[发明专利]一种基于自激发静电场驱动熔融喷射3D打印制备导电生物支架的方法

权利要求书

1.一种基于自激发静电场驱动熔融喷射3D打印制备导电生物支架的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：制作内径为10-150μm玻璃喷嘴，将玻璃喷嘴安装于喷头上；制作厚度为30μm-2mm，高度为1mm-3mm的导电贴片，将导电贴片紧紧贴附缠绕固定在玻璃喷嘴肩部形成提取电极，导电贴片底部与衬底距离0.5mm-2.5mm；

步骤2：打印初始化，将热塑性聚合物颗粒和碳材料粉末按配比配制成均匀的混合物，混合均匀后开启所有加热单元，达到设定温度，打印喷头处于待机状态，完成整个打印设备的准备和初始化工作；将电源与导电贴片相连，喷嘴移动到初始打印位置，设定喷嘴与衬底之间的距离；

步骤3：开始打印工作，电场生成电极和接收衬底之间形成电场，在螺杆挤出作用下，打印材料流至喷嘴处形成泰勒锥，进而喷射至接收衬底表面，形成特征线结构，二维工作台按设定路径运动，完成第一层结构的打印；

步骤4：在打印的第一层结构的基础上，将喷嘴向上移动一个层厚的距离，然后重复步骤3，直至完成第二层结构的打印；

步骤5：重复步骤4的过程，实现设定层数的打印；

步骤6：打印结束，取下打印完成的导电聚合物生物支架，可选地，根据需要进行后处理。

2.根据权利要求1所述的一种基于自激发静电场驱动熔融喷射3D打印制备导电生物支架的方法，其特征在于，所述热塑性聚合物颗粒为聚乳酸、聚己内酯、聚乳酸羟基乙酸共聚物中的一种或多种，所述碳材料为 石墨烯、碳纳米管、碳纳米纤维、碳纳米晶中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种基于自激发静电场驱动熔融喷射3D打印制备导电生物支架的方法，其特征在于，所述热塑性聚合物颗粒为聚乳酸和/或聚己内酯，所述碳材料为石墨烯和/或碳纳米管，所述混合物中碳材料的质量分数为0-5wt％。

4.根据权利要求1所述的一种基于自激发静电场驱动熔融喷射3D打印制备导电生物支架的方法，其特征在于，所述电源的输出电压范围为1000-1550V。

5.根据权利要求1所述的一种基于自激发静电场驱动熔融喷射3D打印制备导电生物支架的方法，其特征在于，所述喷嘴与衬底之间的距离为0.03mm-0.1mm，所述衬底的移动速度为10mm/s-50mm/s。

6.根据权利要求1所述的一种基于自激发静电场驱动熔融喷射3D打印制备导电生物支架的方法，其特征在于，所述导电贴片为铜、铝、银中的一种或多种，所述衬底为玻璃衬底。

7.根据权利要求1所述的一种基于自激发静电场驱动熔融喷射3D打印制备导电生物支架的方法，其特征在于，所述导电贴片为铜箔贴片，所述铜箔贴片厚度为35μm-105μm。

8.根据权利要求1所述的一种基于自激发静电场驱动熔融喷射3D打印制备导电生物支架的方法，其特征在于，所述制备导电生物支架的方法所用的打印设备包括底座，高压电源，控制模块，底座上设置有三维工作台，Z轴工作台固定在龙门支架上，三维工作台的Z轴工作台上安装有打印喷头，X/Y轴工作台上设置有打印平台，所述打印喷头包括驱动机构、单螺杆、搅拌筒、喷嘴、进料装置、多级搅拌筒加热器和喷嘴加热器，所述驱动机构与单螺杆连接，能够驱动所述单螺杆进行轴向运动，所述搅拌筒套设在单螺杆外侧，所述喷嘴安装在搅拌筒的底部，与高压电源连接，所述进料装置设置在搅拌筒的上端，用于能够向搅拌桶内部输送物料，所述多级搅拌筒加热器包括多个独立的加热器，所述加热器沿轴向依次包覆在搅拌筒上，所述喷嘴外围设置有喷嘴加热器，形成打印过程中的分段加热，高压电源通过导线与导电贴片相连接。

9.根据权利要求8所述的一种基于自激发静电场驱动熔融喷射3D打印制备导电生物支架的方法，其特征在于，所述驱动机构为步进电机。

10.根据权利要求8所述的一种基于自激发静电场驱动熔融喷射3D打印制备导电生物支架的方法，其特征在于，所述多级搅拌筒加热器包括环形加热器Ⅰ、环形加热器Ⅱ、环形加热器Ⅲ。