[发明专利]一种自动调节出料方式的温度可控3D打印喷头

说明书

本发明一种自动调节出料方式的温度可控3D打印喷头，属于3D打印技术领域；所要解决的技术问题为现有喷头调控不便，打印材料温度控制和出料方式控制困难；采用的技术方案为：喷头外壳为底部敞口，顶部中心开孔的空心圆筒，圆环形固定板固定在喷头外壳内壁的中下部形成出料口；装料桶为空心圆管，同心套装在喷头外壳内部，挤压活塞套装在装料桶内；电阻丝均匀缠绕在导热层的外壁上，导热层套装在装料桶外并和装料桶外壁紧密贴合；三个收敛片相互之间紧密贴合形成一个顶部开口的倒圆锥，三个收敛片分别通过转轴与出料口相连，三个压缩弹簧分别固定在三个收敛片和喷头外壳内壁之间；两个外加电场电极片对称嵌装在喷头外壳内壁底部。

技术领域

本发明一种自动调节出料方式的温度可控3D打印喷头，属于3D打印技术领域。

背景技术

生物3D打印机是一种可采用多种生物材料打印的快速成型设备，利用相关数据打印出实体3D生物材料相容性结构，其制作的生物打印模型具有符合设计要求的外在形式和开放性的内在结构。简单来说，生物3D打印机通过控制打印材料筒在三维空间的移动，将处于流体、胶体或糊状的生物材料通过气压挤出，材料通过层层堆积后成型出不同形状的模型，从而完成3D打印过程。

然而，由于材料性质不同，其对打印的条件的需求也不同，例如温度高低、材料粒径大小。或者对打印材料出料方式的要求不同，所需求的打印条件也不尽相同。现有3D打印喷头通常在喷头处设计一个加热模块，从而达到加热生物材料的目的。或者采用不同直径的多通道多喷头进行生物3D打印，实现不同粒径的生物材料的打印。

现有技术中，温控生物3D打印喷头只能进行单点温度控制，会导致生物材料加热不均匀，影响生物材料打印质量。现有的生物3D打印喷头无法实现根据材料粒径大小来控制喷头直径，导致生物打印喷头容易堵塞，在打印细胞时，甚至导致细胞死亡。除此之外，现有的生物3D打印喷头无法控制材料的出料方式，导致打印的生物3D结构与预期结构出现偏差。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为现有喷头调控不便，打印材料温度控制和出料方式控制困难。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种自动调节出料方式的温度可控3D打印喷头，包括：喷头外壳、生物装料模块、温度控制模块、喷口直径控制模块和外加电场电极片；

所述喷头外壳为底部敞口，顶部中心开孔的空心圆筒，圆环形固定板固定在喷头外壳内壁的中下部形成出料口，喷头外壳上开有两个对称分布的散热孔；

所述生物装料模块包括装料桶和挤压活塞，装料桶为空心圆管，同心套装在喷头外壳内部并固定在圆环形固定板上，挤压活塞套装在装料桶内；

所述温度控制模块包括电阻丝和导热层，电阻丝均匀缠绕在导热层的外壁上，导热层套装在装料桶外并和装料桶外壁紧密贴合；

所述喷口直径控制模块包括三片收敛片和三个压缩弹簧，所述三个收敛片相互之间紧密贴合形成一个顶部开口的倒圆锥，三个收敛片分别通过转轴与出料口相连，三个压缩弹簧分别固定在三个收敛片和喷头外壳内壁之间；

两个外加电场电极片对称嵌装在喷头外壳内壁底部。

所述收敛片的截面为Z字形，三个收敛片之间相互搭接，紧密贴合。

所述温度控制模块还包括温度传感器和主控模块，温度传感器焊接在导热层内壁上，温度传感器与主控模块的输入端连接，主控模块的输出端与温度控制模块的加热控制开关相连。

所述温度传感器为接触式温度传感器。

所述温度控制模块还包括两个散热扇，分别嵌装于喷头外壳上的两个散热孔内，两个散热扇的控制开关与温度控制模块中主控模块的输出端相连。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果。