[发明专利]用于三维结构的增材制造的系统和方法

权利要求书

1.一种用于三维结构的增材制造的系统，所述系统包括：

-至少一个打印头，所述至少一个打印头用于接收和分配材料，所述材料包括至少一种第一材料和至少一种第二材料，所述打印头包括：

-用于分配所述材料的孔；

-微流体通道，所述微流体通道包括用于接收和导向所述第一材料的一个或多个第一通道和用于接收和导向所述第二材料的一个或多个相应第二通道，所述第二通道在第一交点与所述第一通道相交，所述第二通道和所述第一通道在所述第一交点结合在一起以形成分配通道，所述分配通道延伸到所述孔；以及

-射流开关，每个射流开关对应于所述打印头中的所述微流体通道之一并且被构造成当被致动时允许或不允许所述打印头的所述微流体通道中的流体流动；

-接收表面，所述接收表面用于接收从所述孔分配的所述材料的第一层；

-定位单元，所述定位单元用于将所述打印头的孔定位于三维空间中，所述定位单元可操作地联接到所述打印头；以及

-分配装置，所述分配装置用于从所述打印头的所述孔分配所述材料。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一种第一材料包括鞘流体，所述至少一种第二材料包括水凝胶。

3.根据权利要求1或2所述的系统，还包括：可编程的控制处理器，其用于控制所述定位单元和控制所述材料从所述打印头到所述接收表面上的分配。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个第一通道包括至少两个通道，所述一个或多个第一通道被构造成在所述第一交点处在相应第二通道的侧部。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一种第一材料包括交联剂，所述交联剂用于使所述至少一种第二材料在所述交点和/或所述分配通道中与所述交联剂接触时凝固。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，每个第二通道具有比所述第一通道和分配通道的直径更小的直径，其中来自所述第一通道的流动形成围绕所述分配通道中的所述至少一种第二材料的同轴鞘。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一种第二材料包括活体细胞。

8.根据权利要求1所述的系统，还包括：流体移除特征，其用于移除从所述打印头分配的过量第一材料。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述接收表面包括多孔性膜，所述多孔性膜包括孔隙，所述孔隙大小适于允许所述过量第一材料从所述孔隙通过。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述流体移除特征包括吸收剂材料或真空，所述吸收剂材料或真空用于将所述过量第一材料从所述接收表面抽走。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述吸收剂材料或真空施加在多孔性膜下方。

12.根据权利要求10所述的系统，其中所述真空施加于所述接收表面上方。

13.根据权利要求12所述的系统，其中通过设置于所述打印头上的一个或多个真空通道来施加所述真空，所述一个或多个真空通道具有位于所述打印头的孔附近的孔。

14.根据权利要求1所述的系统，还包括：用于容纳所述材料的储集器，所述储集器分别流体地联接到所述打印头中的所述微流体通道。

15.根据权利要求14所述的系统，其中所述打印头还包括用于接收来自所述储集器的所述材料的至少两个入口，所述入口中每一个与相应微流体通道和所述相应储集器流体连通。

16.根据权利要求1所述的系统，其中，所述分配装置包括压力控制单元。

17.根据权利要求1所述的系统，其中，所述射流开关包括阀。

18.根据权利要求1所述的系统，其中，所述打印头还包括中空突出部，所述中空突出部被构造成从所述孔朝向所述接收表面延伸。

19.根据权利要求1所述的系统，其中，所述打印头包括两个第二通道，所述第二通道中每一个适于传送相应第二材料，所述两个第二通道在第二交点相交并且在所述第二交点结合在一起以形成第三通道，所述第三通道延伸到所述第一交点。