CN214983200U - 一种投影式光固化生物3d打印装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种投影式光固化生物3D打印装置，包括机架，以及设于机架上的打印平台机构、料槽机构、剥离机构和光源机构；剥离机构包括：一侧通过剥离轴与机架铰接的剥离板；与剥离板另一侧铰接并驱动其绕剥离轴翻转的剥离电机；剥离电机通过一垂直于电机输出轴的铰接轴转接安装于机架上。本实用新型的3D打印装置，设置铰接轴使剥离电机与机架转接，实现在驱动剥离板绕剥离轴转动时，剥离电机随剥离板转动，有效降低因剥离板转动造成的电机输出轴弯曲或折断。本实用新型的3D打印装置结构紧凑，成型精度高，打印速度快；并且在本实用新型的打印过程中产生噪音小，与人交互性比较好，使用方便。

Description

一种投影式光固化生物3D打印装置

技术领域

本实用新型属于光聚合成型3D打印技术领域，具体涉及一种投影式光固化生物3D打印装置。

背景技术

投影式光固化3D打印技术是光聚合成型3D打印技术的一种，光聚合成型3D打印技术是一种利用光敏树脂类材料在光照下固化成型的3D打印技术的统称，其主要包括三种技术路线：其一是由美国公司开发并最早实现商业化的光固化成型技术(SLA)；其二是由德国公司基于数字光处理投影仪技术的基础上开发的光固化3D打印技术(DLP)；其三是由以色列公司开发的聚合物喷射技术(PolyJet)。

投影式光固化3D打印技术(DLP)也被称为数字光处理快速成型技术，其基本原理是通过以光敏树脂为原材料，计算机控制打印光源按照打印模型截面图形逐层照射，受光照的光敏树脂将发生光固化，从而形成一层固化图案聚合物，当成型平台上升一层的高度后，再进行下一层的光固化打印，新固化层图案聚合物牢固的黏合在上一层固化图案聚合物表面上，如此循环往复，直至完成整体模型的打印。

基于投影式光固化3D打印技术(DLP)人们实用新型了一种光固化3D打印机，其包括平台升降机构、成型平台、树脂槽、显示屏、光源和控制器等。光源所产生的光能够透过显示屏在树脂槽底部形成待固化的透射区域，位于成型平台成型面或已固化层底面与树脂槽底部之间的液态树脂在透射区域光的作用下固化成型。在液态树脂逐层成型的过程中，首先成型的固化层粘结在成型平台的成型面上，接着成型平台在平台升降机构的带动下在树脂槽内进行上升动作，使得已固化层脱离树脂槽底面，同时在已固化层和树脂槽底面之间留出预固化成型的下一层树脂层的高度，以便液态树脂填充进入已固化层与树脂槽底部之间的间隙。当光源所产生的光透过显示屏在树脂槽底部形成新的待固化透射区域时，位于已固化层与树脂槽间隙之间的液态树脂会完成新的固化，从而形成新固化层。

生物3D打印技术是一种以计算机三维模型为“图纸”，装配特制“生物墨水”，最终制造出人造器官和生物医学产品的新科技手段。从狭义上讲，我们将操纵含细胞的“生物墨水”构造活性结构的过程称为生物3D打印，也可称为细胞打印。与传统材料3D打印所不同的是，生物3D打印需要为“生物墨水”等生物活性材料提供适宜其生存、生长以及具有良好生物学功能的条件，如温度与湿度，并且还需要考虑生物材料所具有的完全不同于常规打印材料的特性。水凝胶属于“生物墨水”的一种，由于水凝胶生物材料大多数具有温敏性，温度过低时会发生冷凝现象，这就需要3D打印设备具有加热材料的功能。

生物3D打印机主要分为三类：挤出式生物3D打印机、SLA生物3D打印机和投影式光固化生物3D打印机。挤出式生物3D打印机在打印水凝胶等“生物墨水”材料时，水凝胶等“生物墨水”材料在机械力的作用下从制冷喷头挤出，因而存在打印精度低、对细胞产生机械或热损伤等问题；SLA生物3D打印机在打印水凝胶等“生物墨水”材料时，是通过控制激光器和振镜反射紫外光使水凝胶等“生物墨水”材料逐点固化成二维平面，进而逐层固化成三维结构，因而存在制造成本高、打印时间长和紫外线对细胞有伤害等问题；常规的投影式光固化生物3D打印机在打印水凝胶等“生物墨水”材料时，3D打印设备在剥离过程中易将已固化部分的水凝胶等“生物墨水”材料损坏从而导致打印失败。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：现有生物3D打印机存在对水凝胶等“生物墨水”材料打印速度慢、精度低和成功率低的问题。专利文献CN111745958A公开了投影式光固化3D打印装置，包括一侧通过剥离轴与机架铰接的剥离板(料槽平台)以及与其另一侧铰接并驱动剥离板绕剥离轴转动的剥离电机，实现3D打印旋转剥离，有效减少了剥离过程中打印件所承受的力。

但上述专利文献中，剥离电机工作时，其电机输出轴沿竖直方向做直线运动，随着剥离板转动，会对电机输出轴径向产生反作用力，容易造成电机输出轴弯曲，甚至折断。

实用新型内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种投影式光固化生物3D打印装置，其打印精度高、成型件损坏率低、生产效率高。

一种投影式光固化生物3D打印装置，包括机架，以及设于机架上的打印平台机构、料槽机构、剥离机构和光源机构；

所述剥离机构包括：

一侧通过剥离轴与所述机架铰接的剥离板；

与所述剥离板另一侧铰接并驱动其绕所述剥离轴翻转的剥离电机；

所述剥离电机通过一垂直于电机输出轴的铰接轴转接安装于所述机架上。

上述技术方案中，所述料槽机构用于承载水凝胶等“生物墨水”打印材料，所述剥离机构用于将黏结在所述料槽机构上光固化后3D打印成型材料进行剥离；所述光源机构为位于所述料槽机构中的打印材料提供固化光；所述打印平台机构用于承载光固化后3D打印成型材料；所述剥离电机为贯穿电机。

在进行3D打印过程中，光源机构发出的光会照射到料槽机构中对水凝胶等“生物墨水”材料进行光固化，从而形成一层3D打印成型材料；剥离电机驱动剥离板和料槽机构进行翻转毛病对料槽机构上的3D打印成型材料进行剥离，剥离后的3D打印成型材料会黏结在打印平台机构底面，然后打印平台机构上升一层的高度，再进行下一层的光固化打印。新固化的3D打印成型材料能够牢固的黏合在上一层的3D打印层成型材料表面你上，如此循环往复，直至完成整体模型打印。

上述技术方案中，剥离电机提供驱动力供剥离板绕着剥离轴转动，同时位于料槽机构中的3D打印成型材料沿着剥离板长度方向进行剥离，当3D打印成型材料与料槽机构完成剥离后，剥离板在剥离电机和剥离轴的共同作用下重新回转到水平位置，从而完成剥离机构的剥离动作。这样设计的优点在于，剥离电机可带动剥离板实现差速的俯卧动作，在剥离动作进行过程中的慢速运动能够实现对已光固化3D打印成型材料的完整剥离，在剥离运动完成后的快速运动归位节省了打印时间，加快了打印速度。

另外，本实用新型的3D打印装置通过设置垂直于电机输出轴的铰接轴实现剥离电机转接于所述机架上，当剥离电机驱动所述剥离板绕所述剥离轴转动时，剥离电机相对所述机架随所述剥离板转动，有效降低剥离板转动产生的扭矩对所述电机输出轴的损坏。

同其他生物3D打印设备相比，这样设计的优点在于，本投影式光固化生物3D打印设备结构紧凑，成型精度高，打印速度快，能够实现快速高精度的生物打印，同时也能够保证较高的打印成功率。

作为优选，所述机架上固定有与所述铰接轴配合实现所述剥离电机转接的电机安装座。所述安装座竖直固定于所述机架上，所述铰接轴水平设置，并与所述电机输出轴垂直。所述铰接轴可转动设于所述安装座上，所述铰接轴与所述剥离电机固定连接；或所述铰接轴与所述安装座固定连接，并与所述剥离电机可转动连接。

作为优选，所述剥离电机的电机输出轴通过铰接部件与剥离板铰接，所述铰接部件包括与所述剥离板固定连接的铰接座以及与所述电机输出轴固定连接的交接头，所述铰接座与铰接头通过铰接杆实现铰接。

作为优选，所述剥离轴通过支架可转动安装于所述机架上，所述剥离轴与所述剥离板的一侧固定连接。

作为优选，所述打印平台机构包括：

平台盖板；

成型平台；

设于打印平台盖板与成型平台之间的调平组件。

本发明中，所述打印平台机构一般与对应的驱动机构(一般包括驱动电机、导轨以及滑块等)连接，可以采用现有的驱动机构。实际安装时，所述平台盖板与对应的滑块固定。

作为具体优选，所述调平组件包括通过磁吸合组件实现相互固定的调平块以及底部穿过所述平台盖板并与所述调平块螺纹连接的调节旋钮，该调节旋钮同时与打印平台盖板螺纹连接；

所述平台盖板与所述调平块之间通过锁紧螺钉固定。

上述技术方案中，多个调节旋钮沿所述平台盖板周向均匀设置，用于调节所述调平块水平。所述调平块底面与所述成型平台底面相互平行，且二者通过磁吸合组件可拆卸连接。调节旋钮优选设置三个；锁紧螺钉优选设于平台盖板的中心处。

在对打印平台机构调平的过程中，首先将锁紧螺钉旋松，调平块处于自由状态，重力作用下成型平台底面(成型面)与料槽机构相匹配，旋紧调节旋钮，直至调节旋钮底部与调平块顶面抵接，完成所有调节旋钮的调节，最后旋紧锁紧螺钉，实现平台盖板和调平块之间的固定，同时实现了成型平台的调平。而调平块与成型平台的可拆卸连接方便了成型平台与调平块的分离。这样设计的优点在于，一方面精密调节旋钮的设置方便了打印平台机构的调平，进而提高了打印精度；另一方面成型平台与调平块的磁性连接，方便了操作人员对位于成型平台上整体打印模型操作，快速高效。

作为进一步优选方案，所述成型平台底面进行涂层处理，以防止光固化后3D打印成型材料从成型平台的底面滑落。

上述技术方案中，利用硬质光固化材料对打印成型平台表面进行涂层处理，处理后成型平台表面硬质光固化材料的双键与水凝胶等“生物墨水”的光固化双键相结合实现了打印件同成型平台之间紧密黏接，从而防止了在打印过程中打印件从成型平台表面的滑落。

作为进一步优选方案，所述调平块的底部设有安装块，所述成型平台上设有与所述安装块配合的楔形槽。

上述技术方案中，安装块与安装槽的相互配合方便了成型平台与调平块的分离。

作为更进一步优选，所述调平块内设有对所述成型平台进行加热的加热棒、检测所述成型平台温度的温度传感器、检测所述成型平台是否安装到位的接近开关。

作为优选，所述料槽机构包括固定连接的料槽底座和料槽盖，设于所述料槽底座上的透光片、设于所述透光片底面的加热膜、以及设于所述料槽盖底面且表面能够实现气体流通的离型膜。

上述技术方案中，加热膜的使用实现了对料槽机构内打印材料的加热，同时离型膜表面能够实现氧气的流通，这样使得离型膜与已光固化打印材料之间形成一层隔绝层，便于实现已光固化3D打印材料与离型膜的分离。这样设计的优点在于，一方面提高了可打印材料的适用性，能够打印不同强度的材料，如UV树脂、HAMA、GelMA、PEGDA、Sil-MA、光固化PCL等；另一方面离型膜的使用减少了打印的水凝胶同玻璃膜粘连导致3D打印成型材料破损情况的发生，提高了对水凝胶等“生物墨水”材料的打印成功率。透光片优选为玻璃片。

作为进一步优选，所述料槽盖底面设有第一环槽和第二环槽，所述第一环槽内嵌设有料槽圈，所述第二环槽内嵌设有绷膜圈，所述绷膜圈用于将所述离型膜压入所述第二环槽内。

上述技术方案中，安装时，首先将料槽圈压入第一环槽内，然后将离型膜铺在料槽盖底面，最后再将绷膜圈压入第二环槽内。这样设计的优点在于，利用绷膜圈与料槽圈的相互配合压紧实现了离型膜的绷紧，同时也能够防止盛放于料槽机构中的水凝胶等“生物墨水”材料流入料槽机构内部。

作为优选，所述剥离板上设有压块，所述料槽机构的顶部设有与所述压块相匹配的固定槽，所述压块和所述固定槽相互配合将所述料槽机构可拆卸固定在所述剥离板上。

上述技术方案中，在剥离过程中，通过压块与固定槽配合将料槽机构压紧在剥离板上，提高了剥离动作的稳定性，以及对水凝胶等“生物墨水”材料的打印精度和成功率。

作为优选，所述剥离板上设有多个定位销，所述料槽底座上设有与所述定位销配合的多个销孔。通过定位销与销孔相互配合实现剥离板对料槽底座的定位，进一步提高剥离动作的稳定性。

作为优选，所述3D打印装置还包括设于所述剥离板一侧的感应片以及设于所述机架上并感应所述感应片位置的光电传感器。

上述技术方案中，光电传感器能通过感应感应片的位置进而获得剥离板的位置。设定剥离板剥离完全和回位水平时感应片相对光电感应器的高度，当光电传感器感应到感应片到达设定高度时，剥离电机停止工作，完成剥离或回位至水平。采用光电传感器和感应片结合对剥离板进行定位，使3D打印更加精准、剥离更加完全，提高工作质量和效率。

作为优选，还包括电连接的电源组件和控制组件；

所述控制组件包括微型电脑主板、分别与所述微型电脑主板电连接的触摸屏和驱动器主板；所述驱动器主板与所述剥离电机电连接。

上述技术方案中，所述控制组件与所述光源机构、剥离机构、打印平台机构均电性连接，用于使打印动作有序进行。电源组件用于为3D打印设备进行供电。微型电脑主板对需要打印的模型进行切片，然后再将切片信息传输到光源机构中进行投影；驱动器主板用来接收来自微型电脑主板的信号，然后再将信号进行处理再传输至剥离电机，并且将剥离电机的工作情况及时反馈至微型电脑主板进行处理；触摸屏的使用提高了人机的交互性，方便了操作人员的操作。

作为优选，所述3D打印装置还包括设于所述机架上的运动机构，所述运动机构与所述打印平台机构固定连接，并控制所述打印平台机构升降。所述运动机构可以是由电机驱动的丝杆滑块机构，也可以是其他能够实现所述打印平台机构升降的其他结构。

作为优选，所述机架包括开设有滑槽的底板；

所述光源机构包括滑动设于所述滑槽内的光机以及将所述光机发出的光反射至所述料槽机构的反光镜；

所述反光镜的外部设有防尘罩，所述防尘罩上设有用于接收光机入射光的防尘罩孔，所述防尘罩的顶部与反光镜反射光对应的位置设有防尘透光板，所述防尘罩通过弹性垫与所述底板连接。

上述技术方案中，光机产生的投影通过反光镜垂直射向料槽机构中对水凝胶等“生物墨水”材料进行光固化，同时光机能够沿着滑槽长度方向调节位于机身底板上的位置。这样设计的优点在于，调试人员能够根据光机投影效果的质量进而来调节光机在机身底板上的位置，使得光机投射到料槽机构中的投影更加明了清晰，从而提高了打印精度。

光机产生的投影通过防尘罩孔投射到反光镜上，然后再经过防尘透光板垂直投射入料槽机构中，同时防尘罩与机身底板之间安装有弹性垫。这样设计的优点在于，防尘罩的安装能够避免反光镜上灰尘的积落，弹性垫的使用能够调节防尘罩孔位置，从而保障了光机出光口与防尘罩孔的配合，减少漏光情况的发生，进而保障光机投影入料槽机构内图案精度。

上述技术方案中，防尘透光板优选为防尘玻璃。

作为进一步优选，所述反光镜通过反光镜安装座设于所述机架上，所述反光镜安装座上设有卡板，所述卡板用于安装所述反光镜。所述反光镜安装座优选为等腰三角形楔形块，反光镜呈45°角倾斜安装于所述反光镜安装座的楔形面上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型的投影式光固化生物3D打印装置结构紧凑，成型精度高，打印速度快，能够实现快速高精度的生物打印，同时也能够保证较高的打印成功率；并且在本实用新型的打印过程中产生噪音小，与人交互性比较好，使用方便。

2.本实用新型的3D打印装置，在剥离机构对3D打印成型材料剥离过程中，剥离电机可带动剥离板实现差速的俯卧动作，在剥离动作进行过程中的慢速运动能够实现对已光固化3D打印成型材料的完整剥离，在剥离运动完成后的快速运动归位节省了打印时间，加快了打印速度。

3.本实用新型的3D打印装置，设置铰接轴使剥离电机与机架转接，实现在驱动剥离板绕剥离轴转动时，剥离电机随剥离板转动，有效降低因剥离板转动造成的电机输出轴弯曲或折断。

4.本实用新型的3D打印装置，加热膜的使用实现了对料槽机构内打印材料的加热，同时离型膜表面能够实现氧气的流通，这样使得离型膜与已光固化打印材料之间形成一层隔绝层，便于实现已光固化3D打印材料与离型膜的分离。

附图说明

图1是本申请实施例的结构示意图；

图2是本申请实施例的内部结构示意图；

图3是本申请实施例的另一内部结构示意图；

图4是本申请实施例中剥离机构的结构示意图；

图5是图4中A处放大图；

图6是本申请实施例中料槽机构的爆炸结构示意图；

图7是本申请实施例中料槽盖的爆炸结构示意图；

图8是本申请实施例中光源机构的结构示意图；

图9是本申请实施例中反光镜及其安装结构示意图；

图10是本申请实施例中打印平台机构的爆炸结构示意图；

图11是本申请实施例中调平块的结构示意图。

图中，1、机架；11、底板；111、滑槽；2、打印成型装置；3、剥离机构；31、剥离板；321、铰接轴；322、电机安装座；33、剥离电机；34、铰接部件；341；铰接头；342、铰接杆；343、铰接座；35、电机输出轴；361、剥离轴；362、支架；37、传感组件；371、感应片；372、光电传感器；38、定位销；39、压块；4、料槽机构；41、料槽底座；411、定位销孔；42、料槽盖；421、第一环槽；422、第二环槽；423、料槽圈；424、绷膜圈；43、玻璃片；44、加热膜；45、离型膜；46、固定槽；5、光源机构；51、光机；521、反光镜；522、反光镜安装座；523、反光镜卡板；53、防尘罩；531、防尘罩孔；532、安装槽；533、防尘玻璃；54、弹性垫；6、打印平台机构；61、平台盖板；611、精密调节旋钮；62、调平块；621、磁铁；622、安装块；623、加热棒；624、接近开关；625、温度传感器；63、成型平台；631、金属板；632、楔形槽；7、运动机构；71、丝杠滑块机构；72、步进电机；8、主控机构；81、电源组件；82、控制组件；821、微型电脑主板；822、触摸屏；823、驱动器主板。

具体实施方式

以下结合附图1-11对本申请的技术方案作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种投影式光固化生物3D打印设备。

参照图1，一种投影式光固化生物3D打印设备，包括机架1和打印成型装置2，打印成型装置2安装于机架1上。

参照图2和图3，打印成型装置2包括剥离机构3和料槽机构4，料槽机构4安装于剥离机构3上方，料槽机构4用于承载水凝胶等“生物墨水”材料，剥离机构3的作用是将黏结在料槽机构4上光固化后的3D打印成型材料进行剥离；打印成型装置2还包括光源机构5、打印平台机构6，运动机构7以及主控机构8；光源机构5位于剥离机构3下方为料槽机构4中水凝胶等“生物墨水”材料提供固化光；打印平台机构6与运动机构7固定连接，运动机构7包括丝杠滑块机构71和步进电机72，步进电机72用于控制丝杠滑块机构71中滑块部分的升降，当丝杠滑块机构71中滑块部分上下运动时，打印平台机构6也随着滑块部分上下运动而运动；打印平台机构6用来承载光固化后的3D打印成型材料；主控机构8与光源机构5、剥离机构3、运动机构7和打印平台机构6均电性连接用来控制打印动作的有序进行。

参照图2和图3，主控机构8包括电源组件81和控制组件82；电源组件81用于给控制组件82以及整个设备进行供电；控制组件82包括微型电脑主板821、触摸屏822和驱动器主板823，微型电脑主板821与触摸屏822和驱动器主板823均电性连接。在投影式光固化生物3D打印设备对水凝胶等“生物墨水”进行3D打印过程中，电源组件81为整个设备工作进行供电；微型电脑主板821对需要打印的模型进行切片，然后再将切片信息传输到光源机构5中进行投影，同时，驱动器主板823用来接收来自微型电脑主板821的信号，然后再将信号进行处理再传输至剥离机构3，并且将剥离机构3的工作情况及时反馈至微型电脑主板821进行处理；触摸屏822与微型电脑主板821电性连接，触摸屏822的使用提高了人机的交互性，方便了操作人员的操作。

参照图4和图5，剥离机构3包括剥离板31和贯穿电机33，剥离板31的一侧通过铰接部件34与贯穿电机33铰接，贯穿电机33内设置有电机输出轴35；铰接部件34包括铰接头341、铰接杆342和铰接座343，电机输出轴35的一端与铰接头341固定连接，另一端螺旋伸入贯穿电机33内部，铰接座343固定连接于剥离板31的底面，铰接头341与铰接座343通过铰接杆342铰接。剥离机构3还包括铰接轴321和电机安装座322，电机安装座322竖直设置于机架1上，电机安装座322与铰接轴321转动连接，铰接轴321与贯穿电机33固定连接。

参照图4和图5，剥离机构3还包括由剥离轴361和支架362组成的转动组件36、以及感应片371和光电传感器372组成的传感组件37；支架362安装于机架1上，剥离轴361转动安装于支架362上，剥离轴361与剥离板31背离贯穿电机33的一侧固定连接。感应片371固定连接于剥离板31靠近贯穿电机33一侧的底面，光电传感器372位于感应片371正下方。

参照图4和图5，当剥离机构3对3D打印成型材料进行剥离时，贯穿电机33提供驱动力供电机输出轴35向下缩回，由于电机输出轴35与剥离板31铰接，剥离板31的一侧随着电机输出轴35一起向下运动，同时贯穿电机33随剥离板31绕铰接轴321转动，从而使得剥离板31绕着剥离轴361实现定轴转动，则位于料槽机构4(参照图3)中的3D打印成型材料能够沿着剥离板31长度方向进行剥离，当感应片371移动到光电传感器372位置时，剥离板31停止转动，剥离机构3完成对3D打印成型材料的剥离；在剥离机构3对3D打印成型材料完成剥离后，贯穿电机33提供驱动力供电机输出轴35向上运动，感应片371和剥离板31随着电机输出轴35一起向上运动，直至感应片371上升至与光电感应开关372设定距离，此时剥离板31停止转动回转到水平位置。在剥离机构3对3D打印成型材料完成整个剥离动作过程中，贯穿电机33带动剥离板31实现差速转动，剥离动作中的慢速运动能够实现对3D打印成型材料的完整剥离，从而提高剥离质量；剥离动作完成后的快速运动归位节省了打印时间，提高了打印效率。

参照图6和图7，料槽机构4包括料槽底座41和料槽盖42，料槽底座41上安装有玻璃片43，玻璃片43靠近料槽底座41的一面铺设有加热膜44，剥离板31的对应两侧上分别安装有一个定位销38，料槽底座41底面与定位销38相配合位置上开设有两个定位销孔411；料槽盖42底面固定有离型膜45，料槽盖42底面开设有第一环槽421和第二环槽422，第一环槽421内嵌设有料槽圈423，第二环槽422内嵌设有绷膜圈424，绷膜圈424用于将离型膜45压入第二环槽422内，料槽底座41与料槽盖42固定连接，剥离板31的对应两侧上分别安装有一个压块39，料槽盖42顶面边缘靠近压块39位置上开设有与压块39对应的固定槽46。

参照图6和图7，当使用料槽机构4对水凝胶等“生物墨水”材料进行打印时，剥离板31上定位销38与料槽底座41底面定位销孔411的相互配合能够实现对料槽机构4的定位，剥离板31上压块39与料槽顶面边缘固定槽46的相互配合能够实现对料槽机构4的压紧，从而使得剥离机构3在进行剥离动作时，料槽机构4能够与剥离板31紧密贴合，提高了剥离动作的稳定性，同时也提高了对水凝胶等“生物墨水”材料打印精度以及成功率。加热膜44的使用实现了对料槽机构4内可打印材料的加热，提高了可打印材料的适用性，同时离型膜45表面能够实现氧气的流通，从而使得离型膜45与已光固化打印材料之间形成一层隔绝层，便于已光固化3D打印材料与离型膜45的分离。绷膜圈424与料槽圈423的相互配合压紧实现了离型膜45的绷紧，同时防止盛放于料槽盖42内离型膜45上的水凝胶等“生物墨水”材料流入料槽底座41与料槽盖42之间。

参照图8和图9，光源机构5包括光机51和反光镜521，机架1包括底板11，底板11上开设有滑槽111，光机51滑动连接在滑槽111上。反光镜521通过反光镜安装座522固定连接在底板11上，反光镜安装座522上安装有反光镜卡板523用于固定反光镜521，反光镜安装座522为等腰三角形楔形块，反光镜521呈45度倾斜安装于反光镜安装座522楔形面上。反光镜521外设置有防尘罩53，防尘罩53与光机51出光口相对位置开设有防尘罩孔531，防尘罩53与底板11之间安装有弹性垫54，防尘罩53顶部开设有安装槽532，安装槽532内安装有防尘玻璃533。

参照图8和图9，当光源机构5对料槽机构4中的水凝胶等“生物墨水”材料进行光固化时，光机51产生的投影首先通过防尘罩孔531投射到反光镜521上，由于反光镜521呈45度倾斜安装于反光镜安装座522上，则经过反光镜521的反射，光机51产生的投影能够垂直射向料槽机构4中心；同时光机51能够沿着滑槽111长度方向调节位于机身底板11上的位置，从而方便了工作人员对光机51投射到料槽机构4中投影清晰度的调试，使得光机51投射到料槽机构4中的投影更加清晰，提高了打印精度；防尘罩53与底板11之间弹性垫54的使用能够调节防尘罩孔531位置，从而保障了光机51出光口与防尘罩孔531的配合，进而提高了光机51投影入料槽机构4内的图案精度。

参照图10和图11，打印平台机构6包括平台盖板61、调平块62和成型平台63；调平块62底面安装有磁铁621，成型平台63位于调平块62下方，成型平台63底面与调平块62底面相互平行，成型平台63内固定有金属板631，磁铁621与金属板631之间的相互吸合实现了成型平台63与调平块62的吸合固定，调平块62底面边缘位置上固定有安装块622，安装块622为带有圆滑弧度的楔形块，成型平台63与安装块622相配合位置上开设有楔形槽632，安装块622与楔形槽632的相互配合使用方便了工作人员对成型平台63的拆卸和安装；平台盖板61位于调平块62上方，二者之间通过设于平台盖板61中心处的锁紧螺钉实现固定；平台盖板61上沿其周向均匀设置有三个精密调节旋钮611，精密调节旋钮611用于调节调平块62水平；调节旋钮611与平台盖板61螺纹配合，底端与调平块62顶面抵接；成型平台63的成型面部分进行涂层处理用于防止3D打印成型材料从成型平台63的成型面滑落；调平块62内设有加热棒623、接近开关624和温度传感器625。

参照图10和图11，在对打印平台机构6调平的过程中，首先将锁紧螺钉旋松，调平块62处于自由状态，重力作用下成型平台63底面(成型面)与料槽机构4相匹配；旋紧精密调节旋钮611，直至精密调节旋钮611底部与调平块62顶面抵接，完成所有精密调节旋钮611的调节，最后旋紧锁紧螺钉，实现平台盖板61和调平块62之间的固定，同时实现了成型平台63的调平。精密调节旋钮611的设置方便了打印平台机构6的调平，进而提高打印精度。

利用硬质光固化材料对成型平台63的成型面进行涂层处理，涂层处理是指将硬质光固化材料均匀涂抹在成型平台63上，并对其进行光照固化，使其粘附在成型平台63表面，从而形成一层涂层，处理后的成型平台63表面能够与固化后的成型材料紧密黏接，从而防止了在打印过程中固化后的成型材料从成型平台63表面滑落。加热棒623是用于对成型平台63加热，接近开关624用于检测成型平台63是否与打印平台调平块62紧密吸合，温度传感器625用于检测成型平台63温度。

本申请实施例一种投影式光固化生物3D打印设备的实施原理为：在投影式光固化生物3D打印设备对水凝胶等“生物墨水”进行3D打印的过程中，主控机构8对需要打印的模型进行切片，然后再将切片信息传输到光源机构5中进行投影，光源机构5所投影的光会照射到料槽机构4中对水凝胶等“生物墨水”材料进行光固化，从而形成一层3D打印成型材料，接着主控机构8控制着剥离机构3对黏结在料槽机构4上的3D打印成型材料进行剥离，剥离后的3D打印成型材料会黏结在打印平台底面，然后运动机构7再控制着打印平台机构6上升一层的高度后再进行下一层的光固化打印，新固化的3D打印成型材料能够牢固的黏合在上一层的3D打印成型材料表面上，如此循环往复，直至完成整体模型的打印。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种投影式光固化生物3D打印装置，包括机架，以及设于机架上的打印平台机构、料槽机构、剥离机构和光源机构；

其特征在于，所述剥离机构包括：

一侧通过剥离轴与所述机架铰接的剥离板；

与所述剥离板另一侧铰接并驱动其绕所述剥离轴翻转的剥离电机；

所述剥离电机通过一垂直于电机输出轴的铰接轴转接安装于所述机架上。

2.根据权利要求1所述的投影式光固化生物3D打印装置，其特征在于，所述机架上固定有与所述铰接轴配合实现所述剥离电机转接的电机安装座。

3.根据权利要求1所述的投影式光固化生物3D打印装置，其特征在于，所述打印平台机构包括：

平台盖板；

成型平台；

设于平台盖板与成型平台之间的调平组件。

4.根据权利要求3所述的投影式光固化生物3D打印装置，其特征在于，所述调平组件包括与所述成型平台通过磁吸合组件实现相互固定的调平块以及底部穿过所述平台盖板并与所述调平块抵接的调节旋钮，该调节旋钮同时与平台盖板螺纹连接；

所述平台盖板与所述调平块之间通过锁紧螺钉固定。

5.根据权利要求4所述的投影式光固化生物3D打印装置，其特征在于，所述调平块内设有对所述成型平台进行加热的加热棒、检测所述成型平台温度的温度传感器、检测所述成型平台是否安装到位的接近开关。

6.根据权利要求1所述的投影式光固化生物3D打印装置，其特征在于，所述料槽机构包括固定连接的料槽底座和料槽盖，设于所述料槽底座上的透光片、设于所述透光片底面的加热膜、以及设于所述料槽盖底面且表面能够实现气体流通的离型膜。

7.根据权利要求1所述的投影式光固化生物3D打印装置，其特征在于，还包括设于所述剥离板一侧的感应片以及设于所述机架上并感应所述感应片位置的光电传感器。

8.根据权利要求1所述的投影式光固化生物3D打印装置，其特征在于，还包括电连接的电源组件和控制组件；

所述控制组件包括微型电脑主板、分别与所述微型电脑主板电连接的触摸屏和驱动器主板；所述驱动器主板与所述剥离电机电连接。

9.根据权利要求1所述的投影式光固化生物3D打印装置，其特征在于，所述剥离板上设有压块，所述料槽机构的顶部设有与所述压块相匹配的固定槽，所述压块和所述固定槽相互配合将所述料槽机构可拆卸固定在所述剥离板上。

10.根据权利要求1所述的投影式光固化生物3D打印装置，其特征在于，所述机架包括开设有滑槽的底板；

所述光源机构包括滑动设于所述滑槽内的光机以及将所述光机发出的光反射至所述料槽机构的反光镜；

所述反光镜的外部设有防尘罩，所述防尘罩上设有用于接收光机入射光的防尘罩孔，所述防尘罩的顶部与反光镜反射光对应的位置设有防尘透光板，所述防尘罩通过弹性垫与所述底板连接。

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