[发明专利]一种3D打印装置及其打印方法

权利要求书

1.一种3D打印装置，其特征在于：包括三维移动平台，所述三维移动平台上安装有三轴机械臂，所述三轴机械臂电连接有控制器，所述三轴机械臂上安装有打印喷头，所述打印喷头电连接有驱动电源，所述驱动电源无线连接有计算机，所述计算机内置有控制软件；所述三维移动平台上固定设置有接收平台，所述接收平台位于所述打印喷头下方，所述打印喷头内装有打印墨水。

2.根据权利要求1所述的3D打印装置，其特征在于：所述打印喷头内均匀设置有多条打印通道，每条所述打印通道内均设置有墨囊，所述墨囊内盛装有所述打印墨水；所述墨囊底部开设有喷嘴，所述墨囊侧壁上安装有压电陶瓷片，所述打印通道与所述驱动电源通过导线电连接；所述压电陶瓷片外侧设置有隔膜。

3.根据权利要求1所述的3D打印装置，其特征在于：所述三轴机械臂包括水平固定设置于所述三维移动平台上的Y轴，所述Y轴上滑动设置有竖直安装的Z轴，所述Z轴顶部固定安装有水平设置的X轴，且所述X轴的水平投影与所述Y轴的水平投影垂直设置，所述X轴上通过链轮结构水平滑动设置有控制端，所述控制端侧壁上通过链轮结构竖直滑动设置有机械臂，所述机械臂末端固定安装有机械手，所述打印喷头安装于所述机械手上。

4.根据权利要求2所述的3D打印装置，其特征在于：所述驱动电源上开设有连接端口，所述连接端口通过导线与所述打印通道连接。

5.根据权利要求2所述的3D打印装置，其特征在于：所述打印喷头内均匀设置有五条打印通道，每条所述打印通道内均设置有墨囊，五个所述墨囊内分别采用5mL注射器灌注有不同的打印墨水。

6.根据权利要求4所述的3D打印装置，其特征在于：所述驱动电源采用并联电路，所述并联电路采用控制信号驱动两个高压开关，将高压信号切成方波，实现对驱动电压大小的调节转换；并联电路中并联设置有多个开关，每个开关分别通过导线连接有一个所述打印通道。

7.一种3D打印方法，其特征在于：包括对细胞进行打印和培养的方法，步骤如下：

步骤一；打开计算机的控制软件，输入控制参数，在控制器中输入打印图案模型的坐标；

步骤二；清洗打印通道；将细胞打印悬浮液注入墨囊，封闭墨囊入口，电压驱动喷墨打印头将细胞打印悬浮液喷涂于玻璃基底；细胞打印悬浮液包括DMEM完全培养基、质量百分含量为0.2％～1.2％的海藻酸钠水溶液和待打印细胞；所述DMEM完全培养基和质量百分含量为0.2％～1.2％的海藻酸钠水溶液的体积比为1：1；细胞打印悬浮液中待打印细胞的浓度为1×10⁶～9×10⁶个/mL；在喷涂有细胞打印悬浮液的玻璃基底上覆盖聚二甲基硅氧烷通道，利用微量注射泵从进样孔依次通入0.2～0.3M的CaCl₂水溶液和DMEM完全培养基，于35～40℃、15％～25％的CO₂的条件下培养；

步骤三；开始打印，控制器驱动三轴机械臂移动，从而带动打印喷头按预定图案坐标移动；驱动电源施加脉冲波形，脉冲电压上升和持续过程中，压电陶瓷片产生形变，利用压电陶瓷片的伸缩形变使墨囊中的打印墨水液滴从喷嘴喷射出去，进行打印；通过控制软件控制并切换打印通道电压的断连，设置打印时的工作电压为50～500V，打印间距为100～300μm，打印滴数为1～9滴；直至打印完成。

8.根据权利要求7所述的3D打印方法，其特征在于：步骤2中所述玻璃基底的制备包括：将玻璃和三氯硅烷混合，抽真空至-0.8MPa，在-0.8MPa条件下保持真空状态0.8～1.2h，得到玻璃基底；所述聚二甲基硅氧烷通道的高度为20～100μm，宽度为0.6～1.2mm。