[发明专利]一种高通量阵列式3D液滴打印方法

权利要求书

1.一种利用阵列式3D液滴打印机制备悬浮液滴的方法，所述阵列式3D液滴打印机包括三维移动打印系统和阵列式微振动打印喷头；所述的三维移动打印系统包括X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴升降平台、压力控制进给机构和水相基体；X轴移动机构、Y轴移动机构用于实现所述阵列式微振动打印喷头在XY平面内的移动；所述的Z轴升降平台用于调控水相基体在Z轴方向上的移动；所述的压力控制进给机构用于调控液体原料的定量挤出；所述水相基体为剪切变稀性质水凝胶；所述阵列式微振动打印喷头用于实现挤出液体与喷头的有效分离和悬浮液滴的制备，阵列式微振动打印喷头通过导管与压力控制进给机构相连；

所述阵列式微振动打印喷头通过以下步骤得到：

绘制阵列式喷头的三维通孔排列图案，通过3D打印技术制备阵列式通孔模型；将毛细针管插入阵列通孔中，实现3D液滴打印的平行放大；将微振动器贴附于通孔模型侧面；

所述阵列式3D液滴打印机还包括箱体用于盛装水相基体，所述的箱体放置在Z轴升降平台上，阵列式打印喷头位于所述箱体上方并部分浸入水相基体中，Z轴升降平台调节阵列打印喷头出口在水相基体中在Z轴方向的高度；

其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1）选取符合打印图案需求的阵列式微振动打印喷头，将喷头通过导管与压力控制进给机构连接；

2）选取具有剪切变稀性质的材料溶解于水中，得到具有一定粘度的透明水凝胶作为水相基体，选取单一或混合油性液体作为油相；所述的剪切变稀性质的材料为卡波姆或黄原胶，所述水相基体的黏度控制在15-30Pa⋅s；

3）通过X轴移动机构、Y轴移动机构控制阵列式微振动打印喷头在XY平面内的移动，通过Z轴升降平台控制水相基体在Z轴方向上的移动，从而使3D打印机上的阵列式打印喷头在水相基体中按设定轨迹运动；

4）调节压力控制机构的推进距离，使阵列式微振动喷头定量挤出油相液体，在喷头微小振动下原位剪切油相，得到分散到水相中的液滴；

所述的设定轨迹是阵列式微振动喷头在打印液滴过程中停顿在一个打印位置，然后调节压力控制机构挤出定量体积的油相液体，等待油相液体挤出后，阵列式喷头再移动到下一打印位置；整个过程中，阵列式喷头始终处于微振动状态；所述的微振动的振幅为0.1-1mm，振动频率为80-240Hz。

2.根据权利要求1所述的打印方法，其特征在于，所述的压力控制机构为注射泵或蠕动泵。

3.根据权利要求1所述打印方法，其特征在于，所述的油性液体为蚕丝油、茶树油、羊绒脂或维生素E中的一种或者几种混合。

4.根据权利要求1所述的阵列式微振动打印喷头装置制备方法，其特征在于，所述3D打印技术为熔融沉积式3D打印或光固化3D打印。

5.根据权利要求1所述的阵列式微振动打印喷头装置制备方法，其特征在于，所述毛细管针管为玻璃毛细针管或不锈钢毛细针管。

6.根据权利要求1所述的阵列式微振动打印喷头装置制备方法，其特征在于，所述的毛细针管出口直径为0.1-2mm。