[发明专利]一种3D生物打印机电动推力系统及方法

说明书

本发明创造提供了一种3D生物打印机电动推力系统及方法，包括底板、伺服电机、控制卡、联轴器、丝杠螺母副、直线导轨、针筒固定机构及推杆固定机构；底板的一侧安装伺服电机，伺服电机的输出轴通过联轴器与丝杠螺母副同轴心连接；所述针筒固定机构安装于底板上，用于安装针筒；所述推杆固定机构与丝杠螺母副固定连接，推杆与推杆固定机构固定连接，从而实现挤出针筒中的打印材料；所述直线导轨安装到丝杠螺母副的两侧，所述推杆固定机构与直线导轨滑动连接；所述限位开关及伺服电机分别与控制卡线路连接；本发明创造采用伺服电机作为动力源，可控性强，速度可调，控制精度高，能够满足不同材料对打印速度的需求，应用范围较广。

技术领域

本发明创造属于3D生物打印设备领域，尤其是涉及一种3D生物打印机 电动供料系统及方法。

背景技术

3D生物打印机是一种能够在数字三维模型驱动下，按照增材制造原理 定位装配生物材料或细胞单元，制造医疗器械、组织工程支架和组织器官等 制品的装备。这种机器首先读入由医学影像数据重建或设计的三维模型，将 模型离散成多个片层，计算机控制打印喷头逐层打印由生物材料或细胞组成 的“生物墨水”，不断重复这一过程，直至打印完成。随后，细胞开始重新 组织、熔合，形成新的皮肤等组织结构。

目前气动供料是生物3D打印领域广泛采用的供料方法，该方法因采用 气体作为动力源，所以气压变化会有一定的滞后性，且无法精确控制打印时 的供料速度，导致打印出现不均匀等现象。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种3D生物打印机电动推力系统及方 法，可根据实际打印情况需求通过上位机来控制打印速度，提高生物3D打 印的质量及效果。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种3D生物打印机电动推力系统，包括底板、伺服电机、控制卡、联 轴器、丝杠螺母副、直线导轨、针筒固定机构及推杆固定机构；底板的一侧 安装伺服电机，伺服电机的输出轴通过联轴器与丝杠螺母副同轴心连接；所 述针筒固定机构安装于底板上，用于安装针筒；所述推杆固定机构与丝杠螺 母副固定连接，推杆与推杆固定机构固定连接，从而实现挤出针筒中的打印 材料；所述直线导轨安装到丝杠螺母副的两侧，所述推杆固定机构与直线导 轨滑动连接；所述限位开关及伺服电机分别与控制卡线路连接。

进一步，所述控制卡通过驱动器与伺服电机驱动连接。

进一步，所述控制卡的输入端连接一上位机，上位机用于发送指令。

进一步，所述限位开关包括第一限位开关和第二限位开关，均固定在底 板的一侧。

进一步，所述第一限位开关和第二限位开关之间设有挡块，所述挡块固 定在推杆固定机构上。

进一步，所述针筒固定机构包括支撑座、针筒挡板、调节板；所述支撑 座固定到底板上；所述调节板通过调节螺母与支撑座相连，所述针筒挡板固 定到支撑座的上端。

进一步，所述推杆固定机构包括连接板、推杆挡板，所述连接板与丝杠 螺母副固定连接且与直线导轨连接；所述推杆挡板螺纹固定在连接板上。

一种3D生物打印机电动推力系统的方法，包括如下步骤：

1)将所要进行打印的材料装入针筒内，进行准备工作；

2)通过所述上位机发送指令到控制卡，控制卡处理指令，通过驱动器 控制伺服电机运动，使推杆固定机构运动达到能够安装上推杆的位置，通过 针筒固定机构和推杆固定机构将针筒及推杆固定；

3)在上位机上设定电动供料系统的速度，执行打印程序开始打印；

4)挡片碰到第二限位开关时，证明打印材料使用完毕，极限开关发出 信号给控制卡从而暂停打印程序；