CN110053254B - 3d打印机及3d打印方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种3D打印机及3D打印方法，涉及3D打印的技术领域。本申请的3D打印机，包括机箱、环境控制模块、工位切换模块、喷头移动模块、物料输送模块、温控模块和主控模块，机箱内设有输送喷头、多个工位和多个打印器皿，输送喷头设于工位的上方，打印器皿设置在工位上，输送喷头包括打印喷头；环境控制模块设于机箱内；工位切换模块设于机箱内，用于驱动打印器皿在各个工位之间进行转移；喷头移动模块与打印喷头相连，用于驱动打印喷头在各个工位之间进行转移；物料输送模块与输送喷头相连，用于向输送喷头输送材料。温控模块设于物料输送模块、工位和打印喷头上，用于调节温度。故本申请可以适用于批量化生产。

Description

3D打印机及3D打印方法

技术领域

本申请涉及3D打印的技术领域，具体而言，涉及一种3D打印机及3D打印方法。

背景技术

现有的3D打印系统仅适用于单件的模具样品打印，当需要进行批量生产时，在打印样品完成后，需要人为取下打印台上的样品，再对打印机进行操作控制，由于单件样品打印需要花费一定的时间，因此在批量生产过程中，需要人们定期的取走打印台上的样品，或者通过复杂的程序设定使3D打印系统在完成第一个样品的打印后移动到其他位置进行第二个样品的打印，从而导致现有的3D打印系统有以下缺点，难以适用于批量生产打印：(1)操作繁琐，在大批量打印样品时需要人工辅助；(2)在所有样品打印完成后统一进行后处理等操作，导致不同样品在打印完成后等待后处理的时间不等，产生差异；(3)不同样品在不同位置进行打印，打印时环境的因素有细微区别，产生差异。

发明内容

一种3D打印机，包括机箱、环境控制模块、工位切换模块、喷头移动模块、物料输送模块、温控模块和主控模块，机箱内设有输送喷头、多个工位和多个打印器皿，输送喷头设于工位的上方，打印器皿设置在工位上，输送喷头包括打印喷头；环境控制模块设于机箱内，并与主控模块电性连接，用于调整机箱内的环境状况；工位切换模块设于机箱内，并与主控模块电性连接，用于驱动打印器皿和/或工位，使得打印器皿在各个工位之间进行转移；喷头移动模块与打印喷头相连，并与主控模块电性连接，用于驱动打印喷头在各个工位之间进行转移；物料输送模块与输送喷头相连，并与主控模块电性连接，用于向输送喷头输送材料。温控模块设于物料输送模块、工位和打印喷头上，并与主控模块电性连接，用于调节温度。

于一实施例中，所述机箱包括机体和罩子，所述机体上设有开口，所述开口可以作为打印器皿从机箱内提取、放入的通道。所述罩子设于所述机体上，且位于所述开口处，环境控制模块包括温湿度传感器、紫外光源、通风装置和降温加湿装置；温湿度传感器设于罩子的内表面上，用于检测机箱内的温度和湿度；紫外光源设于罩子的内表面上，用于提供紫外光；通风装置设于机体上，用于提供空气；降温加湿装置设于罩子的内表面上，用于提供水汽和气体。

于一实施例中，所述罩子与所述机体上成铰接设置，且所述罩子盖合在所述机体上时，所述罩子用于封闭所述机体的开口，此时机箱仍能与外侧的空气相通；环境控制模块包括位置传感器，位置传感器设于罩子或机体上，用于检测罩子与机体所形成的夹角。

于一实施例中，多个所述工位包括依次设置的储存工位、预处理工位、打印工位、后处理工位、检测工位和物件存放工位。

于一实施例中，所述物件存放工位包括成品座、次品座和多个第一移动装置，多个所述第一移动装置分别与所述成品座和所述次品座相连，用于移动所述成品座和所述次品座。

于一实施例中，所述输送喷头还包括预处理喷头和后处理喷头，所述打印喷头设置在打印工位的上方，所述预处理喷头设置在预处理工位的上方，所述后处理喷头设置在后处理工位的上方，所述预处理工位、后处理工位和打印工位可以通过工位的移动离开预处理喷头，后处理喷头和打印喷头的下方；

物料输送模块包括两个输送组件，两个输送组件分别为打印材料输送组件和处理液输送组件，打印材料输送组件与打印喷头相连，用于输送打印材料；处理液输送组件与打印喷头、预处理喷头或者后处理喷头相连，用于输送处理液。

于一实施例中，单个输送组件包括存储器、传输管和挤压装置，存储器用于存放打印材料或者处理液；传输管用于将存储器与输送喷头连接在一起；挤压装置与存储器相连，并用于用于驱动所述存储器中的打印材料或者处理液流动，且进入传输管。单个输送组件中，存储器至少设有一个。存储温控单元设于存储器处。

于一实施例中，存储器包括针筒管和设置在针筒管内的活塞推杆，挤压装置包括驱动电机、螺杆和推台，驱动电机设置在第一托盘上，螺杆与驱动电机传动连接，推台能滑动地连接在螺杆上，并与活塞推杆相连，使得挤压装置给予活塞推杆一个推动力，使得针筒管内的打印材料或者处理液流动并进入传输管。

于一实施例中，单个所述输送组件包括力传感器，所述力传感器设于所述存储器上，用于检测所述挤压装置对所述存储器的作用力。

力传感器将测得的作用力信号传回主控模块，主控模块可以得知挤压装置对所述存储器的作用力，并判断存储器是否正确安装。

于一实施例中，单个所述输送组件还包括导轨，所述导轨设置在所述机箱上，且所述第一托盘通过导轨能滑动地设置在所述机箱上。

于一实施例中，所述存储器包括储液袋，所述挤压装置包括设置在所述第一托盘上的蠕动泵，所述传输管穿过所述蠕动泵后与所述储液袋相连。故可以通过蠕动泵可以将储液袋中处理液或者打印材料泵送至所述传输管。

如上所述，单个输送组件的组成价格至少包括四种实施形式，而打印材料输送组件和处理液输送组件可以是其中任意一种形式，故打印材料输送组件和处理液输送组件的组成可以是一致的，也可以是不一致的。

于一实施例中，温控模块包括工位温控单元、存储温控单元、传输温控单元和挤出温控单元，工位温控单元设于工位的底部，并用于对工位进行控温；存储温控单元设于物料输送模块处，并用于对打印材料或者处理液进行控温；传输温控单元设于传输管上，并用于对传输管进行控温；挤出温控单元设于打印喷头处，并用于对打印喷头进行控温。

于一实施例中，工位温控单元包括成型工位温控器和物件温控器，成型工位温控器设于储存工位、预处理工位、打印工位、后处理工位和检测工位处；物件温控器设于物件存放工位处。

工位温控单元包括成型工位温控器和物件温控器，使得本申请可以分别对成型过程中的物件和成型完成的物件进行精确温控。

于一实施例中，存储温控单元包括供料温控器和供液温控器：供料温控器设于打印材料输送组件处，并用于对打印材料进行控温；供液温控器设于处理液输送组件处，并用于对处理液进行控温。

存储温控单元包括供料温控器和供液温控器，使得本申请可以分别对打印材料和处理液进行精确温控，以防止打印材料或处理液在存储过程中出现沉淀、变质等问题。

于一实施例中，温控模块包括多个温度传感器，多个温度传感器设于工位温控单元、传输温控单元、存储温控单元和挤出温控单元处，用于检测温度并反馈至主控模块，故温度传感器的设置，使得并且各个温控单元都具有温度检测和信息反馈的功能。

于一实施例中，喷头移动模块包括打印平台、XY方向运动系统和Z方向运动系统，打印平台设置在机箱内，且设于打印工位的一侧；XY方向运动系统与打印喷头相连，并设置打印平台上，用于使打印喷头沿X方向或者Y方向运动；Z方向运动系统与打印平台相连，用于使打印平台沿Z方向运动；其中，X方向、Y方向与Z方向相互垂直。

于一实施例中，喷头移动模块还包括防尘罩，防尘罩与打印平台相连并能随打印喷头移动，用于遮挡打印喷头，从而可以防止污染物溢出，可以防止污染打印区域。其中，防尘罩可以是具有伸缩性的风琴式防尘罩，也可以是由三个带孔的圆盘组成的防护罩。

于一实施例中，XY方向运动系统包括X方向导轨和Y方向导轨、滑轮组、第一皮带、第五驱动电机和第六驱动电机，滑轮组包括多个滑轮，滑轮设于打印平台上，并能绕自身轴线方向旋转；第一皮带设于滑轮组上，且与打印喷头连接；Y方向导轨沿Y方向设于打印平台；X方向导轨沿X方向设于打印平台，且X方向导轨能滑移地设置在Y方向导轨上；打印喷头能滑移地设置在X方向导轨上；第五驱动电机与滑轮组中一个滑轮传动连接，并用于驱使打印喷头沿X方向和Y方向移动；第六驱动电机与滑轮组中一个滑轮传动连接，并与第二皮带形成一个循环，用于驱使打印喷头沿X方向和Y方向移动。

其中，滑轮组中的滑轮用于拉伸和调整第一皮带的方向，可根据需要增加或删减滑轮组中滑轮的个数。

故XY方向运动系统的工作原理是CoreXY的工作原理，从而可以将第五驱动电机和第六驱动电机的运转转换成打印喷头沿X方向和Y方向的运动。

其中，XY方向运动系统可以是采用CoreXY的工作原理制成的装置，也可以是采用三轴正交模组(XYZ三轴运动平台)、并联机器人(DELTA Parallel Mechanism)或平面关节型机器人的工作原理制成的装置。

于一实施例中，Z方向运动系统包括Z方向驱动电机和Z方向螺杆：Z方向螺杆与Z方向驱动电机传动连接，打印平台能移动地设于Z方向螺杆上。

于一实施例中，打印喷头包括打印针头、第一底座和外壳，第一底座设置在X方向导轨上，并与皮带相连；外壳设置在第一底座上，并罩设在打印针头外。

于一实施例中，外壳包括针头外壳和喷头外壳，针头外壳罩设在打印针头外，并与两根传输管相连，两根传输管分别为处理液输送组件的一根传输管和打印材料输送组件的一根传输管。

于一实施例中，打印针头包括外针和内针，外针和内针都具有空腔，且内针穿设于所述外针的空腔内。

于一实施例中，内针至少设有一个，内针具有针头，所述针头设于所述外针的空腔内或者穿过所述外针设于所述外针的空腔外侧。

故可以通过改变内针的数量、长度和排布方法，实现在3D打印过程中提供多种材料的混合，包覆，交替等操作，以丰富可实现的3D打印结构。

于一实施例中，所述机箱内设有针头清洁筒，所述针头清洁筒设于机箱内，并位于所述打印工位的一侧，其中，所述打印喷头依据所述喷头移动模块的驱动，相应地移动至针头清洁筒。即所述针头清洁筒位于所述打印喷头的移动范围之内。针头清洁筒可以用于承接打印喷头的废料和对打印喷头的位置进行校准。

于一实施例中，工位切换模块包括第二底座、夹取件和第二移动装置，第二底座设于机箱上，且位于工位的一侧；夹取件能移动地设于第二底座上，用于夹取打印器皿；第二移动装置与夹取件相连，用于移动夹取件和/或工位。

于一实施例中，夹取件包括第二托盘、第一货叉和第二货叉，第二托盘能移动地设于第二底座上，第二托盘上设有滑动槽；第一货叉与第二托盘固定连接，在第一货叉上设有多个用于夹取打印器皿的第一通孔；第二货叉能滑动地设置在滑动槽中，在第二货叉上设有用于夹取打印器皿的第二通孔。其中，所述第二托盘上设有第一磁性件，所述第二货叉上设有与所述第一磁性件相配的第二磁性件；所述第二底座上设有第三磁性件，在所述第二托盘上设有与所述第三磁性件相配的第四磁性件。

于一实施例中，所述多个工位安装在固定板上，所述固定板能移动地设置在所述机箱内。所述第二移动装置包括横移组件、纵移组件和升降组件，所述横移组件与第二货叉传动连接，并用于驱使所述第二货叉沿X方向移动；所述纵移组件与固定板传动连接，并用于驱使所述固定板沿Y方向移动；所述升降组件与第二托盘传动连接，并用于驱使所述第二托盘沿Z方向移动。

一种3D打印方法，使用上述的3D打印机，包括以下步骤：

确认3D打印的个数、形状等数据并发送给所述主控模块；

所述主控模块通过所述喷头移动模块控制所述打印喷头移动并挤出相应的打印材料；

所述主控模块通过所述温控模块设于所述物料输送模块调节各个部件的温度；

多个打印器皿放置在其中一个所述工位处，所述主控模块控制所述工位切换模块依次将所述打印器皿取出，并令所述打印器皿依次进入各个所述工位，且依次对所述打印器皿进行预处理、打印、后处理、检测和归档操作，完成打印。可以实现打印物件的流水线批量化生产。

于一实施例中，在打印开始前还包括以下步骤，所述主控模块通过所述喷头移动模块控制所述打印喷头移动至所述针头清洁筒处，并对所述打印喷头进行清洁和位置校准。

一种3D打印方法，使用上述的3D打印机，包括以下步骤：

当所述打印器皿位于所述检测工位处时，所述检测工位检测质量信息并记录检测得到的质量信息；

所述主控模块判断此时所述打印器皿中的物件是否为次品：

若是，则所述第一移动装置将所述次品座移动至于所述检测工位对接的地方，所述工位切换模块依次将该所述打印器皿移动至所述次品座；

若否，则所述第一移动装置将所述成品座移动至于所述检测工位对接的地方，所述工位切换模块依次将该所述打印器皿移动至所述成品座。

于一实施例中，工位切换模块依次将该所述打印器皿移动至所述次品座时还包括以下步骤，通过所第一移动装置和所述工位切换模块的共同运作，将所述打印器皿移动至所述次品座中对应的存储位置。

于一实施例中，所述工位切换模块依次将该所述打印器皿移动至所述成品座时还包括以下步骤，并通过所述第一移动装置和所述工位切换模块的共同运作，将所述打印器皿移动至所述次品座中对应的存储位置。

其中，成品座或者次品座中含有存储多个打印器皿的位置(安装孔的形式)，通过在y轴方向靠工位切换模块移动第二货叉，x轴方向靠第一移动装置移动成品座次品座来完成打印器皿放入位置的精确定位；

一种3D打印方法，使用上述的3D打印机，包括以下步骤：

所述主控模块根据所记录的检测质量信息判断此时所述次品座中的物件是否需要进行修复打印：

若是，则依次将所述打印器皿取出并依次送入所述打印工位进行修复打印；

若否，则所述次品座中的物件不进行修复打印。

本申请实施例的有益效果是：本3D打印机可以通过转运打印器皿，从而实现打印物件的流水线生产，依次进行提取打印器皿、预处理、打印、后处理、检测、归档等操作，从而可以适用于批量化生产。本3D打印机的流水线生产还避免了传统批量打印工艺中同批次的不同产品在打印完成后到统一后处理间的时间差，使每一个样品经过的打印过程更为相近，减少了不同产品间的差异。此外，本3D打印机的设计使得每一个产品均在同一个打印工位中完成打印，并使每个产品在打印时所处的环境相同，减少了不同产品间的差异，且本申请通过增设温控模块，从而可以达到精确控温的效果，此种温控模块使得水凝胶等材料以溶胶态进行传输，大大减少了传输时所受的阻力，降低了挤出难度，拓宽了同轴打印等应用中的材料选择范围。

附图说明

图1为本申请一实施例的3D打印机的结构示意图；

图2为本申请一实施例的3D打印机的结构示意图；

图3a为本申请一实施例的3D打印机的结构示意图；

图3b为本申请一实施例的3D打印机的后视图；

图4为本申请一实施例的3D打印机的俯视图；

图5为本申请一实施例的物件存放工位的结构示意图；

图6为本申请一实施例的温控模块的结构示意图；

图7a为本申请一实施例的输送组件的结构示意图；

图7b为本申请一实施例的输送组件的结构示意图；

图7c为本申请一实施例的输送组件的结构示意图；

图7d为本申请一实施例的输送组件的结构示意图；

图8a为本申请一实施例的处理液输送组件的俯视图；

图8b为本申请一实施例的处理液输送组件的仰视图；

图8c为本申请一实施例的处理液输送组件的剖视图；

图9a为本申请一实施例的打印材料输送组件的俯视图；

图9b为本申请一实施例的打印材料输送组件的仰视图；

图9c为本申请一实施例的打印材料输送组件的剖视图；

图9d为本申请一实施例的打印材料输送组件的剖视图；

图10a为本申请一实施例的工位和成型工位温控器的剖视图；

图10b为本申请一实施例的工位和成型工位温控器的剖视图；

图10c为本申请一实施例的槽筒和打印器皿的剖视图；

图11a为本申请一实施例的喷头移动模块的仰视图；

图11b为本申请一实施例的喷头移动模块的结构示意图；

图12a为本申请一实施例的打印喷头的结构示意图；

图12b为本申请一实施例的打印喷头的爆炸示意图；

图13a为本申请一实施例的打印针头的剖视图；

图13b为本申请一实施例的打印针头的剖视图；

图13c为本申请一实施例的打印针头的剖视图；

图13d为本申请一实施例的打印针头的剖视图；

图13e为本申请一实施例的打印针头的剖视图；

图14a为本申请一实施例的工位切换模块的结构示意图；

图14b为本申请一实施例的夹取件的俯视图；

图14c为本申请一实施例的第一货叉的结构示意图；

图14d为本申请一实施例的工位切换模块的右视图；

图14e为本申请一实施例的工位切换模块的左视图；

图14f为本申请一实施例的工位切换模块的俯视图；

图15a为本申请一实施例的3D打印机的正视图；

图15b为本申请一实施例的3D打印机的结构示意图。

图标：100－3D打印机；1－机箱；11－机体；111－开口；12－罩子；121－透明窗口；13－针头清洁筒；14－工作空间；15－电源插口；2－输送喷头；21－预处理喷头；211－第一紫外线光源；212－预处理液移除管；22－后处理喷头；221－第二紫外线光源；222－后处理液移除管；23－打印喷头；231－打印针头；2311－外针；23111－空腔；23112－凸起；23113－凹槽；2312－内针；23121－针头；2312a－第一内针；2312b－第二内针；232－第一底座；233－外壳；2331－针头外壳；2332－喷头外壳；24－光固化模块；3－工位；30－打印器皿；31－储存工位；311－存储筒；312－卡扣；313－第五托盘；314－弹簧；315－第四驱动电机；316－第三螺杆；317－滑块；318－槽筒；3181－槽筒盖；32－预处理工位；321－第一传感器；33－打印工位；34－后处理工位；35－检测工位；36－物件存放工位；361－成品座；362－次品座；363－第一移动装置；3631－第三驱动电机；3632－第三滑轮；3633－第三皮带；364－安装板；3641－安装孔；37－凹坑；38－隔热外层；4－环境控制模块；41－温湿度传感器；42－紫外光源；43－通风装置；431－通风扇；432－过滤装置；44－降温加湿装置；45－位置传感器；5－工位切换模块；51－第二底座；511－第三磁性件；52－夹取件；521－第一货叉；5211－第一通孔；5212－切角；5213－推动叉；522－第二货叉；5221－第二通孔；5222－第二磁性件；5223－第三支杆；523－第二托盘；5231－第一支杆；5232－第二支杆；5233－滑动槽；5234－第一磁性件；5235－第四磁性件；53－第二移动装置；531－横移组件；5311－横移电机；5312－横移滑轮；5313－横移皮带；532－纵移组件；5321－固定板；533－升降组件；6－喷头移动模块；61－打印平台；62－XY方向运动系统；621－X方向导轨；622－Y方向导轨；623－滑轮组；624－第一皮带；625－第二皮带；626－第五驱动电机；6261－第五皮带；6262－第五滑轮；627－第六驱动电机；6271－第二皮带；6272－第二滑轮；63－Z方向运动系统；631－Z方向螺杆；632－Z方向驱动电机；633－防尘罩；7－物料输送模块；70－输送组件；701－存储器；7011－针筒管；7012－活塞推杆；7013－储液袋；702－传输管；703－挤压装置；7031－驱动电机；7032－螺杆；7033－推台；7034－蠕动泵；704－导轨；705－第一托盘；706－力传感器；71－处理液输送组件；711－第一存储器；7111－第一针筒管；7112－第一活塞推杆；7113－第一储液袋；713－第一挤压装置；7131－第一驱动电机；7132－第一螺杆；7133－第一推台；7134－第一蠕动泵；714－第一导轨；715－第三托盘；716－第一力传感器；72－打印材料输送组件；721－第二存储器；7211－第二针筒管；7212－第二活塞推杆；7213－第二储液袋；723－第二挤压装置；7231－第二驱动电机；7232－第二螺杆；7233－第二推台；7236－第二蠕动泵；725－第四托盘；726－第二力传感器；7234－第四滑轮；7235－第四皮带；8－温控模块；81－工位温控单元；811－成型工位温控器；812－物件温控器；82－存储温控单元；821－供料温控器；822－供液温控器；83－传输温控单元；84－挤出温控单元；85－温度传感器；9－主控模块；91－人机交互界面；911－触摸显示屏；912－按键；913－摇杆；914－急停开关；92－工控机；93－交换机；94－微控制单元；95－检测单元。

具体实施方式

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，并不表示排列序号，也不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是容许10％公差范围内的倾斜。术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参阅图1，其为本申请一实施例的3D打印机100的结构示意图。3D打印机100包括机箱1、环境控制模块4、工位切换模块5、喷头移动模块6、物料输送模块7、温控模块8和主控模块9。主控模块9分别电性连接工位切换模块5、喷头移动模块6、物料输送模块7、温控模块8和环境控制模块4。

主控模块9可以设于机箱1上，也可以作为一个独立的控制柜设于机箱1外。

主控模块9包括人机交互界面91、工控机92、交换机93、检测单元95和微控制单元94(Microcontroller Unit，简称：MCU)。

于一实施例中，人机交互界面91可以为显示屏、触摸屏、按键、旋钮、开关和摇杆等计算机输入、输出设备，用于输入指令和读取信息，从而实现人机交互、信息的互通。

工控机92可以将人机交互界面91传达的命令等信息，传递到交换机93，于一实施例中，可通过公网通信传输到云端设备或通过无线局域网通信传输到移动端设备或个人电脑。

于一实施例中，检测单元95可以是高清相机、光学相干层析成像(opticalcoherence tomography，OCT)或红外检测等检测部件，例如可以通过检测部件深度成像的能力，以提供3D打印机100所打印的物件的三维图像，用于检测该物件是否符合标准。

交换机93将工控机92传递的信息、检测单元95所反馈的检测信息以及工位切换模块5、喷头移动模块6、物料输送模块7、温控模块8和环境控制模块4反馈的信息整合并判断，再输出指令通过微控制单元94，控制工位切换模块5、喷头移动模块6、物料输送模块7、温控模块8和环境控制模块4，或通过人机交互界面91反馈信息，或直接通过工控机92传输至其他电子设备进行数据的存储，备份。

于一实施例中，工控机92、交换机93和微控制单元94之间可以通过局域网通信建立联系。于一实施例中，交换机93的信息交换采用统一协议，可藉由将新的功能模块通信接口接入交换机93以扩展新的功能模块，并与原系统兼容。

于一实施例中，微控制单元94可以为单片微型计算机等具有数据存储、分析、运算、发送等功能的控制芯片。微控制单元94可以通过三轴运动控制器控制喷头移动模块6中的电机，并由三轴运动控制器反馈喷头移动模块6的当前运动状态和实时位置。微控制单元94可以通过辅助运动控制器控制工位切换模块5和物料输送模块7的电机，或者可以通过辅助运动控制器控制环境控制模块4；微控制单元94可以通过温度控制器控制温控模块8，并接受温控模块8反馈的温度信息。

请参阅图2，其为本申请一实施例的3D打印机100的结构示意图。3D打印机100包括机箱1，机箱1内设有输送喷头2、多个工位3和多个打印器皿30，输送喷头2设置于工位3的上方，打印器皿30设置在工位3上，输送喷头2包括打印喷头23；环境控制模块4设置于机箱1内，并与主控模块9电性连接，用于调整机箱1内的环境状况；工位切换模块5设置于机箱1内，并与主控模块9电性连接，用于驱动打印器皿30和/或工位3使得打印器皿30在各个工位3之间进行转移；喷头移动模块6与打印喷头23相连，并与主控模块9电性连接，用于驱动打印喷头23在各个工位3之间进行转移；物料输送模块7与输送喷头2相连，并与主控模块9电性连接，用于向输送喷头2输送材料。温控模块8(请参阅图1)设于物料输送模块7、工位3和打印喷头23上，并与主控模块9电性连接，用于调节温度。

机箱1包括机体11和罩子12，机体11上设有开口111，罩子12设于机体11上，且位于开口111处。开口111可以作为打印器皿30从机箱1内提取、放入的通道。

于一实施例中，罩子12与机体11上成铰接设置，且罩子12盖合在机体11上时，罩子12用于封闭机体11的开口111。此时机箱1仍能与外侧的空气相通。

当罩子12盖合在机体11上时，机箱具有一个空腔即用作生产打印物件的工作空间14。于一实施例中，罩子12上设有透明窗口121，用以观察打印过程。

于一实施例中，人机交互界面91设于机箱1外表面上，人机交互界面91包括触摸显示屏911、按键912、摇杆913和急停开关914。急停开关914用于在紧急情况下切断3D打印机100的电源来保护3D打印机100。

机箱1可以为长方体结构，以机箱1的高度方向作为Z轴建立坐标系，则机箱1的宽度方向为X轴，机箱1的长度方向为Y轴，机箱1的底面为X－Y的基准平面。

请参阅图3a，其为本申请一实施例的3D打印机100的结构示意图。环境控制模块4包括温湿度传感器41、紫外光源42、通风装置43和降温加湿装置44。温湿度传感器41设于罩子12的内表面上，用于检测机箱1内的温度和湿度。紫外光源42设于罩子12的内表面上，用于提供紫外光。通风装置43设于机体11上，用于提供空气。降温加湿装置44设于罩子12的内表面上，用于提供水汽和气体。位置传感器45设于罩子12的内表面上，用于检测罩子12与机体11所形成的夹角。

当位置传感器45检测到在罩子12与机体11所形成的夹角，即开启角度超过在主控模块9中所设定的值时，通风装置43将机箱1外的空气经过过滤后形成的无菌洁净空气持续通入3D打印机100的工作空间14内，以保持3D打印机100的工作空间14的无菌环境，并降温。温湿度传感器41用于检测机箱1内的温度和湿度，并反馈给主控模块9，使得环境控制模块4令3D打印机100的工作空间14处于恒温、恒湿和无菌的状态。

降温加湿装置44，根据主控模块9的指令，在机箱1内的工作空间14温度过高时，缓慢通入经过过滤的外部空气以降低温度，并在机箱1内工作空间14的湿度过低时，释放无菌的水汽以提升机箱1内工作空间14的湿度，以减缓打印物件的脱水固化。

紫外光源42包括高波段紫外光源42和低波段紫外光源42，其中，高波段紫外光源42可以发出波长200－275nm的紫外光，对直接照射的部位进行直接灭菌；低波段紫外光源42可以发出波长320－420nm的紫外光，通过电离空气使3D打印机100工作空间14产生臭氧，从而对无法接受紫外直射的区域进行灭菌。灭菌结束后，通风装置43将经过过滤的无菌空气通入3D打印机100工作空间14时可以排除残余的臭氧。

于一实施例中，主控模块9的微控制单元94(请参阅图1)可以通过辅助信号采集器收集位置传感器45和温湿度传感器41检测的信息，并进行分析处理。

请参阅图3b，其为本申请一实施例的3D打印机100的后视图。通风装置43包括通风扇431和过滤装置432，并设于机体11上。通风扇431可以将机箱1外部的气体通过过滤装置432吸入后通向3D打印机100的工作空间14。于一实施例中，过滤装置432可以是过滤网的结构。

机体11的背部设有电源插口15，用于提供电源。工位切换模块5、喷头移动模块6、物料输送模块7、温控模块8和环境控制模块4与主控模块9可以通过数据线形成电性连接。

请参阅图4，其为本申请一实施例的3D打印机100的俯视图。于一实施例中，多个工位3包括依次设置的储存工位31、预处理工位32、打印工位33、后处理工位34、检测工位35和物件存放工位36，且该直线沿Y方向分布。

于一实施例中，输送喷头2包括预处理喷头21，后处理喷头22和打印喷头23。预处理喷头21设置在预处理工位32的上方；后处理喷头22设置在后处理工位34的上方；打印喷头23设置在打印工位33的上方。其中，上方包括正上方和斜上方。由于预处理工位32，后处理工位34和打印工位33可以在工位切换模块5作用下移动，故预处理工位32，后处理工位34和打印工位33会移动并分别离开预处理喷头21，后处理喷头22和打印喷头23的正下方，相对来说，预处理工位32，后处理工位34和打印工位33会分别移动至预处理喷头21，后处理喷头22和打印喷头23的斜下方。

物料输送模块7包括两个输送组件70，两个输送组件70分别为打印材料输送组件72和处理液输送组件71。打印材料输送组件72与打印喷头23相连，用于输送打印材料；处理液输送组件71与打印喷头23、预处理喷头21或者后处理喷头22相连，用于输送处理液。

于一实施例中，3D打印机100可以通过转运打印器皿30，从而实现打印物件的流水线生产，依次进行提取打印器皿30、预处理、打印、后处理、检测、归档等操作。

主控模块9设于机箱1的右侧，环境控制模块4、喷头移动模块6和工位切换模块5设于机箱1的左侧，且沿X方向依次分布。处理液输送组件71设于主控模块9的右侧，打印材料输送组件72设于主控模块9的左侧，喷头移动模块6的右侧。于一实施例中，预处理液可以是清洁液、表面活化液等用于预处理的液体材料；后处理液可以是交联液或用于溶解牺牲材料的溶剂等用于后处理的液体材料。

于一实施例中，检测工位35包括相机、光学相干层析或红外检测等检测元件，检测元件设于检测工位35处，可以对打印物件进行检测，并将该信息反馈至主控模块9。于一实施例中，打印器皿30上设有物件编码等标识码，检测工位35可以对该标识码进行扫描、识别并记录。

于一实施例中，检测工位35上开设有与打印器皿30相配的凹坑37(请参阅图10a)，检测元件既可以设于检测工位35的凹坑37的内表面上，或者设于凹坑37的上方。

物件存放工位36包括成品座361和次品座362。于一实施例中，在打印器皿30从检测工位35移动到物件存放工位36的过程中，可以进行打印物件的分类工作，区分成品和次品。

机箱1内设有针头清洁筒13，并位于打印工位33的一侧。打印喷头23依据喷头移动模块6的驱动，相应地移动至针头清洁筒13。即针头清洁筒13位于打印喷头23的移动范围之内。

当打印开始前，可以令打印喷头23在喷头移动模块6的作用下移动到针头清洁筒13，并挤出一段打印材料并弃置，使得打印喷头23中所遗留的打印材料被清除以提高打印物件的质量。故可将针头清洁筒13设置为坐标系原点即工位原点，用于对打印喷头23的位置进行校准，以提高打印物件的生产精度。

于一实施例中，针头清洁筒13内可以设有电热片等加温元件，使得打印喷头23温度不会过低而造成废料清除不干净的问题。于一实施例中，针头清洁筒13内可以设有光学传感器等测量元件，从而对打印喷头23的位置进行判断并反馈至主控模块9。

主控模块9的微控制单元94可以通过校准传感器对打印喷头23的针尖进行定位和校准，其中校准传感器可将打印喷头23针尖的位置信息传输至微控制单元94。于一实施例中，校准传感器设于针头清洁筒13内。

请参阅图5，其为本申请一实施例的物件存放工位36的结构示意图。于一实施例中，物件存放工位36还包括多个第一移动装置363，多个第一移动装置363分别与成品座361和次品座362相连，用于移动成品座361和次品座362。

第一移动装置363包括第三驱动电机3631、两个第三滑轮3632和一个第三皮带3633。第三驱动电机3631、两个第三滑轮3632和第三皮带3633传动连接并形成带传动。于一实施例中，第三驱动电机3631可以是伺服电机或步进电机。

当检测工位35检测出打印物件为成品时，主控模块9控制与成品座361相连的第一移动装置363移动成品座361，使成品座361沿X方向移动并靠近检测工位35，便于移动该打印物件；主控模块9可以控制与次品座362相连的第一移动装置363移动次品座362，使次品座362沿X方向移动并远离检测工位35，避让成品座361。当检测工位35检测出打印物件为次品时，成品座361和次品座362反向运动。

于一实施例中，成品座361和次品座362设有多个，第一移动装置363的个数等于成品座361和次品座362的个数之和。

成品座361和次品座362上可拆卸地设置有安装板364，安装板364上设有多个安装孔3641，用于放置打印器皿30。于一实施例中，该安装板364可以是器官芯片、6孔细胞培养板、12孔细胞培养板、24孔细胞培养板、48孔细胞培养板或96孔细胞培养板。安装板364的设置，便于一次移动多个打印器皿30。

请参阅图6，其为本申请一实施例的温控模块8的结构示意图。于一实施例中，温控模块8包括工位温控单元81、存储温控单元82、传输温控单元83和挤出温控单元84，工位温控单元81设于工位3的底部，并用于对工位3进行控温；存储温控单元82设于物料输送模块7(请参阅图4)处，并用于对打印材料或者处理液进行控温；传输温控单元83设于传输管702上，并用于对传输管702进行控温；挤出温控单元84设于打印喷头23处，并用于对打印喷头23进行控温。

温控模块8包括多个温度传感器85，多个温度传感器85设于工位温控单元81、传输温控单元83、存储温控单元82和挤出温控单元84处，用于检测温度并反馈至主控模块9，故温度传感器85的设置，使得并且各个温控单元都具有温度检测和信息反馈的功能。

工位温控单元81包括成型工位温控器811和物件温控器812，成型工位温控器811设于储存工位31、预处理工位32、打印工位33、后处理工位34和检测工位35处；物件温控器812设于物件存放工位36处(请参阅图4)。

成型工位温控器811可以控制打印成型过程中工位3的温度，提高打印物件的质量。物件温控器812可以控制打印成型完成后物件存放工位36的温度，使物件存放时间延长，避免变化。

存储温控单元82包括供料温控器821和供液温控器822：供料温控器821设于打印材料输送组件72处(请参阅图4)，并用于对打印材料进行控温；供液温控器822设于处理液输送组件71处(请参阅图4)，并用于对处理液进行控温。

本申请通过增设工位温控单元81、存储温控单元82和挤出温控单元84上，对打印喷头23、物料输送模块7或者工位3进行控温；本申请再通过增设传输温控单元83，使其对传输管702进行控温；故本申请可以对机箱1内的多个部件根据各自功用的需要分别对其进行加热和降温的处理，达到精确控温的效果，从而可以适应打印材料例如水凝胶的温敏特性，以控制其凝胶化过程，提高打印物件的质量。

存储温控单元82可以对打印材料和处理液进行温度控制，使其物理性质处于最佳状态；传输温控单元83可以针对性地对传输管702中的打印材料进行控温，使得打印材料转变为流动性更好的形态，从而便于运输；挤出温控单元84可以使得传输管702中的打印材料固化而更易于打印成型。

于一实施例中，传输温控单元83包括套设在传输管702外的制冷片结构，制冷片结构正接电流可以用于制冷，也可以反接电流用于加热。制冷片结构可以包覆整根传输管702也可以只包覆传输管702上的一段或者一端。

请参阅图7a，其为本申请一实施例的输送组件70的结构示意图。于一实施例中，单个输送组件70包括存储器701、传输管702和挤压装置703，存储器701包括针筒管7011和设置在针筒管7011内的活塞推杆7012，用于存放打印材料或者处理液；传输管702用于将存储器701与输送喷头2连接在一起；挤压装置703与活塞推杆7012相连，并用于推动活塞推杆7012。单个输送组件70中，存储器701至少设有一个。存储温控单元82(请参阅图6)设于存储器701处。

于一实施例中，单个输送组件70中，存储器701设有两个。打印材料输送组件72中两个存储器701内用于存放打印材料，并通过传输管702与打印喷头23相连。处理液输送组件71中两个存储器701分别用于存放预处理液和后处理液，并通过传输管702分别与预处理喷头21和后处理喷头22相连。于一实施例中，处理液输送组件71至少设有一个，可以设有多个。

输送组件70包括第一托盘705，第一托盘705设置在机箱1上。挤压装置703包括驱动电机7031、螺杆7032和推台7033，驱动电机7031设置在第一托盘705上，螺杆7032与驱动电机7031传动连接，推台7033能滑动地连接在螺杆7032上，并与活塞推杆7012相连。输送组件70包括力传感器706，力传感器706上设于存储器701上，用于检测挤压装置703对存储器701的作用力。于一实施例中，驱动电机7031可以是伺服电机或步进电机。于一实施例中，挤压装置703可以是气缸驱动。

于一实施例中，主控模块9的微控制单元94可以通过辅助信号采集器收集力传感器706检测的信息，并做进一步分析处理。力传感器706用于检测挤压装置703对存储器701的作用力，即力传感器706对存储器701在第一托盘705上受推台7033运动方向的力进行传感。当存储器701未安装在第一托盘705上时，力传感器706通过辅助信号采集器将信息传达至所示主控模块9的微控制单元94，使得主控模块9通过人机交互界面91告知操作者存储器701并未成功安装。

当存储器701安装在第一托盘705上时，且推台7033开始将存储器701中的材料挤出时，可以通过对存储器701受到的力的大小进行判断存储器701中的气泡是否排出完毕，并在材料被挤出后，可以通过存储器701受到的力的大小进行判断存储器701中的材料是否挤出完毕，并将力传感器706检测的信息通过辅助信号采集器传达至主控模块9的微控制单元94，使主控模块9通过人机交互界面91对需要采取的措施进行判断(请参阅图1)。

请参阅图7b，其为本申请一实施例的输送组件70的结构示意图。于一实施例中，单个输送组件70还包括导轨704，导轨704设置在机箱1上，且第一托盘705通过导轨704能滑动地设置在机箱1上。

请参阅图7c，其为本申请一实施例的输送组件70的结构示意图。于一实施例中，单个输送组件70包括存储器701、传输管702和挤压装置703、第一托盘705、力传感器706，存储器701包括储液袋7013，用于存放打印材料或者处理液；挤压装置703包括设置在第一托盘705上的蠕动泵7034，传输管702穿过蠕动泵7034后与储液袋7013相连。存储温控单元82(请参阅图6)设于存储器701处。

请参阅图7d，其为本申请一实施例的输送组件70的结构示意图。于一实施例中，单个输送组件70还包括导轨704，导轨704设置在机箱1上，且第一托盘705通过导轨704能滑动地设置在机箱1上。

请参阅图8a，其为本申请一实施例的处理液输送组件71的俯视图。在图7b实施例的基础上，处理液输送组件71包括相应的第一存储器711、第一挤压装置713、第一导轨714、第三托盘715和第一力传感器716，第一存储器711包括相应的第一针筒管7111和第一活塞推杆7112。供液温控器822设于处理液输送组件71处，其中，供液温控器822的温度传感器85可以设于第一存储器711和第三托盘715之间。

请参阅图8b，其为本申请一实施例的处理液输送组件71的仰视图。第一挤压装置713包括相应的第一驱动电机7131、第一螺杆7132和第一推台7133。第一驱动电机7131与第一螺杆7132传动连接，第一推台7133设于第一螺杆7132上并能随第一螺杆7132的转动而沿第一螺杆7132的轴线方向移动。第一活塞推杆7112与第一推台7133相连并能随之移动，使得第一针筒管7111内的处理液被挤压至传输管702。

请参阅图8c，其为本申请一实施例的处理液输送组件71的俯视图。在图7d实施例的基础上，处理液输送组件71包括相应的第一存储器711、第一挤压装置713、第一导轨714、第三托盘715和第一力传感器716，第一存储器711包括相应的第一储液袋7113。第一挤压装置713包括相应的第一蠕动泵7134。其中，供液温控器822设于处理液输送组件71处，温度传感器85设于第一存储器711和第三托盘715之间。

请参阅图9a，其为本申请一实施例的打印材料输送组件72的俯视图。在图7a实施例的基础上，打印材料输送组件72包括相应的第二存储器721、第二挤压装置723、第四托盘725和第二力传感器726，第二存储器721包括相应的第二针筒管7211和第二活塞推杆7212。

于一实施例中，供料温控器821设于打印材料输送组件72处，供料温控器821的温度传感器85可以设于第二存储器721和第四托盘725之间。

于一实施例中，传输温控单元83设于与第二存储器721连接的传输管702上和/或设于第二存储器721和传输管702的连接处，传输温控单元83的温度传感器85可以设于与第二存储器721连接的传输管702上或者第二存储器721和传输管702的连接处。

请参阅图9b，其为本申请一实施例的打印材料输送组件72的仰视图。第二挤压装置723包括相应的第二驱动电机7231(请参阅图9c)、第二螺杆7232和第二推台7233。第二驱动电机7231与第二螺杆7232传动连接，第二推台7233设于第二螺杆7232上并能随第二螺杆7232的转动而沿第二螺杆7232的轴线方向移动。第二活塞推杆7212与第二推台7233相连并能随之移动，使得第二针筒管7211内的打印材料被挤压至传输管702。

请参阅图9c，其为本申请一实施例的打印材料输送组件72的剖视图。第二挤压装置723还包括第四滑轮7234和第四皮带7235，第四滑轮7234和第四皮带7235将第二驱动电机7231和第二螺杆7232传动连接在一起，即第二驱动电机7231通过带传动与第二螺杆7232传动连接。于一实施例中，第二驱动电机7231可以是伺服电机或步进电机。

请参阅图9d，其为本申请一实施例的打印材料输送组件72的剖视图。在图7c实施例的基础上，打印材料输送组件72包括相应的第二存储器721、第二挤压装置723、第四托盘725和第二力传感器726，第二存储器721包括相应的第二储液袋7213，第二挤压装置723包括相应的第二蠕动泵7236。

于一实施例中，其中一个温度传感器85设于第二存储器721和第四托盘725之间。其中一个温度传感器85设于与第二存储器721连接的传输管702上或者第二存储器721和传输管702的连接处。

请参阅图10a，其为本申请一实施例的工位3和成型工位温控器811的剖视图。储存工位31上设有存储筒311，打印器皿30可以层层叠加形成打印器皿30组，打印器皿30组可以放置在存储筒311内，并能被工位切换模块5(请参阅图2)逐个提取。

于一实施例中，存储筒311的开口端上设有卡扣312，卡扣312能与打印器皿30相抵，防止打印器皿30从存储筒311脱出，卡扣312能与工位切换模块5(请参阅图1)相配，并被推开，使得打印器皿30被工位切换模块5从存储筒311逐个提取出来。于一实施例中，卡扣312的截面为“L”形。

存储筒311还包括第五托盘313，打印器皿30可以层层叠加组成的打印器皿30组设置在第五托盘313上。存储筒311还包括弹簧314，弹簧314的一端连接在存储筒311的内底面上，弹簧314的另一端连接在第五托盘313的底面上。

打印工位33上开设有凹坑37，凹坑37的底部设有成型工位温控器811。预处理工位32、后处理工位34、检测工位35上开设有凹坑37，凹坑37的底部设有成型工位温控器811。凹坑37的内壁与打印器皿30的内壁相配。

于一实施例中，多个工位3为具有高导热性的金属材料制成的，例如：铝合金或黄铜。于一实施例中，多个工位3和成型工位温控器811外覆盖有隔热外层38，用于防止所各个工位3的温度受到外界的影响发生变化。隔热外层38为具有高隔热性的材料制成的，例如：ABS树脂或者气凝胶。预处理工位32中的凹坑37的底部或者侧面设有第一传感器321，用于检测是否有打印器皿进入预处理工位。第一传感器321可以是重力传感器或者光学传感器。

预处理喷头21上还设有第一紫外线光源211和预处理液移除管212，第一紫外线光源211用于发出紫外光并对打印器皿30进行灭菌，预处理液移除管212用于移除预处理工位32中残余的预处理液。

后处理喷头22上设有第二紫外线光源221和后处理液移除管222，第二紫外线光源221用于发出紫外光并对打印器皿30内的打印物件进行光固化，第二紫外线光源221可拆卸地设于预处理工位32上。后处理液移除管222用于移除后处理工位34中残余的后处理液。

请参阅图10b，其为本申请一实施例的工位3和成型工位温控器811的剖视图。存储筒311还包括第四驱动电机315，第四驱动电机315上传动连接有第三螺杆316，第三螺杆316上设有能沿其滑动的滑块317，第五托盘313与滑块317固定连接。第四驱动电机315可以是伺服电机或步进电机。

请参阅图10c，其为本申请一实施例的槽筒318和打印器皿30的剖视图。于一实施例中，存储筒311还包括槽筒318。打印器皿30叠成的打印器皿30组先放入槽筒318中，再放入存储筒311。槽筒318上设有槽筒盖3181，用于密封。

请参阅图11a，其为本申请一实施例的喷头移动模块6的仰视图。于一实施例中，喷头移动模块6包括打印平台61、XY方向运动系统62和Z方向运动系统63，打印平台61设置在机箱1内，且设于打印工位33的一侧；XY方向运动系统62与打印喷头23相连，并设置打印平台61上，用于使打印喷头23沿X方向或者Y方向运动；Z方向运动系统63与打印平台61相连，用于使打印平台61沿Z方向运动；其中，X方向、Y方向与Z方向相互垂直。

喷头移动模块6包括防尘罩633，防尘罩633与打印平台61相连并能随打印喷头23移动，用于遮挡打印喷头23。于一实施例中，防尘罩633可以是具有伸缩性的风琴式防尘罩，也可以是由三个带孔的盘组成的防护罩，从而可以防止污染物溢出，可以防止污染打印区域。

于一实施例中，防尘罩633为包括三个带孔的盘，三个带孔的盘分别为第一圆盘、第二圆盘和第三圆盘，第二圆盘连接并罩设在打印平台61上，第一圆盘和第三圆盘分别位于第二圆盘的上下两侧。其中，第二圆盘上具有第二通孔，第二通孔作为打印喷头23移动的空间，第一圆盘和第三圆盘上分别具有第一通孔和第三通孔，第一通孔和第三通孔供打印喷头23穿过，并与打印喷头23相连，使得第一圆盘和第三圆盘能随打印喷头23移动，并在第一圆盘和第三圆盘移动过程中，第一圆盘和第三圆盘使得第二通孔一直处于封闭状态。

于一实施例中，XY方向运动系统62包括X方向导轨621和Y方向导轨622、滑轮组623、第一皮带624、第五驱动电机626和第六驱动电机627。滑轮组623包括多个滑轮，滑轮设于打印平台61上，并能绕自身轴线方向旋转；第一皮带624设于滑轮组623上，且与打印喷头23连接；Y方向导轨622沿Y方向设于打印平台61；X方向导轨621沿X方向设于打印平台61，且X方向导轨621能滑移地设置在Y方向导轨622上；打印喷头23能滑移地设置在X方向导轨621上；第五驱动电机626与滑轮组623中一个滑轮传动连接，用于驱使打印喷头23沿X方向和Y方向移动；第六驱动电机627与滑轮组623中一个滑轮传动连接，用于驱使打印喷头23沿X方向和Y方向移动。

其中，滑轮组623中的滑轮用于拉伸和调整第一皮带624的方向，可根据需要增加或删减滑轮组623中滑轮的个数。

故XY方向运动系统62的工作原理是CoreXY的工作原理，从而可以将第五驱动电机626和第六驱动电机627的运转转换成打印喷头23沿X方向和Y方向的运动。

主控模块9通过X方向驱动电机第五驱动电机626令滑轮带动第一皮带624运转ΔA的距离；主控模块9通过第六驱动电机627令滑轮带动第一皮带624运转ΔB的距离；主控模块9可以通过公式Δx＝(ΔA+ΔB)/2和公式Δy＝(ΔA－ΔB)/2对第五驱动电机626和第六驱动电机627进行精确控制以实现打印喷头23底在x轴方向和y轴方向的精确运动。上述公式中Δx为打印喷头23在x轴方向的运动距离；公式中Δy为打印喷头23在y轴方向的运动距离。

其中，XY方向运动系统62可以是采用CoreXY的工作原理制成的装置，也可以是采用三轴正交模组(XYZ三轴运动平台)、并联机器人(DeltaParallelMechanism)或平面关节型机器人的工作原理制成的装置。

请参阅图11b，其为本申请一实施例的喷头移动模块6的结构示意图。于一实施例中，Z方向运动系统63包括Z方向驱动电机632和Z方向螺杆631，Z方向螺杆631与Z方向驱动电机632传动连接，打印平台61能移动地设于Z方向螺杆631上。

第五驱动电机626与滑轮组623中一个滑轮通过第五皮带6261和第五滑轮6262传动连接在一起。第六驱动电机627与滑轮组623中一个滑轮通过第二皮带6271和第二滑轮6272传动连接。

其中，第五驱动电机626、第六驱动电机627、Z方向驱动电机632可以为步进电机或者伺服电机。

请参阅图12a，其为本申请一实施例的打印喷头23的结构示意图。于一实施例中，打印喷头23包括打印针头231、第一底座232和外壳233，第一底座232设置在X方向导轨621(请参阅图11a)上，并与皮带相连；外壳233设置在第一底座232上，并罩设在打印针头231外。

于一实施例中，外壳233包括针头外壳2331和喷头外壳2332，针头外壳2331罩设在打印针头231外，并与两根传输管702相连，两根传输管702分别为处理液输送组件71的一根传输管702和打印材料输送组件72的一根传输管702。

请参阅图12b，其为本申请一实施例的打印喷头23的爆炸示意图。打印喷头23还包括光固化模块24。光固化模块24设于喷头外壳2332的外侧。光固化模块24用于为挤出的3D打印材料提供光固化条件，例如紫外线的照射。光固化模块24接收主控模块9的指令，以控制光照的时间，强度等参数。主控模块9中的微控制单元94辅助运动控制器控制该光固化模块24。

其中，光固化模块24还可以设于喷头外壳2332的内侧，使得3D打印材料在加温的同时打印喷头23可以从内部对3D打印材料进行光固化。

请参阅图13a，其为本申请一实施例的打印针头231的剖视图。打印针头231包括外针2311和内针2312，外针2311具有空腔23111，且内针2312穿设于外针2311的空腔23111内。故可以通过改变内针2312的数量、长度和排布方法，实现在3D打印过程中提供多种材料的混合，包覆，交替等操作，以丰富可实现的3D打印结构。

于一实施例中，内针2312的外径小于外针2311的内径，使得内针2312的外表面不与外针2311的内表面接触。于一实施例中，内针2312至少设有一个，内针2312具有针头23121，针头23121设于外针2311的空腔23111内或者穿过外针2311设于外针2311的空腔23111外侧。

于一实施例中，内针2312设有一个，针头23121设于外针2311的空腔23111内，内针2312的长度小于外针2311长度。此时内针2312和外针2311均与打印材料输送组件72的传输管702连接，从而可以实现单独打印。

于一实施例中，内针2312设有一个，针头23121设于外针2311的空腔23111的外侧，即内针2312的长度大于外针2311长度。此时内针2312和外针2311均与打印材料输送组件72的传输管702连接。

请参阅图13b，其为本申请一实施例的打印针头231的剖视图。内针2312设有两个，两个内针2312的针头23121均穿过外针2311设于外针2311的空腔23111外侧。内针2312的长度大于外针2311长度。此时内针2312和外针2311均与打印材料输送组件72的传输管702连接，从而可以实现并联打印。

请参阅图13c，其为本申请一实施例的打印针头231的剖视图。于一实施例中，内针2312设有两个，两个内针2312的针头23121均设于外针2311的空腔23111内。内针2312的长度小于外针2311长度。此时内针2312和外针2311与打印材料输送组件72的传输管702连接或者与处理液输送组件71的传输管702连接，可在外针2311的内部混匀后再进行打印，从而可以实现混匀打印。

请参阅图13d，其为本申请一实施例的打印针头231的剖视图。内针2312设有两个，分别为第一内针2312a和第二内针2312b。第一内针2312a的针头23121设于外针2311的空腔23111内，第一内针2312a的长度小于外针2311长度；第二内针2312b的针头23121穿过外针2311设于外针2311的空腔23111外侧，第二内针2312b的长度大于外针2311长度。外针2311的内壁向内凸设有四个成圆周阵列的凸起23112，将第二内针2312b固定。第一内针2312a设于凸起23112的上方。外针2311的外壁上且位于凸起23112的对应处向内设有四个成圆周阵列的凹槽23113。该四个成圆周阵列的凹槽23113的设置，可以限制内针的活动，确保内针和外针的空腔截面为两个同心的圆形，以实现挤出的同轴打印材料(圆管)在各个方向壁厚的均匀性。

第一内针2312a和第二内针2312b与打印材料输送组件72的传输管702连接或者与处理液输送组件71的传输管702连接。当第一内针2312a挤出材料后，材料会沿着外针2311的内壁尤其是凸起23112的内表面向下流出，通过第二内针2312b外壁与凸起23112的内表面之间的间隙，从外针2311挤出后，与第二内针2312b挤出的材料进行重叠，形成同轴打印。

请参阅图13e，其为本申请一实施例的打印针头231的剖视图。于一实施例中，内针2312设有两个，分别为第一内针2312a和第二内针2312b，第一内针2312a的针头23121设于外针2311的空腔23111内，第一内针2312a的长度小于外针2311长度；第二内针2312b的针头23121设于外针2311的空腔23111内，第二内针2312b的长度小于外针2311长度。外针2311的内壁向内凸设有四个成圆周阵列的凸起23112，将第二内针2312b固定。第一内针2312a设于凸起23112的上方。外针2311的外壁上且位于凸起23112的对应处向内设有四个成圆周阵列的凹槽23113。该四个成圆周阵列的凹槽23113的设置，可以限制内针的活动，确保内针和外针的空腔截面为两个同心的圆形，以实现挤出的同轴打印材料(圆管)在各个方向壁厚的均匀性。

第一内针2312a和第二内针2312b与打印材料输送组件72的传输管702连接或者与处理液输送组件71的传输管702连接。当第一内针2312a挤出材料后，材料会沿着外针2311的内壁尤其是凸起23112的内表面向下流出，通过第二内针2312b外壁与凸起23112的内表面之间的间隙，与第二内针2312b挤出的材料进行重叠后，从外针2311挤出，形成同轴打印。

请参阅图14a，其为本申请一实施例的工位切换模块5的结构示意图。于一实施例中，工位切换模块5包括第二底座51、夹取件52和第二移动装置53，第二底座51设于机箱1上，且位于工位3的一侧；夹取件52能移动地设于第二底座51上，用于夹取打印器皿30；第二移动装置53与夹取件52相连，用于移动夹取件52和/或工位3。

请参阅图14b，其为本申请一实施例的夹取件52的俯视图。夹取件52包括第二托盘523、第一货叉521和第二货叉522，第二托盘523能移动地设于第二底座51(请参阅图14a)上，第二托盘523上设有滑动槽5233；第一货叉521与第二托盘523固定连接，在第一货叉521上设有多个用于夹取打印器皿30的第一通孔5211；第二货叉522能滑动地设置在滑动槽5233中，在第二货叉522上设有用于夹取打印器皿30的第二通孔5221。

于一实施例中，第一通孔5211贯穿第一货叉521的上下表面及其一侧壁。第二通孔5221贯穿第二货叉522的上下表面及其一侧壁。

于一实施例中，第一货叉521在于第一通孔5211相邻的两个侧壁上分别设有一个切角5212。

于一实施例中，第一货叉521上的第一通孔5211设有4个，且4个第一通孔5211位于同一直线(该直线沿Y方向设置)上，分别对应储存工位31、预处理工位32、打印工位33和后处理工位34。第二货叉522上的第二通孔5221设有一个，用于对应于检测工位35，其中，第二货叉522能滑动地设置在滑动槽5233，则在第一货叉521保持不动的情况下，令第二货叉522在滑动槽5233内滑动一定距离后，从而可将检测工位35上的打印器皿30精准移动到物件存放工位36上的一个安装孔3641中。

请参阅图14c，其为本申请一实施例的第一货叉521的结构示意图。第一货叉521的底面上设有与卡扣312(请参阅图10a)相配的推动叉5213，推动叉5213为L形槽状。

请参阅图14d，其为本申请一实施例的工位切换模块5的右视图。第二移动装置53包括横移组件531、纵移组件532和升降组件533。横移组件531与第二货叉522传动连接，并用于驱使第二货叉522沿X方向移动；升降组件533与第二托盘523传动连接，并用于驱使第二托盘523沿Z方向移动。升降组件533可以包括电机和螺杆，或者可以包括气缸或者液压缸。

请参阅图14e，其为本申请一实施例的工位切换模块5的左视图。其中，第二托盘523上设有第一磁性件5234，第二货叉522上设有与第一磁性件5234相配的第二磁性件5222；第二底座51上设有第三磁性件511，在第二托盘523上设有与第三磁性件511相配的第四磁性件5235。

横移组件531包括横移电机5311、横移滑轮5312和横移皮带5313。第二托盘523的底面向下延伸有第一支杆5231和第二支杆5232，第一磁性件5234设于第一支杆5231上，第四磁性件5235设于第二支杆5232上。第二货叉522的底面向下延伸有第三支杆5223，第二磁性件5222设于第三支杆5223上。滑动槽5233为贯穿槽，第三支杆5223穿过滑动槽5233，使得第二货叉522能滑动的设置在第二托盘523上。

第三支杆5223与横移皮带5313连接，并在横移皮带5313带动下沿Y方向移动，使得第二货叉522沿Y方向移动；第一支杆5231在第一磁性件5234和第二磁性件5222之间的磁牵引力的作用下随第三支杆5223沿Y方向移动，从而使得第一货叉521、第二托盘523和第二货叉522同步运动。

当第二货叉522移动到一定距离，则同步运动的第二托盘523也移动到一定距离，当第二支杆5232运动第二底座51上的第三磁性件511的位置时，第二支杆5232上的第四磁性件5235与第二底座51上的第三磁性件511之间产生一定的磁牵引力，从而使得第二托盘523与第二底座51固定在一起，第二货叉522和第二托盘523分离，此时第二货叉522可以用于将检测工位35上的打印器皿30精准移动到物件工位3上的一个安装孔3641中。

于一实施例中，横移电机5311可以为步进电机或者伺服电机。第一磁性件5234、第二磁性件5222、第三磁性件511和第四磁性件5235可以为永磁铁或者电磁铁。

请参阅图14f，其为本申请一实施例的工位切换模块5的俯视图。所述多个工位3安装在固定板5321上，所述固定板5321能移动地设置在所述机箱1内；第二移动装置53还包括纵移组件532，所述纵移组件532与固定板5321传动连接，并用于驱使所述固定板5321沿Y方向移动。于一实施例中，纵移组件532可以包括电机和螺杆。

请参阅图15a，其为本申请一实施例的3D打印机100的正视图。机箱1为立式机箱，在机箱1包括机体11，机体的中部开设有一开口111，开口111为一贯穿机箱1的三个侧壁的通孔，以开口111作为3D打印的工作空间14。主控模块9设于开口111的上方，且位于机箱1的右侧；物料输送模块7均设于设于开口111的上方，且位于机箱1的左侧，主控模块9的左侧。喷头移动模块6、工位3和工位切换模块5、环境控制模块4设于开口111内。其中，环境控制模块4、喷头移动模块6、工位3和工位切换模块5沿X方向依次分布。

请参阅图15b，其为本申请一实施例的3D打印机100的结构示意图。于一实施例，开口111为方形孔，罩子12设于开口111的内表面上，且位于工位3的上方。

一种3D打印方法，使用上述的3D打印机100，包括以下步骤：

确认3D打印的个数、形状等数据并发送给主控模块9；

主控模块9通过喷头移动模块6控制打印喷头23移动并挤出相应的打印材料；

主控模块9通过设于物料输送模块、工位和打印喷头上的温控模块8调节各个部件的温度；

多个打印器皿30放置在其中一个工位3处，主控模块9控制工位切换模块5依次将打印器皿30取出，并令打印器皿30依次进入各个工位3，且依次对打印器皿30进行预处理、打印、后处理、检测和归档操作，完成打印。

一种3D打印方法，使用上述的3D打印机100，包括以下步骤：

当打印器皿30位于检测工位35处时，检测工位35检测质量信息并记录检测得到的质量信息；

主控模块9判断此时打印器皿30中的物件是否为次品：

若是，则第一移动装置363将次品座362移动至于检测工位35对接的地方，工位切换模块5依次将该打印器皿30移动至次品座362；

若否，则第一移动装置363将成品座361移动至于检测工位35对接的地方，工位切换模块5依次将该打印器皿30移动至成品座361。

一种3D打印方法，使用上述的3D打印机100，包括以下步骤：

主控模块9根据所记录的检测质量信息判断此时次品座362中的物件是否需要进行修复打印：

若是，则依次将打印器皿30取出并依次送入打印工位33进行修复打印；

若否，则次品座362中的物件不进行修复打印。

本3D打印机100的使用方法，使用上述的3D打印机100，包括以下步骤：

将3D打印机100置于超净间的工作环境中，操作人员应采用超净间的工作标准，穿戴防护服、手套，并在每次开启罩子12前对手套进行喷洒酒精灭菌，打开罩子12，根据操作者的应用需求选择单独打印、并联打印、同轴打印和混匀打印所对应的打印针头231安装在喷头外壳2332上，将喷头外壳2332安装在第一底座232上，关闭罩子12；如果3D打印机100置于非超净间的工作环境中时，则通过主控模块9设置通风装置43持续运行，保证打印空间内始终为正压(即将打印机罩子内的空间形成一个小超净间)持续向外吹出过滤过的空气，确保打印空间无菌。

将电源插口15通电，等待触摸显示屏911亮起，通过按键912、摇杆913和触摸显示屏911输入指令，使环境控制模块4中紫外光源42的高波段紫外光源42开启30分钟后关闭，随后使环境控制模块4中紫外光源42的低波段紫外光源42开启30分钟后关闭，随后开启通风装置43的通风扇431使超净间的洁净空气通过过滤装置432的滤网通入3D打印机100工作空间14，并设置当罩子12开启角度超过10度时自动开启通风扇431或设定与罩子12的开启角度无关，持续开启通风扇431，降温加湿装置44将3D打印机100工作空间14的湿度控制为70％；

通过按键912、摇杆913和触摸显示屏911输入指令，设置存储温控单元82控制温度为20℃，设置传输温控单元83控制温度为35℃，设置挤出温控单元84控制温度为10℃，设置成型工位温控器811控制温度为10℃，设置物件温控器812控制温度为10℃，并观察触摸显示屏911，等待系统显示各温控模块8达到设定温度；

抽出处理液输送组件71，将第一个装有磷酸缓冲盐溶液(phosphate buffersaline，简称PBS)的第一存储器711安装在第三托盘715上，并与第一根传输管702相连，将第二个装有氯化钙溶液的第一存储器711安装在第三托盘715上，并与第二根传输管702相连；

打开罩子12，更换打印材料输送组件72，将第一个装有海藻酸钠溶液的第二存储器721安装在第四托盘725上，并与第三根传输管702相连，将第二个装有Pluronic－F127(泊洛沙姆系列的407型号即泊洛沙姆407)的第二存储器721安装在第四托盘725上，并与第四根传输管702相连，将装有24个打印器皿30的存储筒311安装在储存工位31顶层或将存储筒311安装在储存工位31顶层后，将装有24个打印器皿30的槽筒318装入存储筒311；将一个无菌的设有12个安装孔3641的安装板364安装在成品座361，将一个无菌的设有12个安装孔3641的安装板364安装在次品座362，关闭罩子12；

通过按键912、摇杆913和触摸显示屏911选定并编辑要打印的模型，确认模型后开始3D打印，3D打印为自动操作。

成品座361中承载的安装板364中相应的安装孔3641都装有一个质量合格的支架后主控模块9停止批量打印，并通过触摸显示屏911提示操作者打印完成，操作者开启罩子12，取出成品座361中承载的安装板364，并根据操作者的实际需求选择为成品座361中添加新的安装板364以继续打印或是关闭罩子12以终止打印。

本3D打印机100的打印方法，包括以下步骤：

第1步：纵移组件532运作，使固定板5321移动，令工位3移动到第一货叉521正下方，使推动叉5213推动卡扣312，让存储筒311中供打印器皿30通过的通道开启，弹簧314推动第五托盘313，使1号打印器皿30上移并与第一货叉521契合；

第2步：升降组件533运作，将第一货叉521上抬，提取1号打印器皿30，同时使推动叉5213离开卡扣312，让存储筒311中供打印器皿30通过的通道关闭，使2号打印器皿30无法离开存储筒311；

第3步：横移组件531运作，带动第二货叉522沿储存工位31，预处理工位32，打印工位33，后处理工位34，检测工位35，物件存放工位36组成的打印主线(与Y方向同向)横移一个工位3的距离，该横移开始时，由于第一磁性件5234和第二磁性件5222处于贴合状态，第三磁性件511和第四磁性件5235处于分离状态，第二货叉522带动第二托盘523一起进行横移一个工位3的距离，第二托盘523带动第一货叉521一起进行横移，该横移结束时，第一磁性件5234和第二磁性件5222和第三磁性件511和第四磁性件5235都处于贴合状态；

第4步：升降组件533运作，将第一货叉521下降，随后纵移组件532运作，使固定板5321远离第一货叉521回到初始位置；

第5步：横移组件531运作，带动第二货叉522沿打印主线反方向返回，此时第一磁性件5234和第二磁性件5222处于贴合状态，第三磁性件511和第四磁性件5235处于分离状态，第二货叉522带动第二托盘523，使第二货叉522和第一货叉521回到初始位置；

第6步：经过第2－4步的操作后，1号打印器皿30从储存工位31通过第一货叉521移动到预处理工位32，经第一传感器321确认1号打印器皿30正确进入预处理工位32后，将信息上传至主控模块9；

第7步：处理液输送组件71中，与第一个第二存储器721对应的第二驱动电机7231运作，拉动对应的第二推台7233，将第一个第二存储器721中的PBS溶液通过传输管702加入预处理工位32，对预处理工位32中的打印器皿30进行清洗；

第8步：重复第2－5步的操作，使1号打印器皿30从预处理工位32进入打印工位33，同时2号打印器皿30从储存工位31进入预处理工位32，并由经第一传感器321确认2号打印器皿30正确进入预处理工位32后，将信息上传至主控模块9；

第9步：将打印针头231移入针头清洁筒13中进行清洁和位置校准，根据针头23121结构所对应单独打印、并联打印、同轴打印和混匀打印的一种打印方法进行操作，在置于打印工位33中的打印器皿30中完成打印，获得海藻酸钠外层和Pluronic－F127内层的同轴生物支架；与此过程同时，预处理工位32中重复第5步的操作；

第10步：重复第2－5步的操作，使1号打印器皿30从打印工位33通过第一货叉521移动至后处理工位34，同时2号打印器皿30从预处理工位32进入打印工位33，3号打印器皿30从储存工位31进入预处理工位32，并由经第一传感器321确认3号打印器皿30正确进入预处理工位32后，将信息上传至主控模块9；

第11步：处理液输送组件71中，与第二个第二存储器721对应的第二驱动电机7231运作，拉动对应的第二推台7233，将第二个第二存储器721中的氯化钙溶液通过传输管702和与后处理喷头22加入后处理工位34对1号打印器皿30中的生物支架进行交联，与此过程同时，预处理工位32中重复第5步的操作，打印工位33中重复第7步的操作；

第12步：重复第2－3步的操作，使1号打印器皿30从后处理工位34通过第一货叉521移动至检测工位35，同时2号打印器皿30从打印工位33进入后处理工位34，3号打印器皿30从预处理工位32进入打印工位33，4号打印器皿30从储存工位31进入预处理工位32，并由经第一传感器321确认4号打印器皿30正确进入预处理工位32后，将信息上传至主控模块9；

第13步：检测工位35对1号打印器皿30所承载的支架即打印物件进行观察，并对支架质量进行评估，检测工位35对1号打印器皿30上的标识码进行扫描，主控模块9对1号打印器皿30的信息和承载的支架的质量进行记录，与此过程同时，预处理工位32中重复第5步的操作，打印工位33中重复第7步的操作，后处理工位34中重复第9步的操作；

第14步：重复第2－4步的操作，使1号打印器皿30被第二货叉522提取，2号打印器皿30从后处理工位34通过第一货叉521移动至检测工位35，同时3号打印器皿30从打印工位33进入后处理工位34，4号打印器皿30从预处理工位32进入打印工位33，5号打印器皿30从储存工位31进入预处理工位32，并由经第一传感器321确认5号打印器皿30正确进入预处理工位32后，将信息上传至主控模块9；

第15步：横移组件531运作，带动第二货叉522沿打印主线横移，使第一磁性件5234和第二磁性件5222分离，第三磁性件511和第四磁性件5235贴合，以保持第一货叉521的位置不变，第二货叉522继续沿打印主线横移，将1号打印器皿30移至物件存放工位36，分别对应成品座361和次品座362的第三驱动电机3631运作，分别带动与第三驱动电机3631相连接的第三滑轮3632和第三皮带3633以调节成品座361和次品座362在垂直打印主线方向(X方向)的位置，根据第13步中的支架的评估结果，通过横移组件531和第三驱动电机3631的精确控制将1号打印器皿30的位置调整在成品座361或次品座362中承载的安装板364中相应的安装孔3641(储存位置)上方；

第16步：升降组件533运作，将第一货叉521下降，使1号打印器皿30进入成品座361或次品座362中承载的安装板364中相应的安装孔3641，与此操作同时2号打印器皿30进入检测工位35，3号打印器皿30进入后处理工位34，2号打印器皿30进入打印工位33，1号打印器皿30进入预处理工位32，随后纵移组件532运作，使固定板5321远离第一货叉521回到初始位置；

第17步：横移组件531运作，带动第二货叉522沿打印主线反方向返回，随后第一磁性件5234和第二磁性件5222进入贴合状态，横移电机5311继续运作，使第三磁性件511和第四磁性件5235进入分离状态，第二货叉522带动第二托盘523，进一步带动第一货叉521运动，使第二货叉522和第一货叉521回归初始位置；

第18步：重复14－17步中的操作。

本3D打印机100的打印方法，还包括以下步骤：

步骤1：通过按键912、摇杆913和触摸显示屏911调取批量化打印过程中根据打印器皿30上标识码记录的检测结果，选取其中由于打印过程中断丝、材料用尽等问题产生的有结构缺陷但仍可通过二次打印进行结构修复的样品；

步骤2：打开罩子12，对应样品记录将次品座362中的打印器皿30移动至打印工位33，关闭罩子12；

步骤3：通过按键912、摇杆913和触摸显示屏911编辑对样品结构进行修复的模型和打印路径，并执行打印；

步骤4：打开罩子12，将含有修复完成的生物支架的打印器皿30取出。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种3D打印机，其特征在于，包括：

主控模块，

机箱，所述机箱内设有输送喷头、多个工位和多个打印器皿，所述输送喷头设于所述工位的上方，所述打印器皿设置在所述工位上，所述输送喷头包括打印喷头，多个所述工位包括依次设置的储存工位、预处理工位、打印工位、后处理工位、检测工位和物件存放工位；所述打印器皿上设有标识码，所述检测工位对所述标识码进行扫描、识别并记录；

所述物件存放工位包括成品座、次品座和多个第一移动装置，多个所述第一移动装置分别与所述成品座和所述次品座相连，用于移动所述成品座和所述次品座；

所述输送喷头包括预处理喷头和后处理喷头，所述打印喷头设置在打印工位的上方，所述预处理喷头设置在预处理工位的上方，所述后处理喷头设置在后处理工位的上方；

所述预处理喷头上还设有第一紫外线光源和预处理液移除管，所述第一紫外线光源用于发出紫外光并对所述打印器皿进行灭菌，预处理液移除管用于移除所述预处理工位中残余的预处理液；

所述后处理喷头上设有第二紫外线光源和后处理液移除管，所述第二紫外线光源用于发出紫外光并对所述打印器皿内的打印物件进行光固化，所述第二紫外线光源可拆卸地设于所述预处理工位上，所述后处理液移除管用于移除所述后处理工位中残余的后处理液；

环境控制模块，设于所述机箱内，并电性连接于所述主控模块，用于调整所述机箱内的环境状况；

工位切换模块，设于所述机箱内，并电性连接于所述主控模块，用于驱动所述打印器皿和/或所述工位，使得所述打印器皿在各个所述工位之间进行转移；

喷头移动模块，所述喷头移动模块与所述打印喷头相连，并电性连接于所述主控模块，用于驱动所述打印喷头在各个所述工位之间进行转移，所述喷头移动模块包括：

打印平台，设置在所述机箱内，且设于所述打印工位的一侧；

XY方向运动系统，相连于所述打印喷头，并设置于所述打印平台上，用于使所述打印喷头沿X方向或者Y方向运动；

Z方向运动系统，相连于所述打印平台，用于使所述打印平台沿Z方向运动；

其中，X方向、Y方向与Z方向相互垂直；

所述XY方向运动系统包括:

滑轮组，包括多个滑轮，所述滑轮设于所述打印平台上，并能绕自身轴线方向旋转；

皮带，设于所述滑轮组上，且与所述打印喷头连接；

Y方向导轨，沿所述Y方向设于打印平台；

X方向导轨，沿所述X方向设于打印平台，且能滑移地设置在所述Y方向导轨上；所述打印喷头能滑移地设置在所述X方向导轨上；

第五驱动电机，连接于所述滑轮组中的一个滑轮，用于驱使所述打印喷头沿X方向和Y方向移动；

第六驱动电机，连接于所述滑轮组中的一个滑轮，用于驱使所述打印喷头沿X方向和Y方向移动；

所述Z方向运动系统包括:

Z方向驱动电机；

Z方向螺杆，连接于Z方向驱动电机；

其中，所述打印平台能移动地设于所述Z方向螺杆上；

所述打印喷头包括：

打印针头，

第一底座，设置在所述X方向导轨上，并连接于所述皮带；

外壳，设置在所述第一底座上，并罩设在所述打印针头外；

所述打印针头包括外针和内针，所述外针和内针都具有空腔，且所述内针穿设于所述外针的空腔内，所述内针至少设有一个，所述内针具有针头，所述针头设于所述外针的空腔内或者穿过所述外针设于所述外针的空腔外侧；

物料输送模块，相连于物料输送模块与所述输送喷头，并电性连接于所述主控模块，用于向所述输送喷头输送材料；

所述物料输送模块包括两个输送组件，两个所述输送组件分别为：

打印材料输送组件，所述打印材料输送组件与所述打印喷头相连，用于输送打印材料；

处理液输送组件，所述处理液输送组件与所述打印喷头、所述预处理喷头或者所述后处理喷头相连，用于输送处理液；

单个所述输送组件包括：

第一托盘，设置在所述机箱上；

存储器，用于存放打印材料或者处理液；

传输管，用于将所述存储器与所述输送喷头连接在一起；

挤压装置，相连于所述存储器，并用于驱动所述存储器中的打印材料或者处理液流动；

温控模块，设于所述物料输送模块、所述工位和所述打印喷头上，并电性连接于所述主控模块，用于调节温度；

所述温控模块包括：

工位温控单元，设于所述工位的底部，并用于对所述工位进行控温；

存储温控单元，设于所述存储器处，并用于对打印材料或者处理液进行控温；

传输温控单元，设于所述传输管上，并用于对所述传输管进行温控；

挤出温控单元，设于所述打印喷头处，并用于对所述打印喷头进行控温；

所述主控模块设于所述机箱的右侧，所述环境控制模块、所述喷头移动模块和所述工位切换模块设于所述机箱的左侧，且沿X方向依次分布；

所述处理液输送组件设于所述主控模块的右侧，所述打印材料输送组件设于所述主控模块的左侧，所述喷头移动模块的右侧。

2.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，所述机箱包括机体和罩子，所述机体上设有开口，所述罩子设于所述机体上，且位于所述开口处，

所述环境控制模块包括：

温湿度传感器，设于所述罩子的内表面上，用于检测所述机箱内的温度和湿度；

紫外光源，设于所述罩子上，用于提供紫外光；

通风装置，包括通风扇和过滤装置，并设于所述机体上，用于提供空气；

降温加湿装置，设于所述罩子上，用于提供水汽和气体。

3.根据权利要求2所述的3D打印机，其特征在于，所述罩子与所述机体上成铰接设置，且所述罩子盖合在所述机体上时，所述罩子用于封闭所述机体上的开口；

所述环境控制模块包括：

位置传感器，设于所述罩子上，用于检测所述罩子与所述机体所形成的夹角。

4.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，

所述存储器包括针筒管和设置在所述针筒管内的活塞推杆，

所述挤压装置包括：

驱动电机，设置在所述第一托盘上，

螺杆，连接于所述驱动电机，

推台，能滑动地连接在所述螺杆上，并与所述活塞推杆相连。

5.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，单个所述输送组件包括力传感器，所述力传感器上设于所述存储器上，用于检测所述挤压装置对所述存储器的作用力。

6.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，

所述存储器包括储液袋，所述挤压装置包括设置在所述第一托盘上的蠕动泵，所述传输管穿过所述蠕动泵后与所述储液袋相连。

7.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，单个所述输送组件还包括导轨，所述导轨设置在所述机箱上，且所述第一托盘通过导轨能滑动地设置在所述机箱上。

8.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，

所述工位温控单元包括：

成型工位温控器，设于储存工位、预处理工位、打印工位、后处理工位和检测工位处；

物件温控器，设于物件存放工位处。

9.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，所述存储温控单元包括：

供料温控器，设于所述打印材料输送组件处，并用于对所述打印材料进行控温；

供液温控器，设于所述处理液输送组件处，并用于对所述处理液进行控温。

10.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，所述温控模块包括：

多个温度传感器，分别设于所述工位温控单元、所述传输温控单元、所述存储温控单元和挤出温控单元处，用于检测温度。

11.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，所述喷头移动模块还包括防尘罩，所述防尘罩连接于所述打印平台，并能随所述打印喷头移动，用于遮挡所述打印喷头。

12.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，所述打印喷头还包括光固化模块，所述光固化模块设于喷头外壳的外侧或者内侧。

13.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，所述机箱内设有针头清洁筒，所述针头清洁筒设于机箱内，并位于所述打印工位的一侧，其中，所述打印喷头依据所述喷头移动模块的驱动，相应地移动至所述针头清洁筒。

14.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，所述工位切换模块包括：

第二底座，设于机箱上，且位于所述工位的一侧；

夹取件，能移动地设于所述第二底座上，用于夹取打印器皿；

第二移动装置，连接于夹取件，用于移动夹取件和/或所述工位。

15.根据权利要求14所述的3D打印机，其特征在于，所述夹取件包括：

第二托盘，能移动地设于所述第二底座上，且在所述第二托盘上设有滑动槽；

第一货叉，连接于所述第二托盘，且在所述第一货叉上设有多个用于夹取打印器皿的第一通孔；

第二货叉，能滑动地设置在所述滑动槽中，且在所述第二货叉上设有用于夹取打印器皿的第二通孔；

其中，所述第二托盘上设有第一磁性件，所述第二货叉上设有与所述第一磁性件相配的第二磁性件；

所述第二底座上设有第三磁性件，在所述第二托盘上设有与所述第三磁性件相配的第四磁性件。

16.根据权利要求15所述的3D打印机，其特征在于，所述多个工位安装在固定板上，所述固定板能移动地设置在所述机箱内；

所述第二移动装置包括：

横移组件，连接于所述第二货叉，并用于驱使所述第二货叉沿X方向移动；

纵移组件，连接于所述固定板，并用于驱使所述固定板沿Y方向移动；

升降组件，连接于所述第二托盘，并用于驱使所述第二托盘沿Z方向移动。

17.一种3D打印方法，其特征在于，使用如权利要求1至16任一项所述的3D打印机，包括以下步骤：

确认3D打印的个数、形状的数据并发送给所述主控模块；

所述主控模块通过所述喷头移动模块控制所述打印喷头移动并挤出相应的打印材料；

所述主控模块通过所述温控模块设于所述物料输送模块调节各个部件的温度；

多个打印器皿放置在其中一个所述工位处，所述主控模块控制所述工位切换模块依次将所述打印器皿取出，并令所述打印器皿依次进入各个所述工位，且依次对所述打印器皿进行预处理、打印、后处理、检测和归档操作。

18.一种3D打印方法，其特征在于，使用如权利要求1至10任一项所述的3D打印机，包括以下步骤：

当所述打印器皿位于所述检测工位处时，所述检测工位检测质量信息并记录检测得到的质量信息；

所述主控模块判断此时所述打印器皿中的物件是否为次品：

若是，则所述第一移动装置将所述次品座移动至于所述检测工位对接的地方，所述工位切换模块依次将该所述打印器皿移动至所述次品座；

若否，则所述第一移动装置将所述成品座移动至于所述检测工位对接的地方，所述工位切换模块依次将该所述打印器皿移动至所述成品座。

19.一种3D打印方法，其特征在于，使用如权利要求1至10任一项所述的3D打印机，包括以下步骤：

所述主控模块根据所记录的检测质量信息判断此时所述次品座中的物件是否需要进行修复打印：

若是，则依次将所述打印器皿取出并依次送入所述打印工位进行修复打印；

若否，则所述次品座中的物件不进行修复打印。