CN109624303A - 生物光学仿体三维打印生产线和方法 - Google Patents

生物光学仿体三维打印生产线和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种生物光学仿体三维打印生产线和方法，生物光学仿体三维打印生产线包括旋涂打印部分、熔融沉积法打印部分、光固化法打印部分和气动机械手，所述气动机械手将玻片在三部分之间移动。光固化打印部分包括匀胶机、点胶机和光固化灯，点胶机的针筒内装有光固化材料。可以实现旋涂打印、光固化打印、熔融沉积打印流水线自动工作，可精准打印光学仿体；仿体的模式上，采用多材料混合喷头，可进行非均质打印。

Description

生物光学仿体三维打印生产线和方法
技术领域
本发明涉及一种三维打印生物光学仿体技术，尤其涉及一种生物光学仿体三维打印生产线和方法。
背景技术
生物光学仿体传统制作方法是浇筑法、旋涂法等，都各有优缺点，打印方法单一，不能相互切换。仿体的模式上，传统方法只能进行打印均质材料仿体。
发明内容
本发明的目的是提供一种生物光学仿体三维打印生产线和方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的生物光学仿体三维打印生产线，包括旋涂打印部分、熔融沉积法打印部分、光固化法打印部分和气动机械手，所述气动机械手将玻片在三部分之间移动。
本发明的上述的生物光学仿体三维打印生产线进行生物光学仿体三维打印的方法，包括步骤：
A、打开机器电源，开启电脑，启动控制程序，复位机器后，启动一键打印；
B、旋涂开始，上料台推到工作位，气动机械手夹取玻片，将玻片放置到匀胶机上；
C、点胶机的针筒移动到玻片上方，点胶机控制针筒滴光固化材料到玻片上，点胶机针筒复位，光固化灯下移，匀胶机启动真空吸，吸附玻片，按照设定模式旋转玻片，使光固化材料在玻片上形成一层10-100mm的薄膜，光固化灯开启，使光固化材料固化，光固化灯上移，该步骤重复进行多次能进行多层打印；
D、气动机械手取旋涂打印结束的玻片，将玻片放在xy移动平台上，xy移动平台包括两组直线步进电机；
E、气缸推喷墨彩色打印机至工作位，开始UV打印：
首先，电脑通过控制3D打印控制板使三维移动平台上的玻片复位到UV打印位置，电脑给喷墨打印机发命令进行喷墨打印，喷墨打印的材料部分换成处理过得带有人造血红蛋白微泡的光固化树脂、部分换成不同配比带二氧化钛的光固化树脂材料；
喷墨打印机工作时，通过控制y轴移动来使材料按照图片方式打印在玻片上，喷墨打印机喷头x轴移动，一张图片打印完成后，气缸推动喷墨打印机复位；
移动平台上方的气缸推动光固化灯下移，打开光固化灯，使材料固化后，气缸推动光固化灯复位，z轴移动平台下移；
该步骤重复多次能多层打印。
F、接下来进行熔融沉积非均质打印，气缸推动三合一混合材料喷头左移、下移，至三维移动平台上的玻片上方，喷头包括三个挤出机和一个搅拌机，控制三个挤出机的不同挤出程度进行材料的比例混合，搅拌电机在三合一部分使材料混合，最后由喷嘴挤出，三维移动平台由电脑和三维打印控制板控制，按照设定路径移动，使材料打印出设定好的形状，打印完成后，气功控制喷头模块上移、右移；
打印均质材料时，该步骤相同，挤出材料时采用单挤出机喷头。
G、三维移动平台复位，气动机械手将打印好的玻片和材料取回，放到玻片移动台上，生物光学仿体打印完成。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的生物光学仿体三维打印生产线和方法，可以实现旋涂打印、光固化打印、熔融沉积打印流水线自动工作，可精准打印光学仿体。
附图说明
图1为本发明实施例提供的生物光学仿体三维打印生产线的总体结构示意图。其中：1-旋涂打印模块；；2-光固化打印模块；3-FDM打印模块。
图2为本发明实施例提供的生物光学仿体三维打印生产线的总体部件详细结构示意图。其中：1-机电柜；2-匀胶机；3-上料台；4-气动机械手；5-点胶机；6-光固化灯；7-打印喷头；8-喷头移动支架；9-光固化灯；10-UV打印移动支架；11-彩色打印机；12-三维移动平台；13-键鼠；14-显示器。
图3为本发明实施例提供的生物光学仿体三维打印方法的控制框图。
图4、图5、图6分别为本发明实施例提供的生物光学仿体三维打印生产线的局部结构示意图。其中：15-点胶针筒；16-光固化灯移动气缸；17-蛇形过线管；18-支架；19-机械限位；20-导轨滑块；21-彩色打印机墨盒；22-彩色打印机气动导轨；23-接近开关；24-载物玻片；25-Z轴升降台；26-单通道喷头；27-三合一混合喷头。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本发明的生物光学仿体三维打印生产线和方法，其较佳的具体实施方式是：
生物光学仿体三维打印生产线包括旋涂打印部分、熔融沉积法打印部分、光固化法打印部分和气动机械手，所述气动机械手将玻片在三部分之间移动。
所述光固化打印部分包括匀胶机、点胶机和光固化灯，所述点胶机的针筒内装有光固化材料。
上述的生物光学仿体三维打印生产线进行生物光学仿体三维打印的方法，包括步骤：
A、打开机器电源，开启电脑，启动控制程序，复位机器后，启动一键打印；
B、旋涂开始，上料台推到工作位，气动机械手夹取玻片，将玻片放置到匀胶机上；
C、点胶机的针筒移动到玻片上方，点胶机控制针筒滴光固化材料到玻片上，点胶机针筒复位，光固化灯下移，匀胶机启动真空吸，吸附玻片，按照设定模式旋转玻片，使光固化材料在玻片上形成一层10-100mm的薄膜，光固化灯开启，使光固化材料固化，光固化灯上移，该步骤重复进行多次能进行多层打印；
D、气动机械手取旋涂打印结束的玻片，将玻片放在xy移动平台上，xy移动平台包括两组直线步进电机；
E、气缸推喷墨彩色打印机至工作位，开始UV打印：
首先，电脑通过控制3D打印控制板使三维移动平台上的玻片复位到UV打印位置，电脑给喷墨打印机发命令进行喷墨打印，喷墨打印的材料部分换成处理过得带有人造血红蛋白微泡的光固化树脂、部分换成不同配比带二氧化钛的光固化树脂材料；
喷墨打印机工作时，通过控制y轴移动来使材料按照图片方式打印在玻片上，喷墨打印机喷头x轴移动，一张图片打印完成后，气缸推动喷墨打印机复位；
移动平台上方的气缸推动光固化灯下移，打开光固化灯，使材料固化后，气缸推动光固化灯复位，z轴移动平台下移；
该步骤重复多次能多层打印。
F、接下来进行熔融沉积非均质打印，气缸推动三合一混合材料喷头左移、下移，至三维移动平台上的玻片上方，喷头包括三个挤出机和一个搅拌机，控制三个挤出机的不同挤出程度进行材料的比例混合，搅拌电机在三合一部分使材料混合，最后由喷嘴挤出，三维移动平台由电脑和三维打印控制板控制，按照设定路径移动，使材料打印出设定好的形状，打印完成后，气功控制喷头模块上移、右移；
打印均质材料时，该步骤相同，挤出材料时采用单挤出机喷头。
G、三维移动平台复位，气动机械手将打印好的玻片和材料取回，放到玻片移动台上，生物光学仿体打印完成。
本发明采用多种增材制造的方法进行生产标准的生物光学仿体。在自动化程度上，本发明在流程上可以实现旋涂打印、光固化打印、熔融沉积打印流水线自动工作；在仿体制作精度上，旋涂打印可控精度在1微米，通过压电法挤出光固化材料行光固化打印可控精度在10微米，熔融沉积式打印精度在200微米，本发明结合了多种打印方式，可精准打印光学仿体；仿体的模式上，本发明多材料混合喷头，可进行非均质打印。
具体实施例，如图1至图6所示，包括步骤：
1、打开机器电源，开启电脑，启动控制程序，复位机器后，启动一键打印。
2、旋涂开始，上料台推到工作位，气动机械手夹取玻片，将玻片放置到匀胶机上。
3、点胶针筒内装有光固化材料，移动到玻片上方，点胶机控制针筒滴光固化材料到玻片上。点胶机针筒复位，光固化灯下移。匀胶机启动真空吸，吸附玻片，按照一定模式旋转玻片，使光固化材料在玻片上形成一层10-100mm的薄膜。光固化灯开启，使光固化材料固化。光固化灯上移。此动作重复进行多次可多层打印。
4、气动机械手取旋涂打印结束的玻片，将玻片放在xy移动平台上，移动平台由两组直线步进电机组成。
5、气缸推喷墨彩色打印机至工作位，开始UV打印。首先，电脑通过控制3D打印控制板使三维移动平台上的玻片复位到UV打印位置，电脑给喷墨打印机发命令进行喷墨打印，喷墨打印的材料部分换成处理过得带有人造血红蛋白微泡的光固化树脂、部分换成不同配比带二氧化钛的光固化树脂材料。(此处具体见UV打印文档)。喷墨打印机工作时，通过控制Y轴移动来使材料按照图片方式打印在玻片上(喷墨打印机喷头x轴移动，平台只负责y轴移动，)。一张图片打印完成后，气缸推动喷墨打印机复位。移动平台上方的气缸推动光固化灯下移，打开光固化灯，使材料固化后，气缸推动光固化灯复位。z轴移动平台下移一定距离。此动作重复多次可多层打印。
6、接下来进行熔融沉积非均质打印，气缸推动三合一混合材料喷头左移、下移，至三维移动平台上的玻片上方。喷头由三个挤出机和一个搅拌机组成。控制三个挤出机的不同挤出程度进行材料的比例混合，搅拌电机在三合一部分使材料混合，最后由喷嘴挤出，三维移动平台由电脑和三维打印控制板控制，按照一定路径移动，使材料打印出设定好的形状。打印完成后，气功控制喷头模块上移、右移。
7、打印均质材料，与步骤6相同，挤出材料时用单挤出机喷头。
8、三维移动平台复位，气动机械手将打印好的玻片和材料取回，放到玻片移动台上，这样光学仿体就做好了。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本发明领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种生物光学仿体三维打印生产线，其特征在于，包括旋涂打印部分、熔融沉积法打印部分、光固化法打印部分和气动机械手，所述气动机械手将玻片在三部分之间移动。
2.根据权利要求1所述的生物光学仿体三维打印生产线，其特征在于，所述光固化打印部分包括匀胶机、点胶机和光固化灯，所述点胶机的针筒内装有光固化材料。
3.一种权利要求1或2所述的生物光学仿体三维打印生产线进行生物光学仿体三维打印的方法，其特征在于，包括步骤：
A、打开机器电源，开启电脑，启动控制程序，复位机器后，启动一键打印；
B、旋涂开始，上料台推到工作位，气动机械手夹取玻片，将玻片放置到匀胶机上；
C、点胶机的针筒移动到玻片上方，点胶机控制针筒滴光固化材料到玻片上，点胶机针筒复位，光固化灯下移，匀胶机启动真空吸，吸附玻片，按照设定模式旋转玻片，使光固化材料在玻片上形成一层10-100mm的薄膜，光固化灯开启，使光固化材料固化，光固化灯上移，该步骤重复进行多次能进行多层打印；
D、气动机械手取旋涂打印结束的玻片，将玻片放在xy移动平台上，xy移动平台包括两组直线步进电机；
E、气缸推喷墨彩色打印机至工作位，开始UV打印：
首先，电脑通过控制3D打印控制板使三维移动平台上的玻片复位到UV打印位置，电脑给喷墨打印机发命令进行喷墨打印，喷墨打印的材料部分换成处理过得带有人造血红蛋白微泡的光固化树脂、部分换成不同配比带二氧化钛的光固化树脂材料；
喷墨打印机工作时，通过控制y轴移动来使材料按照图片方式打印在玻片上，喷墨打印机喷头x轴移动，一张图片打印完成后，气缸推动喷墨打印机复位；
移动平台上方的气缸推动光固化灯下移，打开光固化灯，使材料固化后，气缸推动光固化灯复位，z轴移动平台下移；
该步骤重复多次能多层打印。
F、接下来进行熔融沉积非均质打印，气缸推动三合一混合材料喷头左移、下移，至三维移动平台上的玻片上方，喷头包括三个挤出机和一个搅拌机，控制三个挤出机的不同挤出程度进行材料的比例混合，搅拌电机在三合一部分使材料混合，最后由喷嘴挤出，三维移动平台由电脑和三维打印控制板控制，按照设定路径移动，使材料打印出设定好的形状，打印完成后，气功控制喷头模块上移、右移；
打印均质材料时，该步骤相同，挤出材料时采用单挤出机喷头。
G、三维移动平台复位，气动机械手将打印好的玻片和材料取回，放到玻片移动台上，生物光学仿体打印完成。
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