CN107364128A - 一种医疗3d打印机打印头冷却装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种医疗3D打印机打印头冷却装置，包括打印头、固定架和半导体制冷组件，打印头安装在固定架下端，半导体制冷组件包括半导体制冷片，控制器和电源模块，电源模块连接控制器将电源提供给控制器，控制器与半导体制冷片连接，控制器输出半导体制冷片工作电压V1为半导体制冷片供电；所述半导体制冷片围绕打印头周围设置。本发明的医疗3D打印机打印头冷却装置，采用半导体制冷组件进行冷却，半导体制冷片直接包裹设置在打印头周围，直接对打印头进行降温，冷却效果更好。半导体制冷组件无机械传动部分，工作中无噪音，无振动，无液、气工作介质，工作过程中丝毫不影响打印头的打印工作，提高了打印机的打印精度。

Description

一种医疗3D打印机打印头冷却装置
技术领域
本发明属于医疗3D打印技术领域，具体涉及一种医疗3D打印机打印头冷却装置。
背景技术
现有的医疗3D打印机多数使用熔融挤出方式，因对打印头螺杆的加热及挤出机构产生的热量，需对打印头进行冷却，同时避免热量传导到设备传动部件。一般都采用风扇冷却或者水冷的方式，风扇冷却噪音大，且冷却不稳定，影响打印效果，水冷却需要水管和冷水循环系统，结构复杂。而医疗产品要求精度高，在打印的过程中对温度的稳定性有极高的要求，而现有的冷却方式，冷却效果不理想，易造成喷头堵塞、拉丝、粘连等影响，影响个性化医疗产品的打印效果。
发明内容
发明目的：针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种结构简单，智能控制、冷却效果好的医疗3D打印机打印头冷却装置。
技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种医疗3D打印机打印头冷却装置，包括打印头、固定架和半导体制冷组件，所述打印头安装在固定架下端，所述半导体制冷组件包括半导体制冷片，控制器和电源模块，所述电源模块连接控制器将电源提供给控制器，控制器与半导体制冷片连接，控制器输出半导体制冷片工作电压V1为半导体制冷片供电；所述半导体制冷片围绕打印头周围设置，所述半导体制冷片包括P型半导体和N型半导体联结成的电偶对，并在电偶对的两端形成冷端和热端，在冷端和热端的内表面分别设置有绝缘陶瓷片，所述的P型半导体和N型半导体串联连接设置于两片绝缘陶瓷片之间。
进一步地，所述P型半导体是由Ag(1-x)Cu(x)Ti Te材料制成的P型半导体，所述N型半导体是由Bi-Sb合金材料制成的N型半导体。
进一步地，在所述的半导体制冷片和打印头之间设置有若干温度传感器，所述温度传感器与控制器连接，温度传感器检测打印头表面温度T1；将打印头表面温度T1与控制器设定的温度T2做差值比较；根据差值(T1-T2)计算出温度条件，由温度条件通过控制器控制输出半导体制冷片工作电压V1。
进一步地，所述控制器安装在固定架内，所述固定架安装在导向架上，所述导向架由X轴导向架，Y轴导向架和Z轴导向架组成。
进一步地，所述半导体制冷片的内表面设置有导冷块，所述导冷块位于半导体制冷片和温度传感器之间。
进一步地，所述半导体制冷片的外表面设置有散热片。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明的医疗3D打印机打印头冷却装置，采用半导体制冷组件进行打印头的冷却，相比于现有的风扇冷却和水冷却的方式，半导体制冷片的制冷效果更为突出，半导体制冷片直接包裹设置在打印头周围，直接对打印头进行降温，而且在打印头和半导体制冷片之间设置有导冷块，使得冷量传递速度更快，在半导体制冷片的热端设置有散热片，将热端的热量更快的散去，提高了半导体制冷片的冷却效果。
另外半导体制冷组件无机械传动部分，工作中无噪音，无振动，无液、气工作介质，工作过程中丝毫不影响打印头的打印工作，提高了打印机的打印精度。半导体制冷片通过调节工作电流的大小，可方便调节制冷速率；通过切换电流方向，还能使制冷器从制冷状态转变为制热工作状态；作用速度快，使用寿命长，且易于智能控制。
附图说明
图1是医疗3D打印机打印头冷却装置结构示意图；
图2是医疗3D打印机打印头冷却装置半导体制冷片结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如图1和图2所示，一种医疗3D打印机打印头冷却装置，包括打印头1、固定架2和半导体制冷组件，打印头1安装在固定架2下端，半导体制冷组件包括半导体制冷片3，控制器和电源模块，电源模块连接控制器将电源提供给控制器，控制器与半导体制冷片3连接，控制器输出半导体制冷片工作电压V1为半导体制冷片3供电，半导体制冷片3围绕打印头1周围设置，半导体制冷片3包括P型半导体和N型半导体联结成的电偶对31，并在电偶对31的两端形成冷端32和热端33，P型半导体和N型半导体之间以一般的金属导体相连接而成一完整线路，通常是铜、铝或其他金属导体，在冷端32和热端33分别设置有绝缘陶瓷片，的P型半导体和N型半导体串联连接设置于两片绝缘陶瓷片之间，通电后，冷端32的热量被移到热端33，导致冷端32温度降低，热端33温度升高。
半导体制冷片3的内表面设置有导冷块8，导冷块8位于半导体制冷片3和温度传感器4之间，导冷块8的设置可以快速将半导体制冷片3产生的冷量传导至打印头1的表面，避免冷量损失，提高制冷效率。
半导体制冷片3的外表面设置有散热片9，在半导体制冷片3和散热片9之间涂有导热硅脂，可以更好的传递热量。由于半导体制冷片3通电工作后，冷端32吸热，热端33散热，在散热面设置散热片9，使得半导体制冷片3迅速散热，提高工作效率。
P型半导体32是由Ag(1-x)Cu(x)Ti Te材料制成的P型半导体，N型半导体33是由Bi-Sb合金材料制成的N型半导体。
在半导体制冷片3和打印头1之间设置有若干温度传感器4，温度传感器4与控制器连接，温度传感器4检测打印头1表面温度T1；将打印头1表面温度T1与控制器设定的温度T2做差值比较；根据差值(T1-T2)计算出温度条件，由温度条件通过控制器控制输出半导体制冷片工作电压V1，通过控制器可以智能的进行温度控制。
控制器安装在固定架2内，固定架2安装在导向架上，导向架由X轴导向架5，Y轴导向架6和Z轴导向架7，X轴导向架5，Y轴导向架6和Z轴导向架7相互垂直设置。
本发明的医疗3D打印机打印头冷却装置，采用半导体制冷片进行打印头的冷却，相比于现有的风扇制冷和水冷却的方式，半导体制冷片的制冷效果更为突出，半导体制冷片直接包裹设置在打印头周围，直接对打印头进行降温，而且在打印头和半导体制冷片之间设置有导冷块，使得冷量传递速度更快，在半导体制冷片的热端设置有散热片，将热端的热量更快的散去，提高了半导体制冷片的冷却效果。
另外半导体制冷组件无机械传动部分，工作中无噪音，无振动，无液、气工作介质，工作过程中丝毫不影响打印头的打印工作，提高了打印机的打印精度。半导体制冷片通过调节工作电流的大小，可方便调节制冷速率；通过切换电流方向，还能使制冷器从制冷状态转变为制热工作状态；作用速度快，使用寿命长，且易于智能控制。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种医疗3D打印机打印头冷却装置，其特征在于：包括打印头(1)、固定架(2)和半导体制冷组件，所述打印头(1)安装在固定架(2)下端，所述半导体制冷组件包括半导体制冷片(3)，控制器和电源模块，所述电源模块连接控制器将电源提供给控制器，控制器与半导体制冷片(3)连接，控制器输出半导体制冷片工作电压V1为半导体制冷片(3)供电；所述半导体制冷片(3)围绕打印头(1)周围设置；所述半导体制冷片(3)包括P型半导体和N型半导体联结成的电偶对(31)，并在电偶对(31)的两端形成冷端(32)和热端(33)，在冷端(32)和热端(33)分别设置有绝缘陶瓷片，所述的P型半导体和N型半导体串联连接设置于两片绝缘陶瓷片之间。
2.根据权利要求1所述的医疗3D打印机打印头冷却装置，其特征在于：所述P型半导体是由Ag(1-x)Cu(x)Ti Te材料制成的P型半导体，所述N型半导体是由Bi-Sb合金材料制成的N型半导体。
3.根据权利要求1所述的医疗3D打印机打印头冷却装置，其特征在于：在所述的半导体制冷片(3)和打印头(1)之间设置有若干温度传感器(4)，所述温度传感器(4)与控制器连接，温度传感器(4)检测打印头(1)表面温度T1；将打印头(1)表面温度T1与控制器设定的温度T2做差值比较；根据差值(T1-T2)计算出温度条件，由温度条件通过控制器控制输出半导体制冷片工作电压V1。
4.根据权利要求1所述的医疗3D打印机打印头冷却装置，其特征在于：所述控制器安装在固定架(2)内，所述固定架(2)安装在导向架上，所述导向架由X轴导向架(5)，Y轴导向架(6)和Z轴导向架(7)组成。
5.根据权利要求1所述的医疗3D打印机打印头冷却装置，其特征在于：所述半导体制冷片(3)的内表面设置有导冷块(8)，所述导冷块(8)位于半导体制冷片(3)和温度传感器(4)之间。
6.根据权利要求1所述的医疗3D打印机打印头冷却装置，其特征在于：所述半导体制冷片(3)的外表面设置有散热片(9)。
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