CN112123756A - 3d打印装置及方法 - Google Patents

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CN112123756A CN201910549403.4A CN201910549403A CN112123756A CN 112123756 A CN112123756 A CN 112123756A CN 201910549403 A CN201910549403 A CN 201910549403A CN 112123756 A CN112123756 A CN 112123756A
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Abstract

本发明公开了一种3D打印装置及方法,该3D打印装置包括支架、驱动组件、喷墨组件和旋转支撑组件;旋转支撑组件可活动地连接在支架上;喷墨组件包括微流控芯片板,微流控芯片板上设置有墨液进口和墨液出口,墨液进口和墨液出口通过流道连通;微流控芯片板可活动地连接在驱动组件上,并可在驱动组件的驱动下向旋转支撑组件靠近并在旋转支撑组件上完成打印。本发明提供的3D打印装置通过将喷墨组件和旋转支撑组件连接在支架上,用驱动组件驱动微流控芯片板向旋转支撑组件靠近,能够通过微流控芯片板的控制在旋转支撑组件上完成打印,使得管腔结构组织稳定地成型在旋转支撑组件上,此外,通过微流控技术能够对打印材料精确控制,促进动态交联。

Description

3D打印装置及方法
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域,特别是涉及一种3D打印装置及方法。
背景技术
2015年2月,牛津词典加入了新词条“bioprinting”——生物打印,并将其定义为将含有活性细胞的材料用于3D打印技术,例如,生产整形手术所用的组织。生物打印技术,根据仿生原理和计算机设计,将大量活性细胞和活性生物材料排布在预先设计的空间位置,从根本上克服了传统组织工程技术先生产支架,再种植细胞导致的细胞接种密度有限、细胞和材料的空间分布不可控等原理性局限,在骨、软骨、心脏、肝脏、肾脏、肺脏、胰腺、血管和脂肪等多种组织和脏器构建中表现出巨大优势。
目前,生物打印技术多采用单一通道喷头,并且堆积成型在不移动或仅垂直方向运动的成型平台上。单一通道喷头在使用时需将打印材料、细胞和交联剂等原料提前混合均匀,注入喷头后完成打印。这种方式缺乏对多种物质成分的控制,难以调控材料的交联参数,对于交联较快或者交联后粘度较大的材料不适用,造成可使用材料有限、工艺参数调节范围窄、细胞存活率低等局限性。而不移动或仅在垂直方向上运动的成型平台采用由下自上的堆积方式,打印材料极容易在自身重力的作用下坍塌,导致打印精度降低、可成型性差,甚至结构的整体性破坏。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种3D打印装置及方法,以解决现有技术中对于管状结构体的打印精度低、可成形性差的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题,本发明提供一种3D打印装置及方法。3D打印装置包括支架、驱动组件、喷墨组件和旋转支撑组件;所述旋转支撑组件可活动地连接在所述支架上;所述喷墨组件包括微流控芯片板,所述微流控芯片板上设置有墨液进口和墨液出口,所述墨液进口和所述墨液出口通过流道连通;所述微流控芯片板可活动地连接在所述驱动组件上,并可在所述驱动组件的驱动下向所述旋转支撑组件靠近并在所述旋转支撑组件上完成打印。
进一步地,所述墨液进口为多个,多个所述墨液进口通过所述流道与所述墨液出口连通;
或者所述墨液出口为多个,所述墨液进口通过所述流道与多个所述墨液进口连通;
或者所述墨液进口与所述墨液出口均为多个,多个所述墨液进口通过所述流道与多个所述墨液出口连通。
进一步地,所述喷墨组件还包括动力单元和供墨单元,所述动力单元以及所述供墨单元分别所述墨液进口连接。
进一步地,所述3D打印装置还包括控制部,所述控制部分别与所述微流控芯片板以及所述动力单元和所述供墨单元通信连接。
进一步地,所述支架包括至少一组相互连接的第一支架和第二支架。
进一步地,所述驱动组件包括第一驱动机构,所述第一驱动机构可活动地连接在所述第一支架上,所述微流控芯片板在所述第一驱动机构的驱动下相对于所述第一支架运动。
进一步地,所述驱动组件还包括第二驱动机构,所述第二驱动机构可活动地连接在所述第二支架上,所述第一驱动机构与所述第二驱动机构连接,所述第一驱动机构在所述第二驱动机构的驱动下相对于所述第二支架运动。
进一步地,所述驱动组件还包括第三驱动机构,所述第三驱动机构可活动地连接在所述第一支架上,所述旋转支撑组件在所述第三驱动机构的驱动下相对于所述第一支架运动。
进一步地,所述喷墨组件包括微流控芯片板,所述微流控芯片板上设置有墨液进口和墨液出口,所述墨液进口和所述墨液出口通过流道连通。
根据本发明的另一方面,本发明实施例还提供了一种基于如前任一项所述的3D打印装置的3D打印方法,包括:S1、调整所述驱动组件将所述喷墨组件移动至所述旋转支撑组件的上方;S2、启动所述旋转支撑组件;S3、启动所述喷墨组件在所述旋转支撑组件上进行喷涂打印;S4、实时调整所述驱动组件以调整所述喷墨组件与所述旋转支撑组件之间的相对位置;S5、将打印完成的打印件置入培养基中进行长期动态培养。
进一步地,所述喷墨组件包括供墨单元,在步骤S1之前还包括:根据打印件设置所述流道的形状和/或所述供墨单元中墨液的成分和/或所述驱动组件的驱动参数。
(三)有益效果
本发明提供的3D打印装置,通过将喷墨组件和旋转支撑组件可活动地连接在支架上,通过用驱动组件的驱动使得微流控芯片板喷墨组件向旋转支撑组件靠近,能够并通过微流控芯片板的控制喷墨组件在旋转支撑组件上完成打印,保证了使得管腔结构组织能够稳定地成型在旋转支撑组件上,此外,通过微流控技术能够对打印材料精确控制,促进动态交联进而保证了对于管腔结构组织的打印精度,提高了管腔结构组织的成形性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的3D打印装置的示意性结构图;
图2为本发明实施例提供的第一支架与第二支架装配的示意性结构图;
图3为本发明实施例提供的一种喷墨组件的示意性结构图;
图4为本发明实施例提供的另一种喷墨组件的示意性结构图;
图5为本发明实施例提供的另一种喷墨组件的示意性结构图;
图6为本发明实施例提供的另一种喷墨组件的示意性结构图;
图7为本发明实施例提供的另一种喷墨组件的示意性结构图;
图8为本发明实施例提供的第一驱动机构/第二驱动机构的示意性结构图;
图9为本发明实施例提供的旋转支撑组件的示意性结构图。
附图标号说明:
1、支架;2、喷墨组件;3、旋转支撑组件;4、第一驱动机构;5、第二驱动机构;6、第三驱动机构;7、第一支架;8、第二支架;9、微流控芯片板;10、墨液进口;11、墨液出口;12、流道;13、电机端盖;14、电机;15、导轨;16、丝杠;17、固定基座;18、末端端盖;19、马达;20、马达安装板;21、旋转支撑调整机构;22、旋转支撑棒;23、基座。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“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,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
结合参见图1至图9,本发明实施例一提供一种3D打印装置,3D打印装置包括支架1、驱动组件、喷墨组件2和旋转支撑组件3;旋转支撑组件3可活动地连接在支架1上;喷墨组件2可活动地连接在支架1上,喷墨组件2在驱动组件的驱动下向旋转支撑组件3靠近并在旋转支撑组件3上完成打印。
本发明提供的3D打印装置,通过将喷墨组件2和旋转支撑组件3可活动地连接在支架1上,通过驱动组件的驱动使得喷墨组件2中的微流控芯片板9向旋转支撑组件3靠近,并通过微流控芯片板9的控制在旋转支撑组件3上完成打印,保证了管腔结构组织能够稳定地成型在旋转支撑组件3上,进而保证了对于管腔结构组织的打印精度,提高了管腔结构组织的成形性。此外,通过微流控技术能够对打印材料精确控制,促进动态交联进而保证了对于管腔结构组织的打印精度,提高了管腔结构组织的成形性。
具体来说,如图1和图2所示,支架1用以支撑该3D打印装置,在本实施例中,支架1包括至少一组相互垂直设置的第一支架7和第二支架8,将第一支架7和第二支架8设置相互垂直的目的在于保证支架1能够为该3D打印装置提供稳定的支撑。其中,第一支架7为沿着竖直方向设置的,第二支架8为沿着水平方向设置的,第一支架7和第二支架8相互可以通过插接、嵌套、螺栓连接等方式实现连接。
优选地,第一支架7为两个,第二支架8也为两个,且两个第一支架7和两个第二支架8大致形成一矩形框的结构。
驱动组件用以实现对喷墨组件2和旋转支撑组件3的驱动,在本实施例中,驱动组件包括第一驱动机构4、第二驱动机构5以及第三驱动机构6,喷墨组件2在第一驱动机构4的驱动下相对于支架1水平移动;第一驱动机构4与第二驱动机构5连接,第一驱动机构4在第二驱动机构5的驱动下相对于支架1竖直移动;旋转支撑组件3在第三驱动机构6的驱动下相对于支架1水平移动。
具体地,如图1和图8所示,第一驱动机构4用以驱动喷墨组件2,且第一驱动机构4为可活动地连接在第一支架7上。例如,可在第一驱动机构4上设置一卡接件,在第一支架7上设置一滑轨,将卡接件卡接在滑轨上即可实现第一驱动机构4相对于第一支架7移动的目的。
第一驱动机构4包括电机端盖13、电机14、导轨15、丝杠16、固定基座17、末端端盖18。其中,电机端盖13与电机14固定连接,导轨15与丝杠16契合,电机14驱动丝杠16运行,运行方向沿着导轨15。固定基座17用于固定喷墨组件2并固定连接在丝杠16上,随着丝杠16运行在行程导轨15上。而且,导轨15、丝杠16是沿着水平方向设置的,即,本实施例中,第一驱动机构4是用以驱动喷墨组件2沿着水平方向移动的。
如图1和图8所示,第二驱动机构5用以驱动第一驱动机构4,且第二驱动机构5为可活动地连接在第二支架8上。例如,可在第二驱动机构5上设置一卡接件,在第二支架8上设置一滑轨,将卡接件卡接在滑轨上即可实现第二驱动机构5相对于第二支架8移动的目的。
第二驱动机构5可采用与第一驱动机构4相同的部件,但区别在于第二驱动机构5中的导轨15、丝杠16是沿着竖直方向设置的,此外,第一驱动机构4还与第二驱动机构5固定连接。即,本实施例中,第二驱动机构5是用以驱动第一驱动机构4沿着竖直方向移动的。
通过使用第一驱动机构4以及第二驱动机构5分别驱动喷墨组件2以及第一驱动机构4,能够使得喷墨组件2分别沿着水平、竖直的方向移动。
如图1和图8所示,第三驱动机构6用以驱动旋转支撑组件3,第三驱动机构6也可采用与第一驱动机构4相同的部件,但区别在于第三驱动机构6是设置在于第一驱动机构4平行的方向上的,而不是与第一驱动机构4共线的设置。例如,可将旋转支撑组件3固定连接在第三驱动机构6中的固定基座17上。而且,由于旋转支撑组件3是设置在喷墨组件2的下方,因此,第三驱动机构6也设置在第一驱动机构4的下方。即,本实施例中,第三驱动机构6使用以驱动旋转支撑组件3沿着水平方向移动的。
由此,喷墨组件2的移动方向与旋转支撑组件3的移动方向相互平行。即,二者的移动方向皆为沿着水平方向移动。
当然,也可根据实际情况,将第三驱动机构6的移动方向设置成与水平方向具有一定夹角的形式,这样可以打印厚度渐变的管腔类结构件。
如前所述,喷墨组件2是通过第一驱动机构4、第二驱动机构5的共同作用实现水平方向和竖直方向的移动的,进而实现了喷墨组件2相对于支架1或者相对于旋转支撑组件3移动的目的。
而且,通过设置第一驱动机构4、第二驱动机构5以及第三驱动机构6,可以灵活地调整、选择喷墨组件2或者主动件和被动件的部件,例如,可固定第三驱动机构6,即固定旋转支撑组件3的位置,通过调整第一驱动机构4和第二驱动机构5以使得喷墨组件2向旋转支撑组件3靠近,进而实现在旋转支撑组件3上喷涂打印的目的。
此外,第一驱动机构4、第二驱动机构5以及第三驱动机构6的驱动速度、加速度等参数均可调,进而可以实现灵活地控制喷墨组件2以及旋转支撑组件3进给量的目的。
在本实施例中,喷墨组件2包括微流控芯片板9,微流控芯片板9上设置有墨液进口10和墨液出口11,墨液进口10和墨液出口11通过流道12连通。
如图3-图7所示,微流控芯片板9可以采用PMMA芯片,本实施例中设计了可拆卸的PMMA芯片,在两片PMMA间夹上一层压敏胶,并使用螺钉固定。同时改良了芯片的入口接口,使用胶水封闭的钢针作为引导,注射用管子也由PTFE管改为PVC管,拥有更光滑的表面能够有效避免液体渗出。当然,上述材料仅起到解释说明的作用,并不对微流控芯片板9的材质作出具体限定。
微流控芯片板9上设置的墨液进口10用以实现墨液的输入,墨液出口11用以实现墨液的喷出(即喷墨打印),墨液进口10以及墨液出口11是通过流道12连通的。需要说明的是,墨液进口10可以设置在微流控芯片板9的上方或者内部;墨液出口11可以设置在微流控芯片板9的下方;流道12是设置在微流控芯片板9的内部的。其中,墨液进口10、墨液出口11以及流道12的数量均不作具体限定,可根据实际情况灵活地选择。此外,墨液出口11可以为单轴中空式或者复式挤压式的出口。
优选地,墨液进口10为多个,这样设置的目的在于可以将多组分的墨液通入不同的墨液进口10中,使得不同组分的墨液在流道12内充分混合,以打印出结构强度更高的3D结构件。
墨液出口11也可设置多个,并将多个墨液出口11并行排列,以完成单层及多层管腔结构的打印。
此外,流道12的形状可设置成如图3至图7所示的Y型、Y+S型、多入口型、多流道12汇合型或者流道12分离型等。
进一步地,喷墨组件2还包括动力单元和供墨单元,动力单元以及供墨单元分别墨液进口10连接。
其中,动力单元用以向墨液提供动力,以使得墨液能够从墨液出口11流出进而完成打印动作。动力单元可以是通过步进电机14推挤注射器实现,但是不限于此,还可以采用气动、螺杆驱动、压电陶瓷驱动、喷墨打印驱动和激光驱动中的一种或多种组合的动力输送方式。此外,还可通过调整动力单元的输出,来调整墨液的喷射速度、喷射力大小、喷射时间、喷射加速度和喷射材料体积等。
供墨单元用以向墨液进口10中输送墨液,如前所述,由于墨液进口10为多个,因此,可使用多个供墨单元分别与多个墨液进口10连通以向墨液进口10中通入不同的墨液。
此外,为了保证微流控芯片板9能够对墨液进行微流控制,在本实施例中,3D打印装置还包括控制部,控制部用以对微流控芯片板9进行控制,同时,还对动力单元和供墨单元进行控制。由此,控制部与微流控芯片板9、动力单元以及供墨单元均为通信连接的方式。
其中,墨液可以使用现有技术中的墨液,也可根据实际需要自行制备。
例如,当需要打印纤维蛋白管腔结构时,打印墨水材料为细胞相容性和生物相容性好的温敏材料和/或其他生物材料的混合液;其中,生物材料可以采用一种或更多种天然生物材料和/或人工合成生物材料;天然生物材料可以采用明胶、明胶衍生物、藻酸盐、藻酸盐衍生物、琼脂、基质胶、胶原、蛋白多糖、糖蛋白、透明质酸、壳聚糖、层连接蛋白、纤连接蛋白和纤维蛋白中的至少一种;人工合成生物材料可以采用聚丙烯、聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、聚丙交酯、聚乙交酯、聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚羟基酸、聚乳酸醇酸共聚物、聚二甲基硅氧烷、聚酸酐、聚酸酯、聚酰胺、聚氨基酸、聚缩醛、聚氰基丙烯酸酯、聚氨基甲酸酯、聚吡咯、聚酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯、聚碳酸酯和聚氧化乙烯中的至少一种。
以需要打印纤维蛋白管腔结构为例,墨液的制备过程如下:
1、制备主体材料打印墨水(牛血纤维蛋白原与凝血酶);
牛血纤维蛋白原需要长期保存于冰箱-20℃,使用时现配现用,配制时应先将秤量天平喷上酒精后搬入超净台,并使用紫外光照射灭菌30分钟,每次打印,主要使用0.02g的粉末,因此每次可以多分装几管粉末至EP管中并存放于-20℃,可避免每次实验时将母材料反复冻融,另外需要注意在配置纤维蛋白原溶液时需要尽量减少震荡以避免其聚集变性,溶解时也不可使用涡流对EP管内的纤维蛋白原进行混和。打印前,每次取出一管含0.02g的纤维蛋白原溶于500μl的DMEM/F-12HEPES培养液中,配置时由于DMEM从4℃取出,通常无法一次全部溶解,在管中会有透明块状物体,此时需要将EP管放入37℃培养箱中加热,每5分钟取出来一次轻柔吹打直至完全没有沉淀。
2、凝血酶则先使用PBS分装为几个EP管,每管1ml含100U并存放于-20℃,配置一批材料只需取出一管,并同样使用DMEM/F-12HEPES培养液稀释成20U/ml共5ml的母液,包上锡箔纸避光存放于4℃冰箱,一批母液足够打印多次,每次打印时,先取一个新的EP管加入一颗质量约为0.12g的无水氯化钙颗粒,并加入500μl的凝血酶母液吹打直至完全溶解,配置完成也将液体放入37℃培养箱5分钟。
3、两管溶液配置完毕后先各取50ul混和简单测试材料是否有问题,由于使用的浓度较高,通常在1分钟内能够完全混和。本体系的终浓度为,纤维蛋白原:20mg/ml,凝血酶:10U/ml,氯化钙:120mM,打印前使用1ml的针管将材料吸入,注意需要尽量减少吸入气泡,而在吸入后可以轻打针管以消除气泡。
本实施例中的旋转支撑组件3用以对打印出的管状结构件进行支撑,具体来说,参见图9,本实施例中的旋转支撑组件3包括马达19、马达安装板20、旋转支撑调整机构21、旋转支撑棒22以及基座23。马达19带动旋转支撑棒22旋转,旋转支撑棒22穿过马达安装板20与马达19相互套合,马达安装板20用以固定马达19并提供动力传递通道。旋转支撑棒22嵌入到马达19中,以通过马达19带动旋转支撑棒22进行旋转,并进行旋转形态(角速度、角加速度)的调整。马达安装板20与基座23相连固定,基座23用于固定马达安装板20、马达19、旋转支撑棒22,以保证旋转支撑组件3的稳定转动。
其中,旋转支撑板可应用玻璃、树脂等材料的一种或多种;其横截面构型可以为圆形,椭圆、或者多边形的一种或多种;其直径可以为单一直径,或者随轴线方向改变;其中心线可以为直线,或者曲线等;由此,可以根据旋转支撑棒22的不同设置方式,完成不同构型管腔结构的打印。
综上所述,本发明实施例一提供的3D打印装置采用了微流控技术,利用微流体技术对打印材料进行精确控制,可在打印过程中,实现材料的精准控制。并且提升了打印材料的利用率,减少打印材料的配置需求。而且由于微流控技术能够实现打印材料的动态混合,以促进动态交联,因此,该3D打印装置有效地扩展了可打印材料的应用范围和组合的可能性,并且实现了将以往打印成型性能差的材料也能够有效成型的目的。突破了传统打印技术的对于材料的限制,因此适用性广泛,有利于构建结构与功能更为复杂的打印材料。
本发明实施例一提供的3D打印装置采用多自由度运动,能够实现三维空间中X、Y、Z三个方向的单向或组合向运动,喷墨组件2可以调节自身所处高度,且能在水平方向上移动,实现行进式打印。因此,该打印设备拓展了打印空间,有利于复杂三维生物结构体的打印。
本发明采用缠绕式打印,通过缠绕式打印能够进行管腔结构的打印,通过调节缠绕打印的运行速度及方向,配合喷墨组件2,可以实现管腔结构的打印,工序简单,可通过参数进行打印结构体的精准控制。
由此,本发明提出的3D打印装置可以用于构建管腔结构的三维体外生物学模型,并进行生理学、病理学的分析与研究,以及体外药物测试,若改变三维运动系统的运动程式,也可用于构建结构更为复杂的体外生物学组织,模拟研究体内组织替代的组织工程领域。
实施例二
本发明实施例二提供了一种基于实施例一中的3D打印装置的3D打印方法,包括:
S1、调整驱动组件将喷墨组件2移动至旋转支撑组件3的上方;
在该步骤中,通过调整第一驱动机构4、第二驱动机构5以及第三驱动机构6使得喷墨组件2中的墨液出口11对准旋转支撑组件3中的旋转支撑杆;
此外,在打印过程中的动力单元可以采用SPLab02型注射泵来完成,每次在打印前,先使用去离子水对流道12进行灌流,以5μl/min的流速总共冲洗50μl;一方面作为使用前的流道12冲洗,一方面也是为了在流道12中充满液体,可以在通入墨液时减少阻力,使流道12内尽快达到稳态。冲洗完毕后将微流控芯片板9分别接上纤维蛋白原及凝血酶的管子并向其中通入墨液,同样设置为5μl/min,总量一般设置为400μl,可以少量使用注射泵上的快进键,使流道12内快速达到稳态,当看到微流控芯片板9下方出现粉红色液珠状凝胶,即可将喷墨组件2安装到第一驱动机构4上,喷墨组件2中的墨液出口11与旋转支撑棒22之间的距离约为3-4mm;
S2、启动旋转支撑组件3;
S3、启动喷墨组件2在旋转支撑组件3上进行喷涂打印;
在该步骤中,开启动力单元、供墨单元将墨液输入到喷墨组件2中的墨液进口10位置处,并通过动力单元将墨液由墨液出口11挤出开始打印动作;
S4、实时调整驱动组件以调整喷墨组件2与旋转支撑组件3之间的相对位置;
在该步骤中,需要根据需要打印的管腔结构组织的参数,实时调整第一驱动机构4、第二驱动机构5以及第三驱动机构6的进给量等参数,进而完成喷墨组件2与旋转支撑组件3相对位置的调整,这样就可以实现管状结构件的打印;
其中,实时调整的参数还包括:按照管腔结构组织的结构尺寸(直径、厚度、长度等),调整喷墨组件2中墨液的喷射速度,调整旋转支撑棒22的运转速度,调整喷墨组件2的平动运行速度;
检测初步打印出的管腔结构组织的形态及结构尺寸,修正上述相关打印参数;
例如,可将电机14驱动器的旋转速度调整为100cts/s,即100秒一转,而带动丝杠16水平平动的电机14与之配套的转速为80cts/s,即125秒一转,即可稳定打印出没有缝隙的血管。一次打印约可以打印出总长为6cm,壁厚为2mm的血管。如果流道12发生堵塞,则需要采用以下方法对流道12进行清洗:
1、使用PBS对保存于4℃的纤融酶粉末进行溶解,使其终浓度为100U/ml的纤融酶;
2、并在每次打印后对含有堵塞的PMMA芯片在培养皿中倒置浸泡隔夜;
3、在培养皿中放入PDMS薄片阻挡液体可以减少溶液用量,每次用量约2ml,翌日即可完全清除流道12内的堵塞;
S5、将打印完成的管腔结构组织置入培养基中进行长期动态培养。
在该步骤中,通过控制打印时间来确定管腔结构组织的长度,当打印完成后,将打印完成的管状结构件取下放入培养基中进行动态培养就完成了一次完整的打印。
进一步地,在步骤S1之前还包括:根据管腔结构组织设置流道12的形状和/或供墨单元中墨液的成分和/或驱动组件的驱动参数。
在该步骤中,可具体包括如下步骤:
1、采用三维制图软件设计喷墨组件2的三维结构图,并将设计完成的三维结构图保存;采用现有的材料加工出喷墨组件2;
2、调节第一支架7、第二支架8的相对位置,将喷墨组件2固定于第一驱动机构4上,将旋转支撑组件3固定在第三驱动机构6上,保证喷墨组件2的移动方向与旋转支撑组件3的移动方向相互平行,且位于同一竖直方向上;
3、依据要打印的管腔结构组织的结构特征,确定打印参数,例如旋转支撑组件3的转动速率、喷墨组件2的运行速度等;
4、准备墨液,设置门票也分配方案,例如墨液成分、容量比例等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种3D打印装置,其特征在于,包括支架(1)、驱动组件、喷墨组件(2)和旋转支撑组件(3);
所述旋转支撑组件(3)可活动地连接在所述支架(1)上;
所述喷墨组件(2)包括微流控芯片板(9),所述微流控芯片板(9)上设置有墨液进口(10)和墨液出口(11),所述墨液进口(10)和所述墨液出口(11)通过流道(12)连通;
所述微流控芯片板(9)可活动地连接在所述驱动组件上,并可在所述驱动组件的驱动下向所述旋转支撑组件(3)靠近并在所述旋转支撑组件(3)上完成打印。
2.根据权利要求1所述的3D打印装置,其特征在于,所述墨液进口(10)为多个,多个所述墨液进口(10)通过所述流道(12)与所述墨液出口(11)连通;
或者所述墨液出口(12)为多个,所述墨液进口(10)通过所述流道(12)与多个所述墨液进口(10)连通;
或者所述墨液进口(10)与所述墨液出口(11)均为多个,多个所述墨液进口(10)通过所述流道(12)与多个所述墨液出口(11)连通。
3.根据权利要求1所述的3D打印装置,其特征在于,所述喷墨组件(2)还包括动力单元和供墨单元,所述动力单元以及所述供墨单元分别所述墨液进口(10)连接。
4.根据权利要求3所述的3D打印装置,其特征在于,所述3D打印装置还包括控制部,所述控制部分别与所述微流控芯片板(9)以及所述动力单元和所述供墨单元通信连接。
5.根据权利要求1所述的3D打印装置,其特征在于,所述支架(1)包括至少一组相互连接的第一支架(7)和第二支架(8)。
6.根据权利要求5所述的3D打印装置,其特征在于,所述驱动组件包括第一驱动机构(4),所述第一驱动机构(4)可活动地连接在所述第一支架(7)上,所述微流控芯片板(9)在所述第一驱动机构(4)的驱动下相对于所述第一支架(7)运动。
7.根据权利要求6所述的3D打印装置,其特征在于,所述驱动组件还包括第二驱动机构(5),所述第二驱动机构(5)可活动地连接在所述第二支架(8)上,所述第一驱动机构(4)与所述第二驱动机构(5)连接,所述第一驱动机构(4)在所述第二驱动机构(5)的驱动下相对于所述第二支架(5)运动。
8.根据权利要求6所述的3D打印装置,其特征在于,所述驱动组件还包括第三驱动机构(6),所述第三驱动机构(6)可活动地连接在所述第一支架(7)上,所述旋转支撑组件(3)在所述第三驱动机构(6)的驱动下相对于所述第一支架(7)运动。
9.一种基于权利要求3-8中任一项所述的3D打印装置的3D打印方法,其特征在于,包括:
S1、调整所述驱动组件将所述喷墨组件(2)移动至所述旋转支撑组件(3)的上方;
S2、启动所述旋转支撑组件(3);
S3、启动所述喷墨组件(2)在所述旋转支撑组件(3)上进行喷涂打印;
S4、实时调整所述驱动组件以调整所述喷墨组件(2)与所述旋转支撑组件(3)之间的相对位置;
S5、将打印完成的打印件置入培养基中进行长期动态培养。
10.根据权利要求9所述的3D打印方法,其特征在于,所述喷墨组件(2)包括供墨单元,在步骤S1之前还包括:根据打印件设置所述流道(12)的形状和/或所述供墨单元中墨液的成分和/或所述驱动组件的驱动参数。
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