[发明专利]一种3D打印机的活塞挤出式喷头

说明书

本发明提供一种3D打印机的活塞挤出式喷头，包括保温套组件、可拆卸的插设在所述保温套组件中的活塞注射器、用于驱动活塞杆在所述活塞注射器的活塞筒中直线运动的驱动模组；所述驱动模组包括设在所述保温套组件一侧的模组电机、连接在所述模组电机输出轴上的丝杠、穿设在所述丝杠上的滑块组件，所述滑块组件靠近所述保温套组件的一端与所述活塞杆的尾端可拆卸连接。本发明的3D打印机的活塞挤出式喷头采用可拆卸的活塞注射器代替常规的不可拆卸的活塞筒，可避免生物材料二次转移的过程，保证生物材料不受污染，同时模组电机倒置设于保温套组件的一侧，减小喷头整体高度而提高打印成型尺寸。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，更具体地，涉及一种3D打印机的活塞挤出式喷头。

背景技术

生物3D打印技术从兴起经过升级优化正逐步走向成熟，打印设备也向着小型化、精密化方向发展。对于通用型的挤出式生物打印喷头，目前按照材料的挤出驱动方式可分为直接气动式挤出喷头、活塞式挤出喷头和螺杆式挤出喷头三种。

对于直接气动式挤出喷头，由于气源可以直接通过气管的方式引入到喷头中，所以，直接气动式喷头结构较为简单且整体易于向小型化方向发展。但由于直接采用外部气源作为驱动压力，由于气体具有可压缩性，气体在流经变直径截面流道时容易产生气压波动现象而造成打印不稳定。活塞式挤出喷头和螺杆式挤出喷头由于不使用或不直接外接气源因而可以避免压力波动现象。但对于一个完整的打印过程，除了获得理想的打印模型还需要保证喷头在更换不同材料时方便可行或者打印机停机清理时拆装方便。螺杆式喷头以及一般的活塞挤出式喷头在换料清理时均容易造成喷头的破坏。

在常见的活塞挤出式喷头的结构中，活塞杆被设计为与丝杠正向平行，电机与丝杠同轴布置且位于整个喷头的上端，采用这种结构时，驱动力自上而下传递，电机旋转带动丝杠转动，丝杠的旋转运动被丝杠滑块转换为直线运动并向下传递至活塞杆，活塞杆沿着活塞筒内壁向下推挤其中的生物材料直至通过针头流出。由于采用自上而下结构，电机的机身长度直接增加了喷头的整体高度，尤其是采用联轴器连接丝杠和电机时，联轴器和电机机身长度同时计入喷头整体高度，喷头占用了Z方向的打印成型尺寸。

另外，对于一般的活塞式挤出打印喷头以及螺杆挤出式打印喷头，活塞筒和料筒都是不可拆卸的结构，在打印前经常需要更换不同性质的材料或者对喷头进行必要的清理保养。用于生物打印的材料一般都具有较大粘度，粘附在筒壁和螺杆螺纹缝隙处的材料难以清理彻底，喷头的换料和清理保养加重人员负担，清理不及时甚至会造成喷嘴堵塞和材料污染等问题。

除了清理不及时造成材料污染现象，对于一般活塞挤出式喷头在向喷头中加载材料时，首先通过过渡器材抽取配制好的生物材料，然后注入到喷头料筒中并安装活塞杆，完成材料加载。在这个过程中，生物材料由容器转移至过渡器材最后转移至喷头料筒中，存在二次转移，若灭菌不严格则会引起材料的污染。

发明内容

为克服上述现有技术中的至少一种缺陷，本发明提供一种3D打印机的活塞挤出式喷头，采用可拆卸的活塞注射器代替常规的不可拆卸的活塞筒，可避免生物材料二次转移的过程，保证生物材料不受污染，同时模组电机倒置设于保温套组件的侧壁，减小喷头整体高度而提高打印成型尺寸。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种3D打印机的活塞挤出式喷头，其中，包括保温套组件、可拆卸的插设在所述保温套组件中的活塞注射器、用于驱动活塞杆在所述活塞注射器的活塞筒中直线运动的驱动模组。所述驱动模组包括设在所述保温套组件一侧的模组电机、连接在所述模组电机输出轴上的丝杠、穿设在所述丝杠上的滑块组件，所述滑块组件靠近所述保温套组件的一端与所述活塞杆的尾端可拆卸连接。