CN111958964A - 一种3d打印机 - Google Patents

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汪争光
陈慧敏
朱海林
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Jiangyin Stemeasy Biotechnology Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种3D打印机，其包括打印系统、控温系统和光照系统；其中，打印系统包括接收平台、运动导轨模块和至少一个打印模块；控温系统包括控温部件、控温平台和水冷模块；光照系统，包括设于打印头的外底面的第一光照装置和环设于接收平台的上表面外壁上的第二光照装置。本发明的3D打印机的打印系统可直接控制打印墨水的挤出或回抽，实现更加精密和稳定打印效果；控温系统实现了升降温控制，减少了控温系统对打印环境的影响；光照系统使得打印材料能够固化均一、充分，且实现了多种固化方式。本发明的3D打印机进一步集成创新，提供一种无分体式零配件、小型便捷、高度洁净、精准控制、功能多样的科研与临床用打印机。

Description

一种3D打印机
技术领域
本发明涉及一种3D打印机。
背景技术
目前，3D打印机存在如下五个方面的问题：
其一，较多采用气体挤出。由于气体的密度小，压缩性大，导致气体挤出的不稳定和挤出方向的单一。
其二，多采用紫外+臭氧的灭菌方式。紫外+臭氧的灭菌方式缺点有：时间长，寿命短，且对人体有害。例如中国专利申请CN201710829386.0公开了一种生物3D打印机成型室灭菌照明系统及生物3D打印机，公开的就是一种紫外+臭氧及抽风设备来灭菌的方式。
其三，光源多为点光源或是面光源。对于光敏生物墨水的打印固化，光源是很重要的因素，仅仅在打印头位置设置光源(例如Allevi打印机、Cellink打印机等)，会导致固化不均一，不充分，水凝胶易坍塌。通常导致打印物的最后一层光照时间最少，第一层的光照时间最长。
其四，控温的冷却介质为空气。空气冷却产生的热量和风会影响打印环境和打印过程。
此外，打印机体型庞大(3D Bioplotter生物打印机，Gesim打印机，RegenHU生物3D打印机)，含分体式零件，缺少独立的洁净装置。使用繁琐也是生物3D打印机面临的问题。
例如，中国专利申请CN201810365469.3公开了一种生物3D打印机的超低温打印平台，该专利中主要用到半导体制冷片和循环水冷控制打印平台的降温。
中国专利申请CN201721178274.5公开了一种3D打印机封闭空间的温度和洁净度控制系统及生物3D打印机，半导体制冷片实现了被控区域的温度控制，利用高效海帕过滤器实现空气洁净度控制。
中国专利申请CN201720246090.1公开了一种模块化便携式生物3D打印机，该专利涉及模块化，便携的生物3D打印机的概念，缩小了打印机的体积。
中国专利申请CN201810557656.1公开了一种一体化生物3D打印机打印腔体环境控制系统及控制方法，该专利涉及通风模块、高效过滤模块、冷凝除湿模块、加热加湿模块和空气分配模块，对生物3D打印机打印腔体内的温度、湿度、无菌环境、风速、风量及风向进行一体化控制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服了现有技术中3D打印机存在的气体挤出方式导致挤出不稳定和挤出方向单一、控温系统对打印环境影响大、点光源或面光源使得固化不均一、不充分的缺陷，而提供了一种3D打印机。本发明提供的3D打印机的丝杆挤出方式更加精密和稳定、温控系统对打印环境影响小、光照方式使得光敏生物墨水固化均一、充分。
本发明提供了一种3D打印机，包括打印系统、控温系统和光照系统；
其中，所述打印系统包括接收平台、运动导轨模块和至少一个打印模块，所述运动导轨模块包括导轨，所述导轨固设于所述3D打印机的内壁上，并且所述打印模块和所述接收平台分别滑动设于所述导轨上，用于控制所述打印模块和/或所述接收平台的移动和定位；每一所述打印模块包括贯通步进电机、固定装置、打印头和与所述打印头相连接的注射器，所述贯通步进电机还包括丝杆，所述丝杆与所述注射器的活塞相连，通过所述贯通步进电机直接控制所述丝杆的伸出或回退，从而直接控制打印墨水在所述注射器中的挤出或回抽；所述贯通步进电机设于所述固定装置的上方，所述打印头和所述注射器设于所述固定装置内，所述固定装置与所述导轨滑动连接；
所述控温系统包括控温部件、控温平台和水冷模块；所述控温平台贴设于所述接收平台的正下方；所述控温部件贴设于所述控温平台的下方，所述水冷模块固设于所述3D打印机的内部，用于对所述控温部件降温；
所述光照系统，包括设于所述打印头的外底面的第一光照装置和环设于所述接收平台的上表面外壁上的第二光照装置。
本发明中，所述打印头可为本领域常规的打印头，较佳地为升温打印头和/或降温打印头。
较佳地，打印系统还包括一高分子打印模块，所述高分子打印模块上设有高分子打印头。
本发明中，所述高分子打印模块可为本领域常规的高分子打印模块，一般来说所述高分子打印模块通过远程步进电机控制打印材料的挤出或回抽。
本发明中，所述丝杆与所述注射器的活塞的连接方式为本领域常规，较佳地为通过螺纹或卡扣的形式相连。
本发明中，所述导轨可为本领域常规的导轨，一般设有X轴、Y轴和Z轴，所述打印模块分别与所述导轨的X轴、Y轴滑动连接，从而通过步进电机在所述导轨上的运动实现所述打印模块的移动和定位；所述接收平台与所述导轨的Z轴连接。
较佳地，所述导轨和所述打印模块通过磁吸的方式连接，便于所述打印模块的拆卸和更换。
较佳地，所述打印模块还包括打印头储水器，所述降温打印头和所述打印头储水器相连，所述打印头储水器通过所述水冷模块实现降温。
本发明中，所述打印头储水器为本领域常规，一般还包括入水管路接口和出水管路接口。
本发明中，所述水冷模块可为常规的水冷模块，一般包括通过水循环管路循环相连的循环水泵和散热水排，所述散热水排上还设有排风扇。
较佳地，所述水冷模块的水循环管路上设有出水管道和回水管道，所述出水管道与所述打印头储水器的入水管路接口相连；所述回水管道与所述打印头储水器的出水管路接口相连。
本发明中，所述控温部件按照本领域常规，一般通过温度控制器控制所述控温平台和/或所述打印头的温度。
本发明中，所述控温部件可为本领域常规的控温部件，较佳地为硅胶加热线圈、PI加热膜、加热电阻丝和半导体制冷片中的一种或多种。
较佳地，所述控温系统还设有与所述半导体制冷片配合使用的正负极转换开关。
本发明中，所述正负极转换开关为常规的正负极转换开关，一般用于调整直流电的流向，使所述半导体制冷片反向制热。
较佳地，所述接收平台通过螺纹安装在所述控温平台上。
本发明中，所述第一光照装置和所述第二光照装置形成一个立体光照固化体系，上、前、后、左、右五个面均有光照。
较佳地，所述光照系统包括三种固化方式；固化方式一：边打印边固化，即在打印过程中持续开启所述光照系统；固化方式二：打印一层，固化一层，即在打印一层时关闭所述光照系统、再打印一层后，开启所述光照系统；固化方式三：打印后固化，即在打印过程后开启所述光照系统。
本发明中，所述打印按照本领域常规可为直接打印或在支撑浴中悬浮打印。
其中，所述悬浮打印结合固化方式三：打印后固化，即在打印过程结束后开启所述光照系统。可有效避免打印材料堵塞针头，且打印物每个面均受光照，固化的效果更佳。
本发明中，所述第一光照装置和所述第二光照装置的光源元件为本领域常规，较佳地为灯珠。
较佳地，所述打印头上设有环形灯基座，所述第一光照装置设于所述环形灯基座上。
较佳地，所述接收平台四周设有灯带，所述第二光照装置设于所述灯带上。
本发明中，所述第一光照装置和所述第二光照装置使用的光源为本领域常规，较佳地为激光或LED，更加地为蓝光LED。
本发明中，所述第一光照装置和所述第二光照装置的功率为本领域常规，本领域技术人员均知晓根据打印物调整适用的功率。
本发明中，所述光源的波长为本领域常规，较佳地为365nm、405nm、455nm或530nm。
本发明中，所述光照系统的供电方式为本领域常规，一般由3D打印机的主板供电。
较佳地，所述3D打印机还设有灭菌系统，所述灭菌系统设于所述3D打印机的内部。
较佳地，所述灭菌系统固设于所述3D打印机的顶端。
本发明中，所述灭菌系统可为本领域常规的灭菌系统，较佳地，所述灭菌系统还包括等离子发生器。
本发明中，所述等离子发生器为常规等离子发生器，一般还包括延时继电器和按键开关。
本发明中，所述等离子发生器的种类按照常规可为直流放电型或交流放电型。
本发明中，所述灭菌系统的供电方式为本领域常规，一般由3D打印机的主板供电。
较佳地，所述3D打印机还设有洁净系统，所述洁净系统罩设于所述3D打印机的外轮廓上。
本发明中，所述洁净系统为本领域常规，较佳地包括H14高效过滤器。
本发明中，所述洁净系统为本领域常规，较佳地还包括轴流风扇和旋钮控制开关。
较佳地，所述等离子发生器设于靠近所述轴流风扇的出风口的位置。
本发明中，所述洁净系统的供电方式为本领域常规，一般由3D打印机的主板供电。
较佳地，所述3D打印机还设有操控系统，用于控制所述打印系统、所述控温系统、所述光照系统、所述灭菌系统和所述洁净系统中的一个或多个。
本发明中，所述操控系统为本领域常规，一般来说，还包括控制面板，用于控制打印头的选择、打印头温度、打印速度、挤出速率、接收平台温度、固化模式、灯光开关、灯光功率、灭菌系统和洁净系统的开关和散热风扇开关及速度。
较佳地，所述3D打印机的内部顶端还设有照明装置。
所述照明装置可为本领域常规，例如设于照明灯带上的白光灯珠。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：
1、本发明的3D打印机的打印系统中，以贯通步进电机的丝杆直接控制注射器的活塞，以直接控制打印墨水的挤出或回抽，实现更加精密和稳定打印效果。
2、本发明的3D打印机的控温系统中，以水冷模块降低了散热对打印环境的影响，进一步通过正负极转换开关控制半导体制冷片，实现了升降温控制，减少了控温系统对打印环境的影响。
3、本发明的3D打印机的光照系统中，通过设于打印头的第一光照装置和设于接收平台的第二光照装置，使得打印材料能够固化均一、充分，且实现了多种固化方式，解决了仅在打印头处设置光源固化不均一，不充分的问题。其中，先打印后固化的方式，可以有效避免打印过程中打印材料堵塞针头的情况。
4、本发明的3D打印机进一步通过灭菌系统，使得细胞打印准备时间缩短，再进一步通过等离子发生器，等离子灭菌的方式灭菌高效、环保，使用寿命长，灭菌的同时，可以降解空气中的有害、有毒气体，对人员无害，能够达到医用级的灭菌效果，解决了紫外+臭氧的灭菌方式灭菌时间长，对人员有害，使用寿命短的问题。
5、本发明的3D打印机进一步通过洁净系统与灭菌系统配合使用，将洁净系统集成在打印机上，进一步地通过H14高效过滤器使得洁净度达到百级，可直接用于细胞打印，无需将打印机放置在超净台内；使得打印机整体无分体式零配件，体积小。
6、本发明的3D打印机进一步将所有需要的改进点针对性整合在一起，集成创新，提供一种无分体式零配件、小型便捷、高度洁净、精准控制、功能多样的科研与临床用打印机。
附图说明
图1为本发明的实施例1～13的3D打印机的整机及打印系统示意图；
图2为本发明的实施例1～13的3D打印机的控温系统示意图；
图3为本发明的实施例1～13的3D打印机的光照系统的示意图；
图4为本发明的实施例1～13的3D打印机的等离子灭菌及洁净系统示意图；
图5为本发明的实施例1中的方格支架的显微镜照片；
图6为本发明的实施例3中的方格支架的显微镜照片；
图7为本发明的实施例6中的方格支架的显微镜照片；
图8为本发明的实施例4中打印的耳朵模型的照片；
图9为本发明的实施例5中打印的心脏模型的照片。
附图标记说明：
1、打印系统；
11、打印模块；
111、打印头；1111、降温打印头；1112、高分子打印头；1113、升温打印头；
112、活塞；
113、贯通步进电机；1131、丝杆；
114、打印头储水器；1141、入水管路接口；1142、出水管路接口；
115、固定装置；
12、接收平台；
13、导轨；
2、控温系统；
211、散热水排；212、排风扇；
22、水循环管路；
23、循环水泵；
24、半导体制冷片；
25、控温平台；
26、出水管道；
27、回水管道；
3、光照系统；
31、第一光照装置；311、第一灯珠；312、环形灯基座
32、第二光照装置；321、第二灯珠；322、灯带；
4、灭菌系统；41、等离子发生器；
5、洁净系统；51、轴流风扇；
6、控制面板；
7、顶板；
8、照明装置；81、白光灯珠；82、照明灯带。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
实施例1
本实施例的3D打印机如图1～4所示，3D打印机的整机及打印系统示意图如图1所示，本发明的3D打印机包括打印系统1、控温系统2和光照系统3；
其中，打印系统1包括接收平台12、运动导轨模块和两个打印模块11和高分子打印模块，运动导轨模块包括导轨13，导轨13固设于3D打印机的内壁上，并且打印模块11和接收平台12分别滑动设于导轨13上，用于控制打印模块11和接收平台12的移动和定位；每一打印模块11包括贯通步进电机113、固定装置115、打印头111和与打印头111相连接的注射器，贯通步进电机113还包括丝杆1131，丝杆1131与注射器的活塞112相连，通过贯通步进电机113直接控制丝杆1131的伸出或回退，从而直接控制打印墨水在注射器中的挤出或回抽；贯通步进电机113设于固定装置115的上方，打印头111和注射器设于固定装置115内，固定装置115与导轨13滑动连接；
控温系统2的具体结构如图2所示，包括控温部件、控温平台25和水冷模块；控温平台25贴设于接收平台12的正下方；控温部件贴设于控温平台25的下方，水冷模块固设于3D打印机的内部，用于对控温部件降温；
光照系统3的具体结构如图3所示，包括设于打印头111的外底面的第一光照装置31和环设于接收平台12的上表面外壁上的第二光照装置32。
两个打印模块11中的打印头111分别为升温打印头1113和降温打印头1111；高分子打印模块通过远程步进电机控制打印材料的挤出或回抽；高分子打印模块上设有高分子打印头1112。
丝杆1131与活塞112通过螺纹或卡扣的形式相连。
导轨13设有X轴、Y轴和Z轴，打印模块11分别与导轨13的X轴、Y轴滑动连接，从而通过步进电机(图中未示出)在导轨13上的运动实现打印模块11的移动和定位；接收平台12与导轨13的Z轴连接；
打印模块11和导轨13以磁吸的方式连接，便于打印模块11的拆卸和更换。
打印模块11还包括打印头储水器(图中未示出)，降温打印头1111和打印头储水器相连，打印头储水器通过水冷模块实现降温。
打印头储水器还包括入水管路接口1141和出水管路接口1142。
水冷模块包括通过水循环管路22循环相连的循环水泵23和散热水排211，散热水排211上还设有排风扇212。
水冷模块的水循环管路22上设有出水管道26和回水管道27，出水管道26与打印头储水器的入水管路接口1141相连；回水管道27与打印头储水器的出水管路接口1142相连。
控温部件，本实施例中为半导体制冷片24，通过温度控制器(图中未示出)控制控温平台25和打印头111的温度。
控温系统2还设有与半导体制冷片24配合使用的正负极转换开关(图中未示出)。
正负极转换开关用于调整直流电的流向，使半导体制冷片24反向制热。
接收平台12通过螺纹安装在控温平台25上。
第一光照装置31和第二光照装置32形成一个立体光照固化体系，上、前、后、左、右五个面均有光照。
光照系统3包括三种固化方式；固化方式一：边打印边固化，即在打印过程中持续开启光照系统3；固化方式二：打印一层，固化一层，即在打印一层时关闭光照系统3、再打印一层后，开启光照系统3；固化方式三：打印后固化，即在打印过程后开启光照系统3。在悬浮打印时结合固化方式三：打印后固化，即在打印过程结束后开启光照系统3。可有效避免打印材料堵塞针头，且打印物每个面均受光照，固化的效果更佳。
第一光照装置31和第二光照装置32的光源元件为灯珠，本实施例中，第一光照装置31的光源元件为第一灯珠331；第二光照装置32的光源元件为第二灯珠332。
打印头111上设有环形灯基座312，第一光照装置31设于环形灯基座312上。
接收平台12四周设有灯带322，第二光照装置32设于灯带322上。
本实施例中，第一光照装置31和第二光照装置32使用的光源为蓝光LED，光源的波长为405nm。
光照系统3的供电方式为由3D打印机的主板供电。
3D打印机还设有灭菌系统4，具体结构如图4所示，灭菌系统4固设于3D打印机的顶端。
灭菌系统4还包括等离子发生器41。
等离子发生器41还包括延时继电器(图中未示出)和按键开关(图中未示出)。
等离子发生器41为直流放电型或交流放电型。
灭菌系统4的供电方式为由3D打印机的主板供电。
本实施例的3D打印机还设有洁净系统5，具体结构如图4所示，洁净系统5罩设于3D打印机的外轮廓上。
洁净系统包括H14高效过滤器(图中未示出)、轴流风扇51和旋钮控制开关(图中未示出)。
等离子发生器41设于靠近轴流风扇51的出风口的位置。
洁净系统的供电方式为由3D打印机的主板供电。
本实施例的3D打印机还设有操控系统，用于控制打印系统1、控温系统2、光照系统3、灭菌系统4和洁净系统5。
操控系统还包括控制面板6，用于控制打印头的选择、打印头温度、打印速度、挤出速率、接收平台温度、固化模式、灯光开关、灯光功率、灭菌系统和洁净系统的开关和散热风扇开关及速度。
本实施例的3D打印机的内部顶端还设有照明装置8。
本实施例中，照明装置8为设于照明灯带82(图4中实线和虚线包含的带状空间)上的白光灯珠81。
使用本实施例的3D打印机打印模型为10*10*3mm3的方块或高为3mm、直径为10mm的圆柱体，填充率为40～60％，层高为0.2mm，针头的型号为30G，长度为25mm。打印的材料为海藻酸钠(2％)和PEGDA(700D，30％)，引发剂为LAP(0.1％)。
具体操作如下：
在室温条件下使用升温打印头1113打印，升温打印头1113不加热，控温平台25的温度设置为37℃。接收平台上设有支撑浴，支撑浴的材料可为卡波姆、普朗尼克F-127或明胶中的一种，本实施例中为在材料为卡波姆的支撑浴中悬浮打印，光照固化方式为边打印边固化(根据需要选择开启打印头111的光源、接收平台12上的光源，也可同时开启)，打印过程保持洁净系统和等离子发生器为工作状态。
打印制得的成品的方格支架的显微照片如图5所示，网格中的单丝规整，表明挤出稳定。
实施例2
使用实施例1的3D打印机打印模型为10*10*3mm3的方块或直径为10mm、高为3mm的圆柱体，填充率为40～60％，层高为0.2mm，针头的型号为30G，长度为25mm。打印的材料为羧甲基纤维素钠(2％)和PEGDA(700D，30％)，引发剂为LAP(0.1％)。
具体操作如下：
在室温条件下使用升温打印头1113打印，升温打印头1113不加热，控温平台25的温度设置为37℃。接收平台12上设有支撑浴，支撑浴的材料可为卡波姆、普朗尼克F-127或明胶中的一种，本实施例中为在材料为普朗尼克F-127的支撑浴中悬浮打印，光照固化方式为先打印后固化(打印时，光源关闭，打印结束后，同时开启打印头111的光源、接收平台12上的光源，进一步固化)，打印过程保持洁净系统和等离子发生器为工作状态。
实施例3
使用实施例1的3D打印机打印模型为10*10*3mm3的方块或直径为10mm、高为3mm的圆柱体，填充率为40～60％，层高为0.2mm，针头的型号为30G，长度为25mm。打印的材料为GelMA(10％)和HAMA(2％),引发剂为LAP(0.1％)。
具体操作如下：
在室温条件下使用升温打印头1113打印，升温打印头1113的温度设置为40℃，控温平台25的温度设置为10℃。打印方式为直接打印，光照固化方式为边打印边固化。打印过程保持洁净系统和等离子发生器为工作状态。
打印制得的成品的方格支架的显微照片如图6所示，网格中的单丝规整、笔直，表明挤出稳定、精度高。同时，单丝不弥散，表明固化稳定。
实施例4
使用实施例1的3D打印机打印模型为15*35*5mm3的耳朵模型，填充率为50％，层高为0.1mm，针头的型号为30G，长度为25mm。打印的材料为GelMA(10％)和透明质酸钠(2％),引发剂为LAP(0.1％)。
具体操作如下：
在室温条件下使用升温打印头1113打印，升温打印头1113的温度设置为40℃，控温平台25的温度设置为25℃。接收平台12上设有支撑浴。打印方式为在支撑浴(卡波姆、普朗尼克F-127或明胶)中悬浮打印，光照固化方式分别为边打印边固化，打印过程保持洁净系统和等离子发生器为工作状态。
打印制得的成品耳朵模型的照片如图8所示。
实施例5
使用实施例1的3D打印机打印模型为20*40*30mm3的心脏模型，填充率为60％，层高为0.2mm，针头的型号为30G，长度为25mm。打印的材料为PEGDA(10％)和PEO(5％),引发剂为LAP(0.1％)。
具体操作如下：
在室温条件下使用升温打印头1113打印，升温打印头1113的温度不设置，控温平台25的温度设置为25℃。接收平台12上设有支撑浴。打印方式为在支撑浴(卡波姆、普朗尼克F-127或明胶)中悬浮打印，光照固化方式为先打印后固化，打印过程保持洁净系统和等离子发生器为工作状态。
打印制得的成品心脏模型的照片如图9所示。
实施例6
使用实施例1的3D打印机打印模型为10*10*3mm3的方块或直径为10mm、高为3mm的圆柱体，填充率为40～60％，层高为0.2mm，针头的型号为30G，长度为25mm。打印的材料为普拉尼克F-127(20％)和PEGDA(700D，10％)，引发剂为LAP(0.1％)。
具体操作如下：
在室温条件下使用降温打印头1111打印，降温打印头1111的温度设置为10℃，控温平台25的温度设置为37℃。打印方式为直接打印，光照固化方式为边打印边固化。打印过程保持洁净系统和等离子发生器为工作状态。
打印制得的成品的方格支架的显微照片如图7所示，网格中的单丝规整、笔直，表明挤出稳定、精度高。同时，单丝不弥散，表明固化稳定。
实施例7～8
使用实施例1的3D打印机打印模型为10*10*3mm3的方块或直径为10mm、高为3mm的圆柱体，填充率为40～60％，层高为0.2mm，针头的型号为30G，长度为25mm。打印的材料为普拉尼克F-127(20％)和PEGDA(700D，10％)，引发剂为LAP(0.1％)。
具体操作如下：
在室温条件下使用降温打印头1111打印，降温打印头1111的温度设置为10℃，控温平台25的温度设置为37℃。接收平台12上设有支撑浴。打印方式为在支撑浴(卡波姆或明胶)中悬浮打印，光照固化方式分别为边打印边固化、先打印后固化，打印过程保持洁净系统和等离子发生器为工作状态。
实施例9
使用实施例1的3D打印机打印模型为10*10*3mm3的方块或直径为10mm、高为3mm的圆柱体，填充率为40～60％，层高为0.2mm，针头的型号为30G长度为25mm。打印的材料为GelMA(10％)和PEO(5％),引发剂LAP溶解在支撑浴中(0.1～1％)。
具体操作如下：
在室温条件下使用升温打印头1113打印，升温打印头1113的温度设置为40℃，控温平台25的温度设置为37℃。接收平台12上设有支撑浴。打印方式为在支撑浴(卡波姆、普朗尼克F-127或明胶)中悬浮打印，光照固化方式分别为边打印边固化、先打印后固化，打印过程保持洁净系统和等离子发生器为工作状态。
实施例10～11
使用实施例1的3D打印机打印模型为10*10*3mm3的方块或直径为10mm、高为3mm的圆柱体，填充率为40～60％，层高为0.2mm，针头的型号为30G长度为25mm。打印的材料为海藻酸钠(2％)和GelMA(10％),引发剂为LAP(0.1％)。
具体操作如下：
在室温条件下使用升温打印头1113打印，升温打印头1113的温度设置为40℃，控温平台25不加热。接收平台12上设有支撑浴。在溶解了氯化钙(0.5％)的支撑浴(普朗尼克F-127或明胶)中悬浮打印，光照固化方式分别为边打印边固化、先打印后固化，打印过程保持洁净系统和等离子发生器为工作状态。
实施例12～13
使用实施例1的3D打印机打印模型为10*10*3mm3的方块或直径为10mm、高为3mm的圆柱体，填充率为40～60％，层高为0.1mm，针头的型号为30G长度为25mm。打印的材料为甲基丙烯酰化透明质酸(HAMA)(2％)和结冷胶(1％)、引发剂LAP(0.25％)。
具体操作如下：
在室温条件下使用升温打印头1113打印，升温打印头1113的温度设置为60℃，控温平台25不加热。接收平台12上设有支撑浴。在溶解了氯化钙(0.1％)的支撑浴(普朗尼克F-127或明胶)中悬浮打印，光照固化方式分别为边打印边固化、先打印后固化，打印过程保持洁净系统和等离子发生器为工作状态。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种3D打印机，其特征在于，其包括打印系统、控温系统和光照系统；
其中，所述打印系统包括接收平台、运动导轨模块和至少一个打印模块，所述运动导轨模块包括导轨，所述导轨固设于所述3D打印机的内壁上，并且所述打印模块和所述接收平台分别滑动设于所述导轨上，用于控制所述打印模块和/或所述接收平台的移动和定位；每一所述打印模块包括贯通步进电机、固定装置、打印头和与所述打印头相连接的注射器，所述贯通步进电机还包括丝杆，所述丝杆与所述注射器的活塞相连，通过所述贯通步进电机直接控制所述丝杆的伸出或回退，从而直接控制打印墨水在所述注射器中的挤出或回抽；所述贯通步进电机设于所述固定装置的上方，所述打印头和所述注射器设于所述固定装置内，所述固定装置与所述导轨滑动连接；
所述控温系统包括控温部件、控温平台和水冷模块；所述控温平台贴设于所述接收平台的正下方；所述控温部件贴设于所述控温平台的下方，所述水冷模块固设于所述3D打印机的内部，用于对所述控温部件降温；
所述光照系统，包括设于所述打印头的外底面的第一光照装置和环设于所述接收平台的上表面外壁上的第二光照装置。
2.如权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，所述打印头为升温打印头和/或降温打印头；
和/或，所述打印系统还包括一高分子打印模块，所述高分子打印模块通过远程步进电机控制打印材料的挤出或回抽；所述高分子打印模块上设有高分子打印头；
和/或，所述丝杆与所述注射器的活塞通过螺纹或卡扣的形式相连；
和/或，所述导轨设有X轴、Y轴和Z轴，所述打印模块分别与所述导轨的X轴、Y轴滑动连接，从而通过步进电机在所述导轨上的运动实现所述打印模块的移动和定位；所述接收平台与所述导轨的Z轴连接；
和/或，所述导轨和所述打印模块通过磁吸的方式连接。
3.如权利要求2所述的3D打印机，其特征在于，所述打印模块还包括打印头储水器，所述降温打印头和所述打印头储水器相连，所述打印头储水器通过所述水冷模块实现降温；较佳地，所述打印头储水器包括入水管路接口和出水管路接口。
4.如权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，所述水冷模块包括通过水循环管路循环相连的循环水泵和散热水排，所述散热水排上还设有排风扇；较佳地，所述水冷模块的水循环管路上设有出水管道和回水管道，所述出水管道与所述打印头储水器的入水管路接口相连；所述回水管道与所述打印头储水器的出水管路接口相连；
和/或，所述控温部件通过温度控制器控制所述控温平台和/或所述打印头的温度；
和/或，所述控温部件为硅胶加热线圈、PI加热膜、加热电阻丝和半导体制冷片中的一种或多种。
5.如权利要求4所述的3D打印机，其特征在于，所述控温系统还设有与所述半导体制冷片配合使用的正负极转换开关；
和/或，所述接收平台通过螺纹安装在所述控温平台上。
6.如权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，所述第一光照装置和所述第二光照装置形成一个立体光照固化体系；
和/或，所述第一光照装置和所述第二光照装置的光源元件为灯珠；
和/或，所述打印头上设有环形灯基座，所述第一光照装置设于所述环形灯基座上；
和/或，所述接收平台四周设有灯带，所述第二光照装置设于所述灯带上；
和/或，所述第一光照装置和所述第二光照装置使用的光源为激光或LED；较佳地为蓝光LED；
和/或，所述第一光照装置和所述第二光照装置使用的光源的波长为365nm、405nm、455nm或530nm；
和/或，所述光照系统由所述3D打印机的主板供电；
和/或，所述3D打印机的内部顶端还设有照明装置；所述照明装置为设于照明灯带上的白光灯珠。
7.如权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，所述3D打印机还设有灭菌系统，所述灭菌系统设于所述3D打印机的内部。
8.如权利要求7所述的3D打印机，其特征在于，所述灭菌系统固设于所述3D打印机的顶端；
和/或，所述灭菌系统还包括等离子发生器；较佳地，所述等离子发生器还包括延时继电器和按键开关；和/或，所述等离子发生器的种类为直流放电型或交流放电型；
和/或，所述灭菌系统由所述3D打印机的主板供电。
9.如权利要求8所述的3D打印机，其特征在于，所述3D打印机还设有洁净系统，所述洁净系统罩设于所述3D打印机的外轮廓上。
10.如权利要求9所述的3D打印机，其特征在于，所述洁净系统包括H14高效过滤器；
和/或，所述洁净系统还包括轴流风扇和旋钮控制开关；较佳地，所述等离子发生器设于靠近所述轴流风扇的出风口的位置；
和/或，所述洁净系统由所述3D打印机的主板供电；
和/或，所述3D打印机还设有操控系统，用于控制所述打印系统、所述控温系统、所述光照系统、所述灭菌系统和所述洁净系统中的一个或多个；较佳地，所述操控系统还包括控制面板。
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