[发明专利]基于静电纺丝与喷雾的3D打印制备功能梯度涂层的方法

权利要求书

1.一种基于静电纺丝与喷雾的3D打印制备功能梯度涂层的方法，该方法采用一种基于静电纺丝和喷雾的混合型3D打印系统，该混合型3D打印系统包括：

第一注射泵、第二注射泵、第一喷嘴、第二喷嘴、高压电源、芯棒收集器、控制器、电机和变速器；其中，所述第一注射泵、所述第一喷嘴、所述高压电源、所述芯棒收集器和所述控制器构成静电纺丝子系统，该静电纺丝子系统利用所述高压电源产生第一高压静电场，使得从所述第一喷嘴喷射出的第一物料在该第一高压静电场的作用下形成物料细丝，所述芯棒收集器收集该物料细丝从而形成第一物料涂层；所述第二注射泵、所述第二喷嘴、所述高压电源、所述芯棒收集器和所述控制器形成静电喷雾子系统，该静电喷雾子系统利用所述高压电源产生第二高压静电场，使得从所述第二喷嘴喷射出的第二物料在该第二高压静电场的作用下定向运动，所述芯棒收集器收集该第二物料从而形成第二物料涂层，所述第二物料为羟基磷灰石/乙醇溶液；

所述方法包括以下步骤：

i)通过所述控制器控制所述静电纺丝子系统生成所述第一物料涂层；

ii)通过所述控制器控制所述静电喷雾子系统生成所述第二物料涂层；

iii)使所述步骤i)重复进行两次以上，使所述步骤ii)重复进行两次以上，每个所述步骤i)与每个所述步骤ii)同时进行；

iv)通过控制器实时改变静电纺丝和静电喷雾子系统工作过程中的第一和第二控制参数，形成多个混合材料涂层，所述混合材料涂层各自具有一定的含钙量，其中，每个混合材料涂层的含钙量从首先形成的混合材料涂层到最后形成的混合材料涂层依次梯度递增；和

v)将多个混合材料涂层叠加组合成功能梯度涂层；

其中，所述第一控制参数包括选自以下各项中的一项或多项：第一物料进给速度、纺丝时间、第一喷嘴电压、第一喷嘴与芯棒收集器之间的距离，芯棒收集器旋转速度；所述第二控制参数包括选自以下各项中的一项或多项：第二物料进给速度、喷雾时间、第二喷嘴电压、第二喷嘴与芯棒收集器之间的距离，芯棒收集器旋转速度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤i)包括：

配制所述第一物料；

将配制好的所述第一物料装入所述第一注射泵；

在所述控制器中设置用于静电纺丝过程中的第一控制参数设定值；

所述控制器根据所述第一控制参数设定值对各第一控制参数进行调整；

在所述第一喷嘴和所述芯棒收集器之间进行纺丝，在所述芯棒收集器上生成所述第一物料涂层。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤ii)包括：

配制所述第二物料；

将配制好的所述第二物料装入所述第二注射泵；

在所述控制器中设置用于静电喷雾过程中的第二控制参数设定值；

所述控制器根据所述第二控制参数设定值对各第二控制参数进行调整；

在所述芯棒收集器上进行喷雾生成所述第二物料涂层。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述混合型3D打印系统的工作过程中，在控制器中实时改变静电纺丝和/或静电喷雾子系统工作过程中的第一和/或第二控制参数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一物料为聚合物，通过所述静电纺丝子系统形成聚合物涂层。