[发明专利]一种用于3D生物打印机的UV光固化装置

说明书

本发明提供一种用于3D生物打印机的UV光固化装置，包括：打印头，所述打印头设置在打印平台上侧，所述打印头下端安装有点胶针头，所述点胶针头一侧设有圆柱细丝，所述打印头一侧设有UV光源，所述的圆柱细丝设置在UV光源一侧，并与UV光束在同一平面，所述UV光源激发出UV光束照射在圆柱细丝上产生衍射光束和反射光束，从而在打印平台形成一环形光斑，本发明能够使UV光束在平台上形成圆环形光斑，可以在固化生物材料的同时，光束照射避开点胶针头出口，避免堵住点胶针头出口。

技术领域

本发明涉及3D生物打印技术领域，具体为一种用于3D生物打印机的UV光固化装置。

背景技术

3D生物打印是指通过3D打印的原理和方法，将生物材料(包括透明质酸、明胶、壳聚糖、海藻酸盐、琼脂糖)配置成一定浓度溶液，通过气动的方式打印成为设计的三维结构体，并使生物材料固化。

3D生物打印机通常通过点胶针头挤出材料，点胶针头有细针形和圆锥形两种。通常，生物材料的固化有化学和物理两类方法，随着技术的发展，目前，使用UV光来固化改性的生物材料已成为热点。UV为ultraviolet的缩写，即紫外线。市面上的新一代3D生物打印机开始逐渐配备UV光固化装置。然而，大部分的UV光固化装置只是简单地放置UV光源进行辐照，这样会使材料在打印针头出口处固化，导致针头堵塞，极大地影响打印效率。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种用于3D生物打印机的UV光固化装置，以解决上述背景技术中的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种用于3D生物打印机的UV光固化装置，包括：打印头，所述打印头设置在打印平台上侧，所述打印头下端安装有点胶针头，所述点胶针头一侧设有圆柱细丝，所述打印头一侧设有UV光源，所述的圆柱细丝设置在UV光源一侧，并与UV光束在同一平面，所述UV光源激发出UV光束照射在圆柱细丝上产生衍射光束和反射光束，从而在打印平台形成一环形光斑，环形光斑的半径计算公式为：

其中，r为圆环半径，H为UV光源出口距离打印平台的高度，h为UV光源出口距离圆柱细丝反射点水平方向的高度，α为UV光束与圆柱细丝反射点水平方向的夹角。

进一步的，所述的UV光源波长为365-405nm。

进一步的，所述的UV光源的放置的角度α为30-90°。

进一步的，所述的UV光源的光束直径为1-3mm。

进一步的，所述的UV光源附带散热装置。

进一步的，所述的UV光源设有1-4个平均分布在打印头四周，所述的UV光源会随着打印头的升高而一起升高，光斑逐渐从照射在打印平台上到打印出的支架上。

进一步的，所述的圆柱细丝的材料为金属或者玻璃。

进一步的，所述的圆柱细丝直径为0.1-1.5mm。

进一步的，所述的点胶针头为细针形的或圆锥形的。

进一步的，所述的点胶针头直径为0.1-1.2mm。

与已公开技术相比，本发明存在以下优点：本发明能够使UV光束在平台上形成圆环形光斑，可以在固化生物材料的同时，光束照射避开点胶针头出口，避免堵住点胶针头出口。

附图说明

图1为本发明的系统原理图。

图2为本发明的用圆锥形点胶针头情况UV光固化装置示意图。

图3为本发明的使用细针形点胶针头情况UV光固化装置示意图。