[发明专利]基于双组份水凝胶的三维打印装置及方法

权利要求书

1.一种基于双组份水凝胶的三维打印装置，其特征在于，包括微流泵推器，共轴聚焦流微流控装置、控制器以及三维移动平台；

所述共轴聚焦流微流控装置用于令不同类的液体试剂独立流动并在打印喷口输出后，掉落打印底板前完成混合固化反应；

所述微流泵推器与所述共轴聚焦流微流控装置连接，用于控制所述液体试剂在所述共轴聚焦流微流控装置内的流速；

所述三维移动平台与所述控制器连接，根据所述控制器的输出指令，控制所述共轴聚焦流微流装置的打印喷口在横向、纵向以及高度方向上相应的移动，掉落到所述打印底板对应的位置。

2.根据权利要求1所述的三维打印装置，其特征在于，所述共轴聚焦流微流控装置包括：独立设置的内相通道、外相通道、混合通道以及打印喷口；

所述内相通道和所述外相通道的液体试剂输出端形成所述混合通道，所述混合通道的另一端为所述打印喷口；

所述内相通道和所述外相通道分别用于供不同类的液体试剂流动，不同类的液体试剂在所述混合通道混合。

3.根据权利要求2所述的三维打印装置，其特征在于，所述内相通道设置在所述外相通道的内部；

所述外相通道的末端开口与所述内相通道的末端开口之间具有预定的距离，形成所述混合通道。

4.根据权利要求3所述的三维打印装置，其特征在于，所述外相通道和内相通道的液体试剂输入端为针孔通道；所述针孔通道与所述微流泵推器连接。

5.根据权利要求2所述的三维打印装置，其特征在于，所述内相通道输入的液体试剂为交联剂；所述外相通道输入的液体试剂为水凝胶单体。

6.根据权利要求5所述的三维打印装置，其特征在于，所述交联剂为硫酸钙和TEMED；所述水凝胶单体为聚丙烯酰胺或海藻酸钠。

7.根据权利要求5所述的三维打印装置，其特征在于，所述打印喷口的打印高度为15-35mm，所述打印喷口的打印速度为1-3mm/s。

8.根据权利要求7所述的三维打印装置，其特征在于，所述内相通道和所述外相通道之间的流速比为3:10。

9.根据权利要求8所述的三维打印装置，其特征在于，所述内相通道的内径尺寸在1mm以下，所述外相通道的内径尺寸为1.7mm，所述混合通道的长度为1mm；所述内相通道的液体试剂流速为6ml/h，所述外相通道的液体试剂流速为20ml/h。

10.一种应用如权利要求1-9任一所述的三维打印装置的双组份水凝胶三维打印方法，其特征在于，包括：

根据共轴聚焦流微流控装置的通道内径尺寸以及液体试剂，确定对应的液体试剂在所述通道内的流速；

以所述预定的流速注入所述液体试剂，令所述液体试剂在打印喷口输出前，以可控剂量充分混合；

根据所述三维移动平台的移动速度，设置所述打印喷口与所述打印底板之间的高度差，令从所述充分混合的液体试剂在所述打印喷口输出后，在滴落到打印底板前完成混合反应；

通过所述控制器控制所述三维移动平台连续移动所述打印喷口的位置，生成对应的三维模型。