[发明专利]内外双旋盖结构的气动双作用生物3D打印喷头的控制方法

摘要

本发明公开了一种内外双旋盖结构的气动双作用生物3D打印喷头的控制方法，采用压力分级输入方式：当输入第一级压力时，作用力推动活塞组件向下滑移运动，运动到最大滑移位移为∆h，完成对工作状态喷头选择；当进一步提高压力输入时，内旋盖阀口开启，气体进入料筒内部压力腔b，挤出料筒内细胞液从挤出针头通道向下流出。本发明的多个喷头可以在垂直方向上用一个电机和相应传动装置来控制沉积高度。而多个喷头单元利用挤出的气动压力本身来驱动喷头单元内部组件的向下运动∆h,将工作的喷头从其他喷头中选出。这样，既避免其他喷头对工作成形面的干扰，也大大简化系统结构，降低成本。

主权项

1.一种内外双旋盖结构的气动双作用生物3D打印喷头的控制方法，其特征在于：所述的3D打印喷头结构至少包括两组挤出成形单元，所述的挤出成形单元包括下壳体(5)、上壳体(6)、外旋盖(7)、活塞(8)、内芯(18)、压缩弹簧(9)、料筒(10)、内旋盖(11)、快插接头(12)和挤出针头(13)；所述上壳体与下壳体连接，所述外旋盖通过螺纹与上壳体连接，所述快插接头与外旋盖连接，所述活塞安装在下壳体内部，所述压缩弹簧安装在活塞和下壳体之间，所述内芯与活塞连接，所述料筒安装在内芯中，料筒开口处通过螺纹连接一个内旋盖，所述的挤出针头(13)安装在料筒(10)的底部；所述内旋盖包括内旋盖壳体、阀套、微型压缩弹簧和阀芯；所述阀套与内旋盖壳体之间通过螺钉连接在一起，阀套上均布两个径向通气孔；所述阀芯安装在阀套内部，可沿阀套内孔滑移运动，阀芯与阀套之间密封良好；所述微型压缩弹簧安装在阀芯与阀套之间，处于压缩状态；内旋盖壳体顶部中心设有阀口；打印之前，将细胞及生物材料溶液装到料筒(10)内，初始状态下，在压缩弹簧(9)作用下，滑移活塞(8)处于顶部，所有挤出成形单元处于同一状态，因此针头(13)顶端位于同一高度；在微型压缩弹簧(17)作用下，阀芯(16)位于顶端，内旋盖的阀口(141)也处于关闭状态；当需要某一挤出成形单元工作时，与快插接头(12)相连的气管输入气体，首先在腔体a形成一定压力，当压力达到P1时，在活塞(8)和内旋盖(11)表面产生的作用力克服压缩弹簧(9)的弹力，推动活塞(8)和与活塞(8)相连的内芯(18)、料筒(10)和针头(13)向下滑移，最大滑移位移为Δh，这样，通过利用滑移位移Δh将工作状态的该挤出成形单元与其他待命状态挤出成形单元区分开，避免待命状态挤出成形单元对成形面的干扰，此时，在微型压缩弹簧(17)的作用下，内旋盖(11)的阀口(141)仍处于关闭状态，腔体a与腔体b之间不联通；进一步提高输入压力，当压力达到P2时，压力在阀芯(16)上表面的作用力克服微型压缩弹簧(17)的弹力，拖动阀芯(16)运动，阀口(141)打开，腔体a和腔体b之间联通，气体从腔体a通过阀口(141)和通气孔(151)进入腔体b，维持或继续提高输入压力，在腔体b内部形成压力P3，在压力P3的作用下，料筒(10)内溶液从挤出针头(13)中匀速挤出，落到成形面上。