[发明专利]一种可用于打印高黏度多材料结构的光固化成型装置

说明书

本发明公开了一种可用于打印高黏度多材料结构的光固化成型装置，包括：箱体、集成式打印平台、DLP投影光机、打印台升降模组、反射镜、清洗装置、储料槽、微流控装置和刮平器。所述储料槽包括涡轮搅拌器和输料管，提高多材料混合均匀的效率。所述刮平器包括用于刮平材料且刀刃具有倒角的刮刀、用于清除集成式打印平台中残余材料的清除刮刀、刮平器支架和蜗杆装置，刮平器布置于集成式打印平台的侧方，可实现对材料的刮平与清除。所述清洗装置包括超声波清洗池和烘干装置，实现对刮平器的清洗与烘干。本发明采用集成式的组装，体积较小，各组成部分结构紧凑且相互配合使用，可以精确地控制梯度属性，可打印具有连续或离散梯度特性的支架。

技术领域

本发明所涉及一种光固化成型装置，尤其是涉及一种可用于打印高黏度多材料结构的光固化成型装置。

背景技术

生物组织中的梯度结构广泛存在，在生物生长发育过程中起着重要作用，如骨组织具有很显著的力学梯度特性，其中长骨结构最为典型，两端为骨松质，中间为骨密质，外部坚韧，内部疏松多孔，使骨骼既具有强度又具有韧性。

目前，常用于骨修复的生物陶瓷支架，其复合材料的分散相是均匀分布的，整体材料的性能是同一的，因而不具有梯度特性。而构建具有力学梯度、机械梯度和孔隙率梯度等特性的支架，既可以承载相应的环境负荷，由具有良好的力学性能和机械性能，这对模拟天然骨组织具有重要意义。

目前高黏度多材料打印方式主要有两种，一种是基于多料槽换料原理，一种是基于多喷头换料原理，两种装置所占体积较大，且实现连续梯度的能力较差。现存的微流体装置技术与光固化打印系统相结合，使得高黏度多材料打印具有连续梯度特性的支架成为可能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可用于打印高黏度多材料结构的光固化成型装置，以有效解决现有技术的不足之处。

该装置基于自下而上曝光的DLP投影原理，通过微流控设备技术对进料口进行精确控制输料，可以实现多种高黏度材料在集成式打印平台中快速、高精度的打印成型。

本发明所采用的技术方案为：

本发明包括箱体、集成式打印平台、DLP投影光机、打印台升降模组、反射镜、清洗装置、储料槽、微流控装置和刮平器。

所述集成式打印平台通过机械部件与箱体连接固定，底部具有安装特种玻璃的料槽，所述的特种玻璃针对特定波长为405nm生物光波具有90%以上的透射率，玻璃表面贴有离型膜。

DLP投影光机布置于集成式打印平台的下方，通过机械部件固定于箱体内底部，DLP投影光机发出光束经反射镜反射到集成式打印平台。

所述打印台升降模组布置于集成式打印平台的侧方，包括Z轴升降台与成型平台。

所述反射镜布置于集成式打印平台中特种玻璃的正下方，固定于箱体内底面，于箱体底侧呈一定角度用于反射DLP投影光机发出的光束。

所述清洗装置通过机械部件与集成式打印平台相固定，布置于集成式打印平台一侧。

所述储料槽通过机械部件与集成式打印平台相固定，布置于集成式打印平台一侧，且与清洗装置相对的一侧。

所述微流控装置布置于箱体外侧，与储料槽相连接。微流控装置通过微流控芯片控制多个注射泵按照给定比例注射多种材料，多种材料通过管道输送到储料槽。

所述注射泵可以采用现成的仪器，把注射泵与本发明的装置连接，也可以固定安装在本发明装置的箱体外侧，使用时只需要往注射泵内注入浆料即可使用，不用再单独购买注射泵。

所述刮平器布置于集成式打印平台一侧，由电机控制其旋转平移。