[发明专利]一种基于鲁尔注射器的生物3D打印挤出装置

说明书

本发明公开了一种基于鲁尔注射器的生物3D打印挤出装置，包括进给机构和调高机构；所述进给机构包括减速步进电机，传动丝杆，推杆滑块，导轨和第一导轨滑块；所述减速步进电机驱动传动丝杆转动；所述推杆滑块固定在第一导轨滑块上并与鲁尔注射器的推杆相配合，在传动丝杆的驱动下沿导轨滑动从而推动推杆做进给运动；所述调高机构包括调高丝杆，料筒支撑架，调高丝杆驱动机构和第二导轨滑块；所述鲁尔注射器的注射料筒固定在料筒支撑架上，所述料筒支撑架固定在第二导轨滑块上，在调高丝杆的驱动下沿导轨滑动从而调整注射料筒的固定高度。本发明满足通常情况下对不同长度规格鲁尔注射器和不同长度型号鲁尔针头的使用要求，操作方便、结构精简。

技术领域

本发明涉及生物3D打印机的低温打印挤出装置，特别涉及一种基于鲁尔注射器的生物3D打印挤出装置。

背景技术

生物3D打印机是一种能够在数字三维模型驱动下，按照增材制造原理定位打印生物材料、细胞单元、组织工程支架和组织器官等制品的装备。根据原理可分为激光式、喷墨式和挤出式，其中挤出式生物3D打印机具有材料适应范围广、成型能力强的优点。根据打印温度的高低，挤出式生物3D打印可分为高温熔融打印(FDM)和低温沉积打印(LDM)。在LDM中有一般两种挤出方式，分别是电机驱动注射器推杆挤出式和气压驱动活塞挤出式，称之为机械推杆挤出式和气动活塞挤出式。气动活塞挤出式在机械结构上比较简单，但是在使用过程中空气压缩机产生的噪声很大，而且气体在开始压缩过程中不稳定，对打印材料施加的压力也在逐渐增大，容易降低打印精度；而机械推杆挤出式具有控制精确、动作迅速的特点，能够很好地克服上述气动式所具有的缺点，并且成本较低。

在机械推杆挤出式中，装载生物打印材料的料筒必须提前经过消毒灭菌处理，并且要满足装料便捷的要求，最常用的料筒是医用鲁尔注射器。鲁尔注射器区别于普通注射器的特征在于具有鲁尔螺纹，该特征具有安装便捷、锁紧牢固的特点，并且鲁尔针头具有多种不同的口径和长度规格，非常适合在LDM中不同场合下使用，因此得到了广泛的应用。此外，在实际打印过程中经常需要使用不同长度规格的鲁尔注射器，并且有时需要更换不同长度型号的鲁尔针头，这对打印装置提出了更高的要求，然而目前还未发现有某一挤出装置能够很好地满足上述要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种基于鲁尔注射器的生物3D打印挤出装置，满足通常情况下对不同长度规格鲁尔注射器和不同长度型号鲁尔针头的使用要求，并且操作方便、结构精简，为生物3D打印技术的进一步发展奠定了技术基础。

本发明所采用的技术方案是：一种基于鲁尔注射器的生物3D打印挤出装置，包括进给机构和调高机构；

所述进给机构包括：减速步进电机，相互配合连接的传动丝杆和推杆滑块，以及相互配合连接的导轨和第一导轨滑块；所述减速步进电机的输出轴与所述传动丝杆相连接，并驱动所述传动丝杆转动；所述推杆滑块固定连接在所述第一导轨滑块上，并与所述鲁尔注射器的推杆相配合，所述推杆滑块在所述传动丝杆的驱动下沿所述导轨上下滑动，从而推动所述推杆做进给运动；

所述调高机构包括：相互配合连接的调高丝杆和料筒支撑架，用于驱动所述调高丝杆转动的调高丝杆驱动机构，以及与所述导轨配合连接的第二导轨滑块；所述鲁尔注射器的注射料筒固定在所述料筒支撑架上，所述料筒支撑架固定连接在所述第二导轨滑块上，所述料筒支撑架在所述调高丝杆的驱动下沿所述导轨上下滑动，从而调整所述注射料筒的固定高度。

进一步地，所述推杆滑块的下端内设置有倒U型槽，所述推杆的手柄位于所述倒U型槽内；在所述推杆的给进运动中，所述推杆的手柄与所述倒U型槽的内顶面紧密接触；所述倒U型槽在竖直方向上具有一宽度，便于所述推杆顺利放置的同时，使得所述推杆在回抽过程中能利用所述倒U型槽在竖直方向上的宽度实现打印材料的自然回弹。

进一步地，所述调高丝杆设置有两根，分为主动调高丝杆和从动调高丝杆；所述主动调高丝杆连接所述调高丝杆驱动机构，所述主动调高丝杆和从动调高丝杆之间通过同步传动机构相互连接，并在所述同步传动机构的作用下同步转动。