所述第二压力检测装置与控制器电连接。
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