CN107639837A - 一种基于石墨烯打印材料的医用3d打印机 - Google Patents
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Abstract
一种基于石墨烯打印材料的医用3D打印机，包括控制模块及送料模块，其特征在于：所述控制模块包括微控制器，所述送料模块包括料池、气压装置、挤出头及送料管，所述料池包括出料口、进气口、储料室及进料口，所述出料口及所述进气口分别设置于所述储料室的两端，所述进料口设置于所述储料室的顶部，所述挤出头与所述送料管的一端连接，所述送料管的另一端与所述出料口连接，所述进气口与所述气压装置的输出口连接，所述微控制器与所述气压装置连接。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，特别是一种基于石墨烯打印材料的医用3D打印机。
背景技术
3D打印技术又称快速成型技术，根据其成型方法的不同，可分为立体光刻(SLA)、叠层实体制造(LOM)、熔融沉积制造(FDM)等，目前3D打印技术已经广泛应用于模具制造、工业设计、航空航天、文化艺术、雕刻和医疗等领域。
石墨烯是由二维单层碳原子组成的六角晶格物质，是世界上最薄、最好的导电和导热材料，是人类已知强度最高的物质，具备极高的透光性和柔韧性，可给我们生活的方方面面带来革命，特别是在生物医疗领域，石墨烯可以发挥巨大的作用，如药物传送、癌症治疗和生物传感等。人工植入设备是当前医疗市场的一个主旋律，目前3D打印已经应用于医疗行业，通过3D打印技术制造出医用模型、组织器官等。
打印过程中需要送料平稳，一般的卷材打印机经常会有送料电机无法送料的情况，影响打印质量，另一方面，打印材料需要在堆叠的过程中需要及时降温成型，否则会造成成型不好，后续的打印效果也会受到影响，而现有的降温方法一般采用风扇降温，但风扇在工作时往往会有不小的震动，对挤出头造成影响，影响打印精度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种基于石墨烯打印材料的医3D打印机。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
具体的，一种基于石墨烯打印材料的医用3D打印机，包括控制模块及送料模块，其特征在于：所述控制模块包括微控制器，所述送料模块包括料池、气压装置、挤出头及送料管，所述料池包括出料口、进气口、储料室及进料口，所述出料口及所述进气口分别设置于所述储料室的两端，所述进料口设置于所述储料室的顶部，所述挤出头与所述送料管的一端连接，所述送料管的另一端与所述出料口连接，所述进气口与所述气压装置的输出口连接，所述微控制器与所述气压装置连接。
进一步的，所述进料口上还设置有密封盖，所述密封盖用于密封所述进料口。
进一步的，所述出料口设置于所述进气口的下方。
进一步的，所述出料口还设置有流量计，所述流量计与所述微控制器连接。
进一步的，所述气压装置还设置有两根出风管，所述出风管分布于所述挤出头的两侧，所述出风管的延长线交点位于所述挤出头出料方向的直线上。
进一步的，所述流量计用于测量流量及流速，并将测量数据发送至所述微控制器，所述微控制器通过将接收到的数据与程序预设值进行比较控制所述气压装置进行压力调节，若流速大于预设值，所述微控制器向所述气压装置发送指令降低所述气压装置压力，直到流速与程序预设值一致，停止气压调整，若流速小于预设值，则增加所述气压装置压力，直到流速与程序预设值一致，停止气压调整。
进一步的，所述微控制器与所述气压装置之间还设置有电压控制单元、检测单元及A/D转换单元，所述电压控制单元的输出端连接所述气压装置的输入端，以便给气压装置供电，所述检测单元连接所述气压装置的输出端以便得到气压装置的实时工作电流，所述检测单元的输出端通过所述A/D转换单元连接所述微控制器的输入端以便将检测到的模拟信号转换为数字信号发送给所述微控制器。
进一步的，特征在于：所述微控制器通过调节输出的PWM波占空比调节所述气压装置气泵转速，若接收到的电流很大，则所述微控制器减小输出的PWM波占空比，调低气压，若接受到的电流较小，则所述微控制器认增大输出的PWM波占空比，增加气压。
本发明具有以下优点：采用气压送料，通过控制输出的PWM波占空比调节气压压力大小来调节送料速度，维持恒定的送料速度；气压装置在送料的同时，可以为堆叠的打印材料进行降温，振动极小，保证了挤出头的精确度。
附图说明
图1 为本发明的系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种基于石墨烯打印材料的医用3D打印机，包括控制模块及送料模块，其特征在于：所述控制模块包括微控制器，所述送料模块包括料池、气压装置、挤出头及送料管，所述料池包括出料口、进气口、储料室及进料口，所述出料口及所述进气口分别设置于所述储料室的两端，所述进料口设置于所述储料室的顶部，所述挤出头与所述送料管的一端连接，所述送料管的另一端与所述出料口连接，所述进气口与所述气压装置的输出口连接，所述微控制器与所述气压装置连接。
本发明的工作过程如下：
通过进料口向料池注入石墨烯复合打印材料，完成进料后将设置在进料口上的密封盖盖上，密封进料口。
气压装置的输出口与料池的进气口密封连接，气压装置输出口旁还有两根出风管，出风管延伸到挤出头的两侧，两根出风管的延长线交点位于挤出头出料方向的直线上，夹角可设置为90度。启动3D打印机，微控制器自动启动气压装置，气压装置输出惰性气体填充料池内部空间，同时向两根出气管输出，出气管输出的气体可覆盖挤出头的打印范围，做到实时降温，料池内，随着气体压力增大，石墨烯复合3D打印材料通过设置于料池进气口对面下方的出料口出料，设置在出料口的流量计开始工作，流量计可记录流量和流速，并将记录到的数据发送给微控制器。微控制器与气压装置之间还设置有电压控制单元、检测单元及A/D转换单元，电压控制单元的输出端连接气压装置的输入端，以便给气压装置供电，检测单元连接气压装置的输出端以便得到气压装置的实时工作电流，检测单元的输出端通过所述A/D转换单元连接所述微控制器的输入端以便将检测到的模拟信号转换为数字信号发送给所述微控制器。微控制器将接收到的流速数据与程序预设值进行比较控制，若流速大于预设值，则微控制器通过电压控制单元减小输出的PWM波的占空比，降低气压装置电流，从而降低气压装置电机转机的转速，降低气压装置气压，反之，微控制器通过电压控制单元增加输出的PWM波的占空比，提高气压装置电流，从而提高气压装置电机转机的转速，提高气压装置气压。当供电不稳定时，微控制器还可以通过接收到的电流值实时调整气压装置的气压值，保证送料以恒定的速度输出。
需要说明的是，对于前述的各个方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和单元并不一定是本申请所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、ROM、RAM等。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (8)
1.一种基于石墨烯打印材料的医用3D打印机，包括控制模块及送料模块，其特征在于：所述控制模块包括微控制器，所述送料模块包括料池、气压装置、挤出头及送料管，所述料池包括出料口、进气口、储料室及进料口，所述出料口及所述进气口分别设置于所述储料室的两端，所述进料口设置于所述储料室的顶部，所述挤出头与所述送料管的一端连接，所述送料管的另一端与所述出料口连接，所述进气口与所述气压装置的输出口连接，所述微控制器与所述气压装置连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯打印材料的医用3D打印机，其特征在于：所述进料口上还设置有密封盖，所述密封盖用于密封所述进料口。
3.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯打印材料的医用3D打印机，其特征在于：所述出料口设置于所述进气口的下方。
4.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯打印材料的医用3D打印机，其特征在于：所述出料口还设置有流量计，所述流量计与所述微控制器连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯打印材料的医用3D打印机，其特征在于：所述气压装置还设置有两根出风管，所述出风管分布于所述挤出头的两侧，所述出风管的延长线交点位于所述挤出头出料方向的直线上。
6.根据权利要求4所述的一种基于石墨烯打印材料的医用3D打印机，其特征在于：所述流量计用于测量流量及流速，并将测量数据发送至所述微控制器，所述微控制器通过将接收到的数据与程序预设值进行比较控制所述气压装置进行压力调节，若流速大于预设值，所述微控制器向所述气压装置发送指令降低所述气压装置压力，直到流速与程序预设值一致，停止气压调整，若流速小于预设值，则增加所述气压装置压力，直到流速与程序预设值一致，停止气压调整。
7.根据权利要求6所述的一种基于石墨烯打印材料的医用3D打印机，其特征在于：所述微控制器与所述气压装置之间还设置有电压控制单元、检测单元及A/D转换单元，所述电压控制单元的输出端连接所述气压装置的输入端，以便给气压装置供电，所述检测单元连接所述气压装置的输出端以便得到气压装置的实时工作电流，所述检测单元的输出端通过所述A/D转换单元连接所述微控制器的输入端以便将检测到的模拟信号转换为数字信号发送给所述微控制器。
8.根据权利要求7所述的一种基于石墨烯打印材料的医用3D打印机，其特征在于：所述微控制器通过调节输出的PWM波占空比调节所述气压装置气泵转速，若接收到的电流很大，则所述微控制器减小输出的PWM波占空比，调低气压，若接受到的电流较小，则所述微控制器认增大输出的PWM波占空比，增加气压。
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| CN107639837A true CN107639837A (zh) | 2018-01-30 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110539816A (zh) * | 2018-05-29 | 2019-12-06 | 广西科技大学 | 一种轻质推压式爬墙机器人 |
| CN116198120A (zh) * | 2023-03-27 | 2023-06-02 | 上海交通大学医学院附属第九人民医院 | 用于原位修复的静电辅助型生物3d打印枪 |
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2017
- 2017-10-30 CN CN201711037662.6A patent/CN107639837A/zh not_active Withdrawn
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