[发明专利]一种自吸式生物3D打印喷头装置及其方法

权利要求书

1.一种自吸式生物3D打印喷头装置，其特征在于，包括喷头（1）、柱塞缸体、螺钉（6）、斜盘盖（7）、电机座（8）、电机（9）、联轴器（10）、传动轴（11）、平键（12）、配流筒体（13）；所述配流筒体(13)固定在机架上，其下部设有进料口和出料口，进料口与进料管连接，出料口与喷头(1)上部通过螺纹紧固连接；所述柱塞缸体安装在配流筒体(13)内部，柱塞缸体下端面与配流筒体(13)内部端面接触，柱塞缸体下部的密封凸起与配流筒体(13)内部端面的密封槽配合安装形成密封；所述斜盘盖(7)与配流筒体(13)上部同轴安装，且通过至少4个螺钉(6)进行紧固，斜盘盖(7)内部的斜面与柱塞缸体上部的滑靴(5.1)平面接触配合，形成运动摩擦副；所述电机座(8)的上端面固定电机(9)，下端面与斜盘盖(7)上端通过螺纹紧固连接；所述传动轴(11)下端通过平键(12)与柱塞缸体中心孔相配合安装，上端通过联轴器(10)与电机(9)的驱动轴相连接，以此来驱动柱塞缸体转动；

所述柱塞缸体由缸体(2)、弹簧(3)、弹簧座(4)、柱塞体(5)组成；所述柱塞体(5)由滑靴(5.1)、小卡圈(5.2)、大卡圈(5.3)、柱塞(5.4)组成，小卡圈(5.2)卡在柱塞(5.4)上部的第一个卡槽内，大卡圈(5.3)卡在柱塞(5.4)上部的第二个卡槽内，柱塞(5.4)的头部安装在滑靴(5.1)内形成转动副，小卡圈(5.2)嵌在柱塞(5.4)和滑靴(5.1)之间防止两者脱落，所述弹簧座(4)和弹簧(3)依次与柱塞(5.4)同轴安装，弹簧座(4)中心孔上部与大卡圈(5.3)下部接触配合定位，弹簧(3)上部与弹簧座(4)外缘下表面接触配合，下部与缸体(2)弹簧孔同轴配合安装；所述柱塞(5.4)下部与缸体(2)柱塞孔同轴配合安装，柱塞(5.4)可沿缸体(2)柱塞孔内表面相对滑动，实现吸压料过程；

所述缸体(2)至少有2个与柱塞(5.4)配合的柱塞孔；

所述斜盘盖(7)内的倾斜面倾角α在2°~20°之间。

2.如权利要求1所述的一种自吸式生物3D打印喷头装置，其特征在于，所述配流筒体(13)内部平面至少有1个密封槽和2个弧形配料窗口，下部至少有1个进料口和1个出料口。

3.如权利要求1所述的一种自吸式生物3D打印喷头装置，其特征在于，所述滑靴(5.1)可为金属材料或工程塑料。

4.一种如权利要求1所述的一种自吸式生物3D打印喷头装置控制方法，其特征在于：

打印前将配流筒体(13)下部的进料口与进料管连接，

缸体(2)上对称均布着2个柱塞孔，柱塞(5.4)在柱塞孔内呈轴向安装且能沿轴向相对运动，当电机(9)旋转时，通过联轴器(10)、传动轴(11)及平键(12)带动缸体(2)旋转，柱塞(5.4)在柱塞孔的作用下随缸体(2)旋转，同时沿柱塞孔轴向滑动，在弹簧(3)的作用力下，滑靴(5.1)始终靠在斜盘盖(7)的内部斜面上，缸体(2)下端面始终与配流筒体(13)内部端面紧密配合，配流筒体(13)的内部端面上开有两个弧形配油窗口，一个是吸油窗口，另一个是排油窗口，配流筒体(13)在机架上固定不动，其上部紧固安装的斜盘盖(7)也固定不动，当缸体(2)转动时，在斜盘盖(7)内部斜面的作用下，柱塞体(5)在柱塞孔中做往复运动，通过配流筒体(13)内部端面上的两个弧形配料窗口进行吸料和压料；

当缸体(2)带着柱塞体(5)沿着斜盘盖(7)内部斜面向斜盘盖(7)薄壁端转动时，柱塞体(5)在弹簧(3)的作用下向上伸出，柱塞体(5)与柱塞孔间形成的密封容积增大，形成局部真空，进料管内的生物材料通过配流筒体(13)内部端面上的弧形配料窗口吸入到柱塞孔内，完成吸料过程；

当缸体(2)带着柱塞体(5)沿着斜盘盖(7)内部斜面向斜盘盖(7)厚壁端转动时，柱塞体(5)在斜盘盖(7)内部斜面的作用下被压入柱塞孔内，柱塞体(5)与柱塞孔间形成的密封容积减小，柱塞孔内压力增大，柱塞孔内的生物材料通过配流筒体(13)内部端面上的弧形配料窗口从喷头(1)中挤出，完成压料过程；

缸体(2)在电机(9)的驱动下连续旋转，则柱塞体(5)在缸体(2)的柱塞孔内不断的吸料和压料，即实现生物材料的打印工作。