CN217514565U - 一种用于生物凝胶打印可连续供料的挤出式喷头装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种用于生物凝胶打印可连续供料的挤出式喷头装置，包括打印壳体，搅拌活塞，四个挤压活塞，左挤压总成和右挤压总成，左挤压总成和右挤压总成5分别位于打印壳体的左右两侧。四个挤压活塞分别属于左右两组，并且与搅拌活塞共同处于打印壳体1内部，本实用新型提供的生物打印的可持续性提供生物墨水的挤出式喷头装置通过左挤压总成和右挤压总成不同的运动周期，持续不断地将挤压活塞中的生物墨水挤出，可以实现生物墨水的持续填充，使用时能够提高生物打印机的打印效率，提高了装置的自动化程度，拆下便可方便清洁与维护，同时降低了零件的制造精度要求，提高了结构装配工艺性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于生物凝胶打印可连续供料的挤出式喷头装置，属于3D打印技术领域。
背景技术
生物凝胶3D打印又称凝胶打印或凝胶三维制造，在广义上属于生物打印(3D Bio-printing)的技术范畴。该技术是将生物材料按照仿生学的结构要求，通过3D打印方法制造出具有良好生物相容性的3D结构体或兼具生物活性与功能的生物体，其耗材为生物墨水。在成型过程中，因挤出结构行程限制，存在打印腔中的墨水耗尽的问题，这需要重新进行耗材装填，降低了打印机的效率以及设备的自动化程度。生物打印在医疗中的领域一共分为四个阶段，分别为医疗教辅模型打印，植入物打印，生物支架打印歌器官组织打印，由于生物打印机由于其打印效率不高，技术不够成熟等原因，目前生物打印技术在实际中主要应用于前三个阶段，对于第四阶段，因细胞活性等因素对生物3D成型设备的打印速度提出了更高的要求。
为了提高生物打印机的打印效率，提高设备实用性，满足第四阶段的成型要求，需要解决现有的生物打印机喷头装置无法像普通3D打印机一样，无法实现物料稳定持续供给进而影响成型过程的问题；改善因打印机耗材耗尽，导致的需要人工操作的设备自动化程度。
综上，现有的生物打印机喷头装置存在缺陷，无法持续提供生物墨水、自动化程度低，打印效率不高。
发明内容
本实用新型为了解决现有的生物打印机打印喷头无法持续提供生物墨水、自动化程度低，打印效率不高等问题，进而提供一种用于生物凝胶打印可连续供料的挤出式喷头装置。
本实用新型为解决上述技术问题采取的技术方案是：
本实用新型用于生物凝胶打印可连续供料的挤出式喷头装置包括打印壳体1，搅拌活塞 2，四个挤压活塞3，左挤压总成4和右挤压总成5，打印壳体1包括主壳体11，搅拌电机固定板12，挤出活塞固定板13以及搅拌活塞固定板14，搅拌电机固定板12固定在主壳体11 内部，挤出活塞固定板13固定在主壳体11下方，搅拌活塞固定板14固定在挤出活塞固定板 13下方，搅拌活塞2位于打印壳体内部，包括搅拌电机21，联轴器22，搅拌杆23，搅拌容器24，密封圈25，加热片26，搅拌电机21通过搅拌电机固定板12固定在主壳体11内部，搅拌电机21的输出轴通过联轴器22与搅拌杆23相连，搅拌容器24套在搅拌杆23上，加热片26位于搅拌容器下端，与搅拌容器一同固定在搅拌活塞固定板14内部，在搅拌杆2与搅拌容器之间用密封圈25进行密封，挤出活塞3一共四组，通过挤出活塞固定板12固定在主壳体内部，包括进料单向阀31，软管32，活塞杆33，挤出容器34，加热片35，出料单向阀 36，出料管37，软管32在活塞杆33内部，上端连接进料单向阀31，活塞杆33在挤出容器 34内部，上端连接在左挤压板48和右挤压板58下部，挤出容器34下端连接出料单向阀36，出料单向阀36下端连接出料管37，出料管37的下端穿过搅拌活塞固定板14连接在搅拌容器24上。左挤压总成4位于打印壳体3的左侧，左挤压总成4包括电机41，导轨下固定板 42，滚珠丝杠43，型材44，导轨45，滑块46，导轨上固定板47和左挤压板48，滚珠丝杠 43，型材44和导轨45固定在电机下固定板42和电机上固定板47之间，滑块46穿装在到导轨44上于滚珠丝杠43螺纹连接，电机41安装在导轨下固定板上，电机41的输出轴与滚珠丝杠43连接，左挤压板固定到滑块46上，右挤压总成5位于打印壳体1的右侧，右挤压总成5包括电机51，导轨下固定板52，滚珠丝杠53，型材54，导轨55，滑块56，导轨上固定板57和左挤压板58，滚珠丝杠53，型材54和导轨55固定在电机下固定板52和电机上固定板57之间，滑块56穿装在到导轨54上于滚珠丝杠53螺纹连接，电机51安装在导轨下固定板上，电机51的输出轴与滚珠丝杠53连接，右挤压板固定到滑块56上。
在一个实施方案中，装置通过打印主体1的打主壳体11背部的螺纹孔与其他结构通过螺丝螺纹连接
在一个装配方案中，搅拌杆搅拌部分为内部空的螺旋结构。
本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：
本实用新型的用于生物凝胶打印可连续供料的挤出式喷头装置采用封闭式结构设计，整体作为打印功能的模块是一个完整的部件，结构独立，易于从其他结构分离和安装，同时有四个两组挤压活塞，可以实现生物墨水的持续填充，使用时能够提高生物打印机的打印效率，提高了装置的自动化程度，同时对零件的制造精度要求低，装配工艺性好。
附图说明
图1是本实用新型的用于生物凝胶打印可连续供料的挤出式喷头装置的结构立体图；
图2是本发明的主壳体1的立体结构图；
图3是本发明的搅拌活塞2的立体结构图；
图4是本发明的挤压活塞3的立体结构图；
图5是本发明的左挤压总成4和右挤压总成5的立体结构图；
图6为图2中搅拌杆23的结构示意图；
具体实施方式
具体实施方式一：如图1所示，本实施方案的用于生物凝胶打印可连续供料的挤出式喷头装置包括打印壳体1，搅拌活塞2，挤压活塞3，左挤压总成4和右挤压总成5，打印壳体1包括主壳体11，搅拌电机固定板12，挤出活塞固定板13以及搅拌活塞固定板14，搅拌电机固定板12固定在主壳体11内部，挤出活塞固定板13固定在主壳体11下方，右四个环形接口，搅拌活塞固定板14固定在挤出活塞固定板13下方，搅拌活塞2位于打印壳体内部，包括搅拌电机21，联轴器22，搅拌杆23，搅拌容器24，密封圈25，搅拌加热片26，搅拌电机21通过搅拌电机固定板12固定在主壳体11内部，搅拌电机21的输出轴通过联轴器22与搅拌杆23相连，搅拌容器24套在搅拌杆23上，搅拌加热片26位于搅拌荣放弃下端，与搅拌容器一同固定在搅拌活塞固定板14内部，在搅拌杆2与搅拌容器之间用密封圈25进行密封，挤出活塞3一共四组，通过挤出活塞固定板12固定在主壳体内部，包括进料单向阀31，软管32，活塞杆33，挤出容器34，挤压加热片35，出料单向阀36，出料管37，软管32在活塞杆33内部，上端连接进料单向阀31，活塞杆33在挤出容器34内部，上端连接在左挤压板48和右挤压板58下部，挤出容器34下端连接出料单向阀36，出料单向阀36下端连接出料管37，出料管37的下端穿过搅拌活塞固定板14连接在搅拌容器24上，挤压加热片35 呈环形包围在挤出活塞固定板13的环形接口上，左挤压总成4位于打印壳体3的左侧，左挤压总成4包括电机41，导轨下固定板42，滚珠丝杠43，型材44，导轨45，滑块46，导轨上固定板47和左挤压板48，滚珠丝杠43，型材44和导轨45固定在电机下固定板42和电机上固定板47之间，滑块46穿装在到导轨44上于滚珠丝杠43螺纹连接，电机41安装在导轨下固定板上，电机41的输出轴与滚珠丝杠43连接，左挤压板固定到滑块46上，右挤压总成5 位于打印壳体1的右侧，右挤压总成5包括电机51，导轨下固定板52，滚珠丝杠53，型材 54，导轨55，滑块56，导轨上固定板57和左挤压板58，滚珠丝杠53，型材54和导轨55固定在电机下固定板52和电机上固定板57之间，滑块56穿装在到导轨54上于滚珠丝杠53螺纹连接，电机51安装在导轨下固定板上，电机51的输出轴与滚珠丝杠53连接，右挤压板固定到滑块56上。
本实用新型工作过程，本生物凝胶打印可连续供料的挤出式喷头装置在进行打印之前，首先要通过搅拌加热片26和挤出加热片35进行加热，装置共有四个挤出活塞3，每两个挤出活塞3分别与左挤压总成4和右挤压总成5组成一组，共两组，左挤压总成4和右挤压总成5的运动周期相反，当左挤压总成4中的滑块46向上运动时，通过左挤压板48带动两个挤出活塞3的挤压杆33向上运动，由于出料单向阀36此时处于关闭状态，进料单向阀31处于打开状态，所以构成生物墨水的两种不同的组成成分经由一组挤出活塞3的进料单向阀31进入软管32中，通过软管32进入挤出容器34中，此时有挤压总成5中的滑块56向下运动，通过右挤压板58带动两个挤出活塞3的挤压杆33向下运动，出料单向阀36处于打开状态，进料单向阀31处于关闭状态，在同一组挤出容器中的两种生物墨水的组成成分透过出料单向阀36进入到出料管37中，通过出料管37进入到搅拌活塞2的搅拌容器24中，搅拌电机21 通过联轴器带动搅拌杆23对搅拌容器2中的生物墨水两种成分进行搅拌，在充分的搅拌之后，通过挤压容器34下端输出口连接的打印针头进行打印，当右挤压板58到达最低处，挤出容器34中的物料全部挤出时，右挤压总成5中的滑块56开始向上运动，进行物料的填充，此时左挤压总成4到达最大行程，滑块46向下运动，挤压物料进入搅拌活塞2中，此过程循环往复，实现生物打印可持续性打印过程。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质，在本实用新型的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于生物凝胶打印可连续供料的挤出式喷头装置，其特征在于，包括打印壳体(1)，搅拌活塞(2)，四个挤出活塞(3)，左挤压总成(4)和右挤压总成(5)，其中搅拌活塞(2)位于打印壳体(1)内部，四个挤出活塞(3)位于打印壳体(1)内部，左挤压总成(4)与打印壳体(1)连接，位于其左侧，右挤压总成(5)与打印壳体(1)连接，位于其右侧。
2.根据权利要求1所述的生物凝胶打印可连续供料的挤出式喷头装置，其特征是其打印壳体(1)包括主壳体(11)，搅拌电机固定板(12)，挤出活塞固定板(13)以及搅拌活塞固定板(14)，搅拌电机固定板(12)固定在主壳体(11)内部，挤出活塞固定板(13)固定在主壳体(11)下方，搅拌活塞固定板(14)固定在挤出活塞固定板(13)下方。
3.根据权利要求1所述的生物凝胶打印可连续供料的挤出式喷头装置，其特征是搅拌活塞(2)位于打印壳体(1)内部，包括搅拌电机(21)，联轴器(22)，搅拌杆(23)，搅拌容器(24)，密封圈(25)，加热片(26)，搅拌电机(21)通过搅拌电机固定板(12)固定在主壳体(11)内部，搅拌电机(21)的输出轴通过联轴器(22)与搅拌杆(23)相连，搅拌容器(24)套在搅拌杆(23)上，加热片(26)位于搅拌容器下端，与搅拌容器(24)一同固定在搅拌活塞固定板(14)内部，在搅拌杆(23)与搅拌容器(24)之间用密封圈(25)进行密封。
4.根据权利要求1所述的生物凝胶打印可连续供料的挤出式喷头装置，其特征是挤出活塞(3)一共四组，通过挤出活塞固定板(13)固定在主壳体内部，包括进料单向阀(31)，软管(32)，活塞杆(33)，挤出容器(34)，加热片(35)，出料单向阀(36)，出料管(37)，软管(32)在活塞杆(33)内部，上端连接进料单向阀(31)，活塞杆(33)在挤出容器(34)内部，上端连接在左挤压板(48)和右挤压板(58)下部，挤出容器(34)下端连接出料单向阀(36)，出料单向阀(36)下端连接出料管(37)，出料管(37)的下端穿过搅拌活塞固定板(14)连接在搅拌容器(24)上，左挤压总成(4)位于打印壳体(1)的左侧。
5.根据权利要求1所述的生物凝胶打印可连续供料的挤出式喷头装置，其特征是左挤压总成(4)包括电机(41)，导轨下固定板(42)，滚珠丝杠(43)，型材(44)，导轨(45)，滑块(46)，导轨上固定板(47)和左挤压板(48)，滚珠丝杠(43)，型材(44)和导轨(45)固定在导轨下固定板(42)和导轨上固定板(47)之间，滑块(46)安装在导轨(45)上，并且与滚珠丝杠(43)螺纹连接，电机(41)安装在导轨下固定板(42)上，电机(41)的输出轴与滚珠丝杠(43)连接，左挤压板(48)固定到滑块(46)上。
6.根据权利要求1所述的生物凝胶打印可连续供料的挤出式喷头装置，其特征是右挤压总成(5)位于打印壳体(1)右侧，右挤压总成(5)包括电机(51)，导轨下固定板(52)，滚珠丝杠(53)，型材(54)，导轨(55)，滑块(56)，导轨上固定板(57)和右挤压板(58)，滚珠丝杠(53)，型材(54)和导轨(55)固定在导轨下固定板(52)和导轨上固定板(57)之间，滑块(56)安装在导轨(55)上，并且与滚珠丝杠(53)螺纹连接，电机(51)安装在导轨下固定板(52)上，电机(51)的输出轴与滚珠丝杠(53)连接，右挤压板(58)固定到滑块(56)上。
7.根据权利要求1所述的生物凝胶打印可连续供料的挤出式喷头装置，其特征是所述打印壳体(1)的两侧分别有一个控制挤出的挤压总成，由挤压总成的电机控制滑块带动挤压板控制打印墨水的补充和挤出。
8.根据权利要求1所述的生物凝胶打印可连续供料的挤出式喷头装置，其特征是所述左挤压总成(4)和右挤压总成(5)的运行周期相反，左挤压总成(4)的滑块(46)向上运动时，右挤压总成(5)的滑块(56)向下运动；左挤压总成(4)的滑块(46)向下运动时，右挤压总成(5)的滑块(56)向上运动。
9.根据权利要求8所述的生物凝胶打印可连续供料的挤出式喷头装置，其特征是所述打印壳体(1)内部共有四个挤出活塞(3)，每两个挤出活塞为一组，同时填充和挤出生物墨水的两种不同的成分。
10.根据权利要求9所述的生物凝胶打印可连续供料的挤出式喷头装置，其特征是所述一组挤出活塞(3)中挤压出生物墨水的两种不同成分通过出料单向阀(36)同时进去搅拌活塞(2)中，经搅拌杆(23)搅拌之后，通过挤出容器(34)下端输出口连接的打印针头进行打印。
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