[发明专利]一种智能光固化生物打印机

说明书

本发明涉及生物打印机技术领域，尤其涉及一种智能光固化生物打印机，通过自动加料清洗装置实现投影式光固化打印过程中的多种材料、多种步骤的连续自动化打印，提高了生物3D打印产品的复杂性和仿真性；通过于工作平台上设有可调定位夹具以根据需要对装载生物打印材料的成型容器进行定位，从而提高了生物墨水利用率；且通过在三维坐标系中设置光源投影组件和加料清洗头均可沿高度维度方向移动，且两者还可沿剩余两个维度方向中的至少一个维度方向同向移动，并在当两者仅可沿剩余两个维度方向中的一维度方向移动时，工作平台至少可沿另一维度方向移动，从而实现了在同一平面内多位置、连续自动光固化打印，提高了打印效率，实现了高通量生物打印。

技术领域

本发明涉及生物打印机技术领域，尤其涉及一种智能投影式光固化生物打印机。

背景技术

投影式光固化3D打印技术是目前加工精度最高，打印速度最快，且生物相容性好的一种生物3D打印技术，因此在生物医学上有极大应用潜力。光固化打印机原理是通过计算机协同控制打印平台的高度与投影的图像，使光敏材料，如光敏树脂、光敏水凝胶、光敏高分子材料等，在光照下逐层依据投影的图像聚合，完成3D结构的打印。现有的光固化打印机一般包括一个沿Z轴移动的平台升降机构、成型平台、固定体积的树脂槽、位于树脂槽下方的光源、控制系统等。生物3D打印的重要应用包括构建复杂的具有生物活性的器官、组织用于基础研究及器官移植，或高通量、可重现地制造生物活性组织用于新药开发中的药物筛选。但是现有光固化打印机尚无法实现这些重要应用，主要局限有以下几点：

一、现有光固化生物打印机需要提前在树脂槽内添加生物墨水，打印过程中成型平台首先浸入生物墨水中，然后逐渐拉出，只能打印单种生物墨水。生物墨水通常含有多种成分，提前添加的材料在打印过程中可能出现某些成分因重力发生沉淀，导致材料的不均一，从而使得打印效果与预设不符，重现性低。

二、现有光固化生物打印机只能在固定位置、固定容器，即树脂槽内打印，打印完后样品需要从打印平台取下，不能实现自动化的多种材料、平面上多个位置的连续打印，无法达到高通量制造的需求，打印效率低。

三、现有的光固化生物打印机，无论最终希望得到的样品大或小，都需要在固定体积的容器内进行，通常容器体积较大，导致生物墨水利用度不高，成本高。如选择重复使用已被光照过的生物墨水，生物墨水性能可能出现改变，影响最终产品在生物应用中的重现性和可信性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种材料适用范围广，生物墨水利用率高，能够实现打印过程中的多种材料、多种步骤、并在同一平面内能够多位置连续自动化高通量打印的智能光固化生物打印机。

一种智能光固化生物打印机，其中，包括打印控制系统、打印机本体和自动加料清洗装置；

所述打印控制系统分别与所述打印机本体和所述自动加料清洗装置相连接并控制所述打印机本体和所述自动加料清洗装置工作；

所述打印机本体包括光源投影组件、加料清洗组件和工作平台；

所述光源投影组件和加料清洗组件均设置于所述工作平台之上，所述光源投影组件包括光机组件、光学镜头和打印窗口；所述光学镜头和所述打印窗口配置于所述光机组件投射出光线的光学路径内；所述加料清洗组件包括加料清洗轴组件和加料清洗头，所述加料清洗头安装在所述加料清洗轴组件上，所述加料清洗头与所述自动加料清洗装置相连接；所述工作平台内设置有第一温控装置，能够控制成型容器内生物墨水温度，使打印机可广泛适用于各种

生物墨水；所述工作平台用于放置成型容器，且所述工作平台上设置有可调定位夹具以对所述成型容器进行定位。

其中，在三维坐标系中，所述光源投影组件和所述加料清洗头均可沿高度维度方向移动，且所述光源投影组件和所述加料清洗头均可沿剩余两个维度方向中的至少一个维度方向同向移动，当所述光源投影组件和所述加料清洗头仅可沿剩余两个维度方向中的一个维度方向移动时，所述工作平台至少可沿另一维度方向移动。