CN109624303B - 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

Info

Publication number
CN109624303B
CN109624303B CN201811505318.XA CN201811505318A CN109624303B CN 109624303 B CN109624303 B CN 109624303B CN 201811505318 A CN201811505318 A CN 201811505318A CN 109624303 B CN109624303 B CN 109624303B
Authority
CN
China
Prior art keywords
printing
slide
photocuring
dimensional
moving platform
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811505318.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN109624303A (zh
Inventor
马灿臻
邵鹏飞
董二宝
申书伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Science and Technology of China USTC
Original Assignee
University of Science and Technology of China USTC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Science and Technology of China USTC filed Critical University of Science and Technology of China USTC
Priority to CN201811505318.XA priority Critical patent/CN109624303B/zh
Publication of CN109624303A publication Critical patent/CN109624303A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109624303B publication Critical patent/CN109624303B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/118—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using filamentary material being melted, e.g. fused deposition modelling [FDM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/124—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

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。
CN201811505318.XA 2018-12-10 2018-12-10 生物光学仿体三维打印生产线和方法 Active CN109624303B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811505318.XA CN109624303B (zh) 2018-12-10 2018-12-10 生物光学仿体三维打印生产线和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811505318.XA CN109624303B (zh) 2018-12-10 2018-12-10 生物光学仿体三维打印生产线和方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109624303A CN109624303A (zh) 2019-04-16
CN109624303B true CN109624303B (zh) 2020-05-12

Family

ID=66072431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811505318.XA Active CN109624303B (zh) 2018-12-10 2018-12-10 生物光学仿体三维打印生产线和方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109624303B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110355998B (zh) * 2019-06-29 2021-11-12 浙江大学 液相旋涂式3d打印方法
CN110420810B (zh) * 2019-08-27 2021-11-19 佛山市顺德区蚬华多媒体制品有限公司 透镜自动组装设备
CN111531880A (zh) * 2020-04-03 2020-08-14 湖南大学 一种多方式多材料光固化3d打印设备

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10575925B2 (en) * 2017-05-19 2020-03-03 Structo Pte Ltd Method and apparatus for forming an orthodontic aligner

Also Published As

Publication number Publication date
CN109624303A (zh) 2019-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109624303B (zh) 生物光学仿体三维打印生产线和方法
US20210178702A1 (en) Additive manufacturing in gel-supported environment
JP3216830U (ja) カラー又は多材料３ｄプリンター
US6129872A (en) Process and apparatus for creating a colorful three-dimensional object
KR101641709B1 (ko) 단일노즐과 단일 노즐히터를 적용하여 멀티컬러 제품성형이 가능한 3d원 프린터 구동 방법
US20040207123A1 (en) 3-D model maker
CN106573434A (zh) 使用易混合材料的增材制造
US7578958B2 (en) Three-dimensional structured printing
JP5831791B2 (ja) 立体物造形装置及び立体物造形方法
US20140363532A1 (en) Multiple color extrusion type three dimensional printer
CN105500700A (zh) 一种彩色三维打印装置及方法
CN109466061B (zh) 一种基于电液动力耦合喷印的多材料3d打印设备
CN103862678B (zh) 多组份反应固化材料3d打印机
KR102109664B1 (ko) 물성 구배를 갖는 구조물의 제조장치 및 이를 이용한 물성 구배를 갖는 구조물의 제조방법
CN104177803A (zh) 彩色三维打印成型材料及其制备方法
CN103692655A (zh) 彩色3d打印装置及相应的3d打印方法
CN106313565B (zh) 多功能复合打印装置
CN111923402A (zh) 一种基于液态凝胶环境的刚柔耦合部件混合增材制造方法
CN105346083A (zh) 一种基于静电纺丝的3d打印方法
CN1281363C (zh) 一种梯度材料及零件的制备方法
JP2015189024A (ja) 造形物の製造方法
CN107020756A (zh) 多功能复合打印装置
JP2006255959A (ja) 光造形装置及び光造形方法
CN108274582B (zh) 一种基于光固化成型的增材制造平台
TWI574829B (zh) 多功能複合列印裝置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant