CN114506077A - 一种热泡式阵列微滴打印喷头、打印设备及其打印方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热泡式阵列微滴打印喷头、打印设备及其打印方法，热泡式阵列微滴打印喷头包括喷嘴装置和筛选装置，筛选装置包括图像采集模块、去除模块和控制器；图像采集模块用于采集喷孔及流道内的悬浮液的图像，并将图像实时传输至控制器；控制器用于对图像进行分析，获取悬浮液内的介质信息，并在介质信息符合要求时发送第一指令，在介质信息不符合要求时发送第二指令；喷墨芯片用于在接收到第一指令和第二指令时喷射悬浮液的液滴；去除模块用于在接收到第二指令时对喷墨芯片基于第二指令喷射的悬浮液的液滴进行引流。本发明的打印喷头可识别介质信息和筛选可用液滴，使分选更加精确，实现符合要求的液滴阵列打印。

Description

一种热泡式阵列微滴打印喷头、打印设备及其打印方法
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，特别是涉及一种热泡式阵列微滴打印喷头、打印设备及其打印方法。
背景技术
热泡式打印喷头是通过加热喷嘴内的薄膜电阻器，使该位置的墨水受热膨胀产生气泡，从而迫使墨水从喷嘴喷出。停止加热后气泡缩小并消失，喷嘴内的墨水缩回，表面张力会产生吸力，将新的墨水补充到喷射区准备下一次的循环喷印。由于接近喷嘴部分的墨水被不断加热冷却，积累的温度不断上升至30-50℃，因而需要对墨水循环冷却，但在长时间打印中，墨盒里的墨水温度仍然会维持在40-50℃左右。此种打印喷头长期在高温、高压环境中工作，除喷嘴腐蚀严重外，同时容易引起墨滴飞溅和喷嘴堵塞等问题。若使用含细胞的生物墨水进行打印，则会带来一些不利后果：(1)高温会使细胞失去活性，导致细胞死亡，并且堵塞流道；(2)细胞自然沉淀会堵塞流道口，导致喷出的液滴中没有细胞；(3)喷射口的液滴无法筛选，无法喷射单个细胞。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的喷射口的液滴无法筛选的缺陷，从而提供一种热泡式阵列微滴打印喷头及其打印方法。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种热泡式阵列微滴打印喷头，包括喷嘴装置和筛选装置：
喷嘴装置，包括用于喷射悬浮液的喷墨芯片和用于存放悬浮液的料槽，所述喷墨芯片具有加热器、与所述料槽连通的流道和喷孔，所述加热器设置在所述流道的下段，所述喷孔位于所述流道的末端；
筛选装置，所述筛选装置包括图像采集模块、去除模块和控制器；
所述图像采集模块用于采集所述喷孔及所述流道内的悬浮液的图像，并将图像实时传输至所述控制器；
所述控制器用于对图像进行分析，获取所述悬浮液内的介质信息，并在所述介质信息符合要求时发送第一指令，在所述介质信息不符合要求时发送第二指令；
所述喷墨芯片用于在接收到第一指令和第二指令时喷射悬浮液的液滴；
所述去除模块用于在接收到第二指令时对所述喷墨芯片基于第二指令喷射的悬浮液的液滴进行引流。
优选地，所述悬浮液包含有离子，所述去除模块包括偏转电极和废液槽，所述偏转电极位于所述喷孔的远离所述图像采集模块的下侧方，且与所述图像采集模块相对设置；所述废液槽位于所述偏转电极的下方；
所述偏转电极用于在接收到第二指令时对所述喷墨芯片基于第二指令喷射的悬浮液的液滴进行引流。
优选地，所述料槽的侧壁设有转接板，所述转接板与所述控制器连接；
所述转接板用于将所述控制器的指令输送至所述喷墨芯片，并控制所述喷墨芯片喷射悬浮液的液滴。
优选地，所述流道的进料口设置在所述喷墨芯片与所述料槽贴合的一侧，所述流道为竖向的S型；所述加热器的数量与所述流道的数量对应，且每个所述加热器受所述控制器独立控制；
所述控制器还用于输出阵列打印指令。
优选地，所述流道的进料口设置在所述喷墨芯片与所述料槽贴合的一侧，所述流道为竖向的S型；
所述加热器的数量与所述流道的数量对应，且每个所述加热器受所述控制器独立控制。
优选地，热泡式阵列微滴打印喷头还包括温控装置，与所述料槽连接，用于控制所述料槽及所述料槽中悬浮液的温度，使所述悬浮液的温度在设定范围内；
所述料槽为金属料槽；所述温控装置包括散热器。
优选地，热泡式阵列微滴打印喷头还包括抽吸装置，设置在所述料槽的上方，用于吹吸位于所述料槽中的悬浮液。
本发明还采用了如下技术方案：
一种打印设备，包括上述的热泡式阵列微滴打印喷头，还包括打印平台；
所述打印平台的底部设有倒置显微镜，用于验证打印的悬浮液的滴液中的介质信息是否符合要求。
本发明还采用了如下技术方案：
一种热泡式阵列微滴的打印方法，采用上述的热泡式阵列微滴打印喷头，所述方法如下：
将悬浮液输入所述料槽；
移动所述喷嘴装置至测试打印区域，开始打印测试；
采集所述喷孔及所述流道内的悬浮液的图像；
对图像进行分析，获取所述悬浮液内的介质信息，并判断介质信息是否符合要求，若所述介质信息符合要求，则发送第一指令，若所述介质信息不符合要求，则发送第二指令；
所述喷墨芯片在接收到第二指令时喷射悬浮液的液滴，所述去除模块在接收到第二指令时对所述喷墨芯片基于第二指令喷射的悬浮液的液滴进行引流；
所述喷墨芯片接收到第一指令时，在打印区域喷射悬浮液的液滴。
优选地，所述悬浮液包含有离子，所述去除模块包括偏转电极和废液槽，所述方法还包括：
所述去除模块在接收到第二指令时，启动所述偏转电极，使所述喷墨芯片基于第二指令喷射的悬浮液的液滴偏转靠近所述偏转电极，落入位于所述偏转电极下方的废液槽。
优选地，所述喷墨芯片接收到第一指令，移动至打印区域后还包括打印步骤：
输入打印图像，设计打印路径，基于指示和打印路径移动所述喷嘴装置来回进行单排图像的拼接；
校准所述喷嘴装置，并移动至打印区域上方，按照输入的图像及打印路径，进行阵列喷射打印。
优选地，方法还包括协调打印步骤：
在挤出光固化打印喷头中添加打印材料；
在所述喷嘴装置完成打印测试后，所述喷嘴装置移动至打印区域并校准，将挤出光固化打印喷头移动至打印区域，进行坐标定位；
输入所述挤出光固化打印喷头的打印参数，输入所述喷嘴装置的打印参数，并将所述喷嘴装置的打印路径与挤出光固化打印模型的设计参数进行匹配；
移动所述挤出光固化打印喷头至坐标定位处，进行模型第一层的打印，同时预先对模型第二层将要微滴喷射打印的位点孔洞进行封堵；将喷嘴装置移动至打印区域上方，对准模型的孔洞进行多次喷射打印，达到指定用量；
移动挤出光固化打印喷头进行模型第二层的打印，同时预先对模型第三层将要微滴喷射打印的位点孔洞进行封堵，将喷嘴装置移动至打印区域上方，对准模型的孔洞进行多次喷射打印，达到指定用量；重复上述步骤，直至模型打印完成。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
上述技术方案中所提供的打印喷头及打印方法，设置喷墨芯片，悬浮液的液滴，同时在喷嘴装置的下方设置筛选装置，通过图像采集装置，对喷孔及流道内的悬浮液的图像进行采集，判断当前喷孔处的悬浮液是否符合要求的介质信息，识别介质信息和筛选可用液滴，使分选更加精确，实现符合要求的液滴阵列打印。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的实施例中提供的热泡式阵列微滴打印喷头的示意图。
图2为图1所示的喷嘴装置的示意图。
图3为图1所示的喷墨芯片的示意图。
图4为本发明实施例中提供的阵列微滴打印方法的示意图。
图5为本发明另一种实施例中提供的挤出光固化喷头和阵列微滴喷头协调打印方法对应的打印框架示意图。
图6为图5所示打印框架的横向剖面图；
图7为图5所示打印框架的纵向剖面图；
图8为图7中所示打印框架的两层、单孔结构的局部放大图；
图9为图5所示实施例的打印设备的示意图。
附图标记说明：
100、热泡式阵列微滴打印喷头；10、喷嘴装置；11、喷墨芯片；111、加热器；112、流道；113、喷孔；12、料槽；121、腔体；122、底壁；123、侧壁；13、转接板；20、筛选装置；21、图像采集模块；22、去除模块；221、偏转电极；222、废液槽；23、控制器；30、温控装置；40、抽吸装置；50、喷头外壳；60、挤出光固化打印喷头；70、打印平台；71、倒置显微镜；72、定位相机；73、三轴运动系统。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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。
如附图1所示，本发明实施例提供了一种热泡式阵列微滴打印喷头100，包括喷嘴装置10和筛选装置20。喷嘴装置10包括喷墨芯片11和料槽12，料槽12具有腔体121，悬浮液放置在腔体121中，同时，喷墨芯片11与腔体121连通，将料槽12中的悬浮液引至喷墨芯片11中喷出。具体的，如附图3所示，喷墨芯片11具有加热器111、与料槽12连通的流道112和喷孔113，加热器111设置在流道112的下段，喷孔113位于流道112的末端。流道112的作用在于引导悬浮液，加热器111的作用在于，加热悬浮液使其喷出，喷孔113为悬浮液喷射的位置。加热腔可为薄膜电阻器。
在一些实施例中，悬浮液包含至少第一流相，例如，水相(例如，水)，有与第一流相不混溶的第二流相(例如，油)，悬浮液的介质可包括细胞、核酸(例如，DNA)、酶、试剂，和多种其它组分，悬浮液可以为细胞悬浮液等生物墨水，也可以为非生物悬浮液。
如附图2所示，优选地，料槽12大体呈四方形，包括侧壁123和底壁122，侧壁123和底壁122形成腔体121，位于喷墨芯片11上方的侧壁123上设有转接板13，或者，位于喷墨芯片11上方的侧壁123本身为转接板13，转接板13与控制器23连接；转接板13用于将控制器23的指令输送至喷墨芯片11，并控制喷墨芯片11喷射悬浮液的液滴。
优选地，流道112的进料口设置在喷墨芯片11与料槽12贴合的一侧，流道112为竖向的S型，方便控制悬浮液的流速、液滴大小以及内部的介质信息；加热器111(薄膜电阻器)设计在流道112侧面，利用悬浮液(生物墨水)的重力作用，细胞可更容易流至薄膜电阻器处，避免了细胞聚团的形成，同时增加了流道112的长度和喷孔113的喷射压力。
加热器111的数量与流道112的数量对应，且每个加热器111受控制器23独立控制。由于每个喷孔113有独立的加热器111(薄膜电阻器)，此加热器111可通过控制器23单独控制，在进行阵列喷射时，可根据需要对阵列喷孔113进行编程控制，实现不同组合的阵列喷射打印。
具体的，控制器23与转接板13连接，喷墨芯片11与转接板13连接，并通过转接板13接收控制器23的指令，由于控制器23可单独可知每个加热器111，从而实现单点打印和阵列打印。
在本实施例中，筛选装置20包括图像采集模块21、去除模块22和控制器23，具体的，图像采集模块21用于采集喷孔113及流道112内的悬浮液的图像，并将图像实时传输至控制器23，图像采集模块21可以为摄像头。控制器23用于对图像进行分析，获取悬浮液内的介质信息，并在介质信息符合要求时发送第一指令，在介质信息不符合要求时发送第二指令。当悬浮液为生物墨水，介质为细胞时，介质信息可以包括但不限于细胞数量、细胞种类。当需要打印单细胞阵列时，要求可设定成一个液滴中只含有某一特定种类的单个细胞，当位于喷孔113及流道112内的悬浮液只含有一个细胞，控制器23就对外发送第一指令，当位于喷孔113及流道112内的悬浮液不含有细胞或含有多个细胞时，控制器23就对外发送第二指令。喷墨芯片11和去除模块22均可接收指令。当喷墨芯片11接收到第一指令时，移动至打印区域喷射悬浮液的液滴，进行打印；当喷墨芯片11接收到第二指令时，在测试打印区域喷射悬浮液的液滴，此时去除模块22也接收到第二指令，对此时落下的液滴进行引流，避免不符合要求的液滴打印在打印区域上。
具体的，控制器23可对摄像头采集到的图像作如下处理：背景消减、阈值分割、轮廓检测。背景消减是指用采集图像的数据矩阵与背景图像的数据矩阵做减法运算，使图片中细胞更加清晰。阈值分割是指选取一个合适的阈值，把图像转化为黑白图像，使细胞轮廓更清晰，易于识别。轮廓检测是指通过轮廓标识，得到细胞的周长、面积、圆度值。控制器23把接收到的图像保存为8位灰度图像，首先对图像进行背景消减使图像中细胞更清晰，然后进行高斯模糊去除图像噪声，然后使用全局阈值分割得到二值图像，使细胞轮廓更清晰，易于识别，最后，通过轮廓检测可以很容易地得到图像中细胞的数量、大小、形态和位置。本发明实施例的控制器23可为微控制单元(Micro Controller Unit，MCU)或其他集成电路(Integrated Circuit，IC)芯片。
去除模块22的形式有多种，可以为机械式引流装置，也可以为通过电力(例如，介电电泳力)引流装置，也可以为重力或风力或磁力引流装置。本实施例中，悬浮液包含有离子，比如，生物墨水，去除模块22包括偏转电极221和废液槽222，可通过偏转电极221实现悬浮液(生物墨水)的引流，如附图1所示，图像采集模块21位于喷孔113下方，且避开喷孔113的喷射路径，比如右下侧方或左下侧方，偏转电极221位于喷孔113的远离图像采集模块21的下侧方，且与图像采集模块21相对设置，当图像采集模块21设置在右下侧方时，偏转电极221设置在左下侧方，当图像采集模块21设置在左下侧方时，偏转电极221设置在右下侧方；废液槽222位于偏转电极221的下方，用于收集废液。如附图1所示，相对喷墨芯片11，图像采集模块21设置在右下侧方，偏转电极221设置在左下侧方，废液槽222相对与喷墨芯片11位于左侧下方，在偏转电极221的下方。
在一些实施例中，悬浮液为生物墨水，其中的介质为细胞，为避免打印喷头长期在高温环境中工作，导致细胞失去活性或死亡，并堵塞流道112，热泡式阵列微滴打印喷头100还包括温控装置30，与料槽12连接，用于控制料槽12及料槽12中悬浮液的温度，使悬浮液的温度在设定范围内，设定范围依据介质的活性温度设置，保证介质不变质或失活即可。
具体的，料槽12为金属料槽12；温控装置30包括散热器，喷墨芯片11将热量传递至金属料槽12，金属料槽12将热量传递给散热器，从而控制生物墨水的温度。优选地，设定范围的定义为：将生物墨水的温度控制在38℃以下，室温以上，有利于保持细胞活性。值得注意的是，温控装置30可为市面上的常规结构，包括温度传感器、控制芯片等已知部件，可直接采买使用，本实施例不具体展开描述。
悬浮液在加入到料槽12后，由于每次喷射用量微小，而料槽12的装液量相对较多，在长时间使用过程中，悬浮液中的介质在自身重力作用下，容易沉在料槽12底部，而流道112的进料口设置在喷墨芯片11与料槽12贴合的一侧，基本位于料槽12的底部侧面，设置在转接板13的下侧或者开设在底壁122的侧面；沉在料槽12底部的介质容易堵塞流道112，导致喷孔113喷出的液滴中不含有介质，比如，生物墨水打印的液滴中不含有细胞，因此，在一些实施例中，热泡式阵列微滴打印喷头100还包括抽吸装置40，设置在料槽12的上方，用于吹吸位于料槽12中的悬浮液，通过吹吸悬浮液的方式搅动悬浮液中的介质，防止介质沉淀。
抽吸装置40可以包括抽吸嘴和小型压力泵，抽吸嘴浸入料槽12中的悬浮液的液面下，接近料槽12的底部，通过小型压力泵将悬浮液吸起，而后从抽吸嘴中放出，重新落入料槽12中。优选地，抽吸装置40还可包括定时器，通过定时吹吸的方式防止介质沉降。
打印喷头包括喷头外壳50，上述实施例中的各个部件位于喷头外壳50中，喷头外壳50包裹上述部件，并对上述部件起结构定位作用。
本发明还公开了一种打印设备，包括上述实施例的热泡式阵列微滴打印喷头100，还包括打印平台70，打印平台70的上表面即为打印区域，悬浮液通过喷墨芯片11打印在打印平台70的打印基质上。打印基质可为透明材质。
优选地，打印平台70的底部设有倒置显微镜71，用于验证打印的悬浮液的滴液中的介质信息是否符合要求，以悬浮液为生物墨水为例，倒置显微镜71可观察打印在基质上的液滴中是否包含单个细胞。
优选地，本实施例的打印设备还包括挤出光固化打印喷头60，将挤出光固化打印喷头60和热泡式阵列微滴打印喷头100并排设置，且热泡式阵列微滴打印喷头100和挤出光固化打印喷头60分别受控，可依据如下的打印方法移动打印出立体的打印模型。
本发明还公开了一种热泡式阵列微滴的打印方法，采用上述实施例的热泡式阵列微滴打印喷头100，方法如下：
将悬浮液输入料槽12，温控装置30和抽吸装置40开始工作；温控装置30将悬浮液的温度保持在较低温度，抽吸装置40定时吹吸悬浮液，避免介质沉降；
移动喷嘴装置10至测试打印区域，开始打印测试；具体的，打印设备可包括三轴运动系统73，用于移动热泡式阵列微滴打印喷头100；
采集喷孔113及流道112内的悬浮液的图像；具体的，可通过高分辨率的显微镜摄像头采集图像；
对图像进行分析，获取悬浮液内的介质信息，并判断介质信息是否符合要求，若介质信息符合要求，则发送第一指令，若介质信息不符合要求，则发送第二指令；
喷墨芯片11在接收到第二指令时喷射悬浮液的液滴，去除模块22在接收到第二指令时对喷墨芯片11基于第二指令喷射的悬浮液的液滴进行引流；
喷墨芯片11接收到第一指令，移动至打印区域喷射悬浮液的液滴，可通过三轴运动系统73移动整个热泡式阵列微滴打印喷头100，也可只移动喷嘴装置10，优选地，本实施例中，采用移动整个热泡式阵列微滴打印喷头100的方案，保证喷嘴装置10的稳定性，同时，在正式打印开始后，也可对喷孔113及流道112内的悬浮液的图像进行采集和分析，若出现不符合要求的液滴，也可利用去除模块22进行去除，保证喷墨芯片11喷射出的液滴均满足要求。
优选地，悬浮液包含有离子，去除模块22包括偏转电极221和废液槽222，方法还包括：
去除模块22在接收到第二指令时，启动偏转电极221，使喷墨芯片11基于第二指令喷射的悬浮液的液滴偏转靠近偏转电极221，落入位于偏转电极221下方的废液槽222。
优选地，喷墨芯片11接收到第一指令，移动至打印区域后还包括打印步骤：
输入打印图像，设计打印路径，基于指示和打印路径移动喷嘴装置10(或整个热泡式阵列微滴打印喷头100)来回进行单排图像的拼接；指示具体可指附图上的箭头及其所指的方向；
校准喷嘴装置10(或整个热泡式阵列微滴打印喷头100)，并移动至打印区域上方，按照输入的图像及打印路径，进行阵列喷射打印。可通过定位相机72对喷嘴装置10(整个热泡式阵列微滴打印喷头100)进行定位校准。
如附图9所示，本发明实施例的热泡式阵列微滴打印喷头100还可与挤出光固化打印喷头60结合使用，用于打印立体的打印模型，优选地，本实施例的方法还包括协调打印步骤:
在挤出光固化打印喷头60中添加打印材料；
在喷嘴装置10(或整个热泡式阵列微滴打印喷头100)完成打印测试后，喷嘴装置10(或整个热泡式阵列微滴打印喷头100)移动至打印区域并校准，将挤出光固化打印喷头60移动至打印区域，用定位相机72，进行坐标定位；
输入挤出光固化打印喷头60的打印参数，输入喷嘴装置10(或整个热泡式阵列微滴打印喷头100)的打印参数，并将喷嘴装置10(或整个热泡式阵列微滴打印喷头100)的打印路径与挤出光固化打印模型的设计参数进行匹配；
移动挤出光固化打印喷头60至坐标定位处，进行模型第一层的打印，同时预先对模型第二层将要微滴喷射打印的位点孔洞进行封堵；将喷嘴装置10(或整个热泡式阵列微滴打印喷头100)移动至打印区域上方，对准模型的孔洞进行多次喷射打印，达到指定用量；
移动挤出光固化打印喷头60进行模型第二层的打印，同时预先对模型第三层将要微滴喷射打印的位点孔洞进行封堵，将喷嘴装置10(或热泡式阵列微滴打印喷头100)移动至打印区域上方，对准模型的孔洞进行多次喷射打印，达到指定用量；重复上述步骤，直至模型打印完成。
以悬浮液为生物墨水，介质为细胞为例，如附图4所示，本发明实施例的打印方法具体如下：
S100：将含细胞的生物墨水用移液器加入到料槽12中。
S200：启动打印设备，利用三轴运动系统73，将热泡式阵列微滴打印喷头100移动至打印平台70的测试打印区域，进行测试打印，用摄像头检测喷孔113内是否含有细胞，若为单个细胞，则进行单细胞打印，同时配合打印平台70底部设置有的倒置显微镜71，验证打印的液滴中所含细胞为单个细胞；若为多细胞或无细胞，将喷孔113内的液滴喷射出，同时经由偏转电极221将液滴引流到废液槽222内，由生物墨水的表面张力进行注液，重新进行打印测试，直至实现喷孔113内的液滴为单细胞。
S300：在打印设备中输入打印图像，进行打印路径的设计，让热泡式阵列微滴打印喷头100按照指示方向(箭头所指的方向)及微滴喷射图案来回进行单排图像的拼接。
S410：利用三轴运动系统73，将校准好的热泡式阵列微滴打印喷头100，移动至待打印区域上方，按照输入的图像及打印路径，进行阵列喷射打印。
当热泡式阵列微滴打印喷头100需要与挤出光固化喷头配合使用时，本发明实施例的打印方法具体如下：
S100：在挤出光固化打印喷头60中添加甲基丙烯酸酐化明胶(GelMA)水凝胶材料(打印材料)，在热泡式阵列微滴打印喷头100中加入含细胞的生物墨水。
S200：对热泡式阵列微滴打印喷头100进行打印测试，利用三轴运动系统73，将热泡式阵列微滴打印喷头100移动打印平台70的测试打印区域，进行测试打印，用摄像头检测喷孔113内是否含有细胞，若为单个细胞，则进行单细胞打印，同时配合打印平台70的底部设置有的倒置显微镜71，验证打印的液滴中所含细胞为单个细胞；若为多细胞或无细胞，将喷孔113内的液滴喷射出，同时由偏转电极221将液滴引流到废液槽222内，由生物墨水的表面张力进行注液，重新进行打印测试；将挤出光固化打印喷头60移动至打印区域，用定位相机，进行坐标定位。
S300：在打印设备中，输入挤出光固化打印喷头60的打印参数为：模型尺寸10mm*10mm*10mm，填充间距0.5mm、丝径0.3mm、填充角度90°；热泡式阵列微滴打印喷头100的打印参数为：以支架孔间距为厚度，半径为8mm的球形，并将阵列微滴喷头的打印路径与挤出光固化打印模型的设计参数进行匹配。
S420利用三轴运动系统73，将挤出光固化打印喷头60移动至坐标定位处，进行模型第一层的打印，同时预先对模型第二层将要微滴喷射打印的位点孔洞进行封堵；将校准好的热泡式阵列微滴打印喷头100，移动至待打印区域上方对准模型的孔洞进行多次喷射打印，达到指定用量。
S421：利用三轴运动系统73，移动挤出光固化打印喷头60进行模型第二层的打印，同时预先对模型第三层将要微滴喷射打印的位点孔洞进行封堵。
S422：利用三轴运动系统73，将热泡式阵列微滴打印喷头100移动至打印区域上方对准支架的孔洞进行多次喷射打印，达到指定用量。
S423：重复步骤S420至S422，直至打印完成模型。
如图5的立体结构为挤出光固化打印喷头60打印的模型示意图，立体结构内的虚线为阵列微滴打印的球形结构，图中A/B/C分别代表打印过程中的单层平面。图6为图5的中心横切面示意图，图7为图5的中心纵切面示意图，此两图中的虚线代表挤出光固化打印喷头60所打印的丝径；圆形为阵列微滴所填充的图案。图8为图7的两层，单孔结构的局部放大图，A/B平面之间的圆柱体D代表阵列微滴的打印材料；B/C平面之间的立方体E代表挤出光固化打印喷头60的堵塞材料；圆柱体D和立方体E外围的结构F为挤出光固化打印喷头60打印形成的模型框架结构。图9为本发明实施例的打印设备的示意图，包括挤出光固化打印喷头60和热泡式阵列微滴打印喷头100。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种热泡式阵列微滴打印喷头，其特征在于，包括喷嘴装置和筛选装置：
喷嘴装置，包括用于喷射悬浮液的喷墨芯片和用于存放悬浮液的料槽，所述喷墨芯片具有加热器、与所述料槽连通的流道和喷孔，所述加热器设置在所述流道的下段，所述喷孔位于所述流道的末端；
筛选装置，所述筛选装置包括图像采集模块、去除模块和控制器；
所述图像采集模块用于采集所述喷孔及所述流道内的悬浮液的图像，并将图像实时传输至所述控制器；
所述控制器用于对图像进行分析，获取所述悬浮液内的介质信息，并在所述介质信息符合要求时发送第一指令，在所述介质信息不符合要求时发送第二指令；
所述喷墨芯片用于在接收到第一指令和第二指令时喷射悬浮液的液滴；
所述去除模块用于在接收到第二指令时对所述喷墨芯片基于第二指令喷射的悬浮液的液滴进行引流。
2.根据权利要求1所述的热泡式阵列微滴打印喷头，其特征在于，所述悬浮液包含有离子，所述去除模块包括偏转电极和废液槽，所述偏转电极位于所述喷孔的远离所述图像采集模块的下侧方，且与所述图像采集模块相对设置；所述废液槽位于所述偏转电极的下方；
所述偏转电极用于在接收到第二指令时对所述喷墨芯片基于第二指令喷射的悬浮液的液滴进行引流。
3.根据权利要求1所述的热泡式阵列微滴打印喷头，其特征在于，所述料槽的侧壁设有转接板，所述转接板与所述控制器连接；
所述转接板用于将所述控制器的指令输送至所述喷墨芯片，并控制所述喷墨芯片喷射悬浮液的液滴。
4.根据权利要求1所述的热泡式阵列微滴打印喷头，其特征在于，所述流道的进料口设置在所述喷墨芯片与所述料槽贴合的一侧，所述流道为竖向的S型；所述加热器的数量与所述流道的数量对应，且每个所述加热器受所述控制器独立控制；
所述控制器还用于输出阵列打印指令。
5.根据权利要求1所述的热泡式阵列微滴打印喷头，其特征在于，还包括温控装置，与所述料槽连接，用于控制所述料槽及所述料槽中悬浮液的温度，使所述悬浮液的温度在设定范围内；
所述料槽为金属料槽；所述温控装置包括散热器；
还包括抽吸装置，设置在所述料槽的上方，用于吹吸位于所述料槽中的悬浮液。
6.一种打印设备，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项所述的热泡式阵列微滴打印喷头，还包括打印平台；
所述打印平台的底部设有倒置显微镜，用于验证打印的悬浮液的滴液中的介质信息是否符合要求。
7.一种热泡式阵列微滴的打印方法，其特征在于，采用如权利要求1至5任一项所述的热泡式阵列微滴打印喷头，所述方法如下：
将悬浮液输入所述料槽；
移动所述喷嘴装置至测试打印区域，开始打印测试；
采集所述喷孔及所述流道内的悬浮液的图像；
对图像进行分析，获取所述悬浮液内的介质信息，并判断介质信息是否符合要求，若所述介质信息符合要求，则发送第一指令，若所述介质信息不符合要求，则发送第二指令；
所述喷墨芯片在接收到第二指令时喷射悬浮液的液滴，所述去除模块在接收到第二指令时对所述喷墨芯片基于第二指令喷射的悬浮液的液滴进行引流；
所述喷墨芯片接收到第一指令时，在打印区域喷射悬浮液的液滴。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述悬浮液包含有离子，所述去除模块包括偏转电极和废液槽，所述方法还包括：
所述去除模块在接收到第二指令时，启动所述偏转电极，使所述喷墨芯片基于第二指令喷射的悬浮液的液滴偏转靠近所述偏转电极，落入位于所述偏转电极下方的废液槽。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述喷墨芯片接收到第一指令，移动至打印区域后还包括打印步骤：
输入打印图像，设计打印路径，基于指示和打印路径移动所述喷嘴装置来回进行单排图像的拼接；
校准所述喷嘴装置，并移动至打印区域上方，按照输入的图像及打印路径，进行阵列喷射打印。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括协调打印步骤：
在挤出光固化打印喷头中添加打印材料；
在所述喷嘴装置完成打印测试后，所述喷嘴装置移动至打印区域并校准，将挤出光固化打印喷头移动至打印区域，进行坐标定位；
输入所述挤出光固化打印喷头的打印参数，输入所述喷嘴装置的打印参数，并将所述喷嘴装置的打印路径与挤出光固化打印模型的设计参数进行匹配；
移动所述挤出光固化打印喷头至坐标定位处，进行模型第一层的打印，同时预先对模型第二层将要微滴喷射打印的位点孔洞进行封堵；将喷嘴装置移动至打印区域上方，对准模型的孔洞进行多次喷射打印，达到指定用量；
移动挤出光固化打印喷头进行模型第二层的打印，同时预先对模型第三层将要微滴喷射打印的位点孔洞进行封堵，将喷嘴装置移动至打印区域上方，对准模型的孔洞进行多次喷射打印，达到指定用量；重复上述步骤，直至模型打印完成。
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