[发明专利]基于数控铣床的生物3D打印试验平台

权利要求书

1.基于数控铣床的生物3D打印试验平台，包括：一台数控铣床（Ⅰ），其特征在于：还有一台活塞挤出供料装置（Ⅱ）和一个专用连接件（Ⅲ），通过所述专用连接件（Ⅲ）把活塞挤出供料装置与数控铣床（Ⅰ）的锥柄以螺纹形式连接，从而得到一种生物3D打印试验平台，能够充分利用数控铣床（Ⅰ）的CNC系统，使活塞挤出供料装置（Ⅱ）通过数控铣床的编程精确地沿X/Y/Z三个方向走出形状复杂的路径，同时由单片机（29）控制活塞挤出供料装置（Ⅱ）而挤出生物材料沉积在接收台上，从而实现制备出理想的组织工程支架。

2.如权利要求1所述的基于数控铣床的生物3D打印试验平台，其特征在于：所述活塞挤出供料装置（Ⅱ）包括挤出供料模块（21）、供料控制器模块（22）和供料检测模块（23），所述挤出供料模块（21）连接供料控制器模块（22）和供料检测模块（23），供料检测模块（23）连接供料控制器模块（22），形成控制环路系统。

3.如权利要求1所述的基于数控铣床的生物3D打印试验平台，其特征在于：所述专用连接件（Ⅲ），由一个内螺纹管状件（31）和一个支撑板（32）组成，所述内螺纹管状件（31）的一端通过4个螺栓与支撑板（32）的一端连接；内螺纹管状件（31）的另一端的螺纹孔与数控机床（Ⅰ）的锥柄螺纹端旋接，支撑板（32）的另一端与活塞挤出供料装置（Ⅱ）通过螺栓固定连接。

4.如权利要求2所述的基于数控铣床的生物3D打印试验平台，其特征在于：所述挤出供料模块（21）由推进机构（24）、喷头机构（25）和加热保温机构（26）组成，所述推进机构（24）联接传动喷头机构（24），加热保温机构对喷头机构（24）进行包裹保温。

5.如权利要求4所述的基于数控铣床的生物3D打印试验平台，其特征在于：所述推进机构（24）包括步进电机（1）、电机连接法兰（2）、联轴器（3）、前支撑板（4）、光杆连接推板（5）、丝杠螺母（6）、基板（7）、滚珠丝杠（8）、后支撑板（9）、轴承（10）、连接板（15）、连接螺母（18）、称重传感器（19）和螺母（20）；所述步进电机（1）安装在电机连接法兰（2）上，步进电机（1）的输出轴通过一个联轴器（3）与一根滚珠丝杠（8）连接，与该滚珠丝杠（8）旋配的一个丝杠螺母（6），该丝杠螺母（6）与光杆连接推板（5）连接；所述光杆连接推板（5）通过螺母（20）与称重传感器（19）连接；所述连接螺母（18）用于称重传感器（19）与一根活塞轴（17）相连接；所述电机（1）通过连接法兰（2）固定在基板（7）上；所述滚珠丝杠（8）两端分别通过轴承（10）支承于前支撑板（4）和后支撑板（9）上；所述连接板（15）固定在基板（7）上，活塞轴（17）为喷头机构（25）中一个金属注射器（16）的注射推杆。

6. 如权利要求5所述的基于数控铣床的生物3D打印试验平台，其特征在于：所述喷头机构（25）和加热保温机构（26）包括金属注射器（16）、温控器的热电偶（11）、电加热棒（12）、全钢喷嘴（13）和加热罩（14）；所述金属注射器（16）固定在连接板（15）上，全钢喷嘴（13）与金属注射器（16）出料口连接；所述加热罩（14）套在金属注射器（16）外面，并固定于连接板（15）上；所述温控器的热电偶（11）和电加热棒（12）固定在加热罩（14）上。

7.如权利要求5所述的基于数控铣床的生物3D打印试验平台，其特征在于：所述供料控制模块（22）包括PC机（27）、PLC（28）和单片机（29），PLC（28）连接称重传感器（19）和2个限位开关（30），用于实时采集拉压力信号和限位开关信号，通过以太网与PC机（27）上的iFIX组态软件通讯；单片机（29）连接步进电机（1），控制步进电机（1）启停、转速和转向，通过串口方式与PC机（27）通讯；PC机（27）通过以太网和PLC（28）连接及通过串口方式与单片机（29）连接，用于运行iFIX组态软件及与单片机（29）通讯。

8.如权利要求5所述的基于数控铣床的生物3D打印试验平台，其特征在于：所述供料检测模块（23），包括所述称重传感器（19）和2个限位开关（30）；所述称重传感器（19）一端通过连接螺母（18）与活塞轴（17）连接，另一端再通过一个螺母（20）与光杆连接推板（5）连接，用于检测推进压力值；2个限位开关（30），一个安装在前支撑板（4）上，另一个安装在后支撑板（9）上，用于推进机构（24）的极限位置的检测。