[发明专利]一种背压式电流体柔性材料3D打印机用喷头

摘要

本发明公开了一种背压式电流体柔性材料3D打印机用喷头及采用该喷头的3D打印机，其中，该喷头包括储料室、滑动台、进气口和进料口，储料室用于容纳待打印的柔性材料，在储料室的下方设置有针头；进气口用于向该储料室提供气压，使该储料室内容纳的待打印的柔性材料沿针头射出到储料室的外部；在针头的下方还设置有导电金属薄膜或者同步探针；该导电金属薄膜或者同步探针与针头之间具有电压差。本发明通过对喷头关键的组成部件及其参数，如针头的直径、储料室气压值、针头与对应电极之间的距离及电压差等进行改进，与现有技术相比能够有效解决柔性材料打印精度不高的问题，并且该喷头可适用于多种柔性材料，适用性高、稳定性好。

主权项

1.一种背压式电流体柔性材料3D打印机用喷头在3D打印水凝胶中的应用，其特征在于，该喷头包括储料室（2）、滑动台（3）、进气口和进料口，其中，所述储料室（2）用于容纳待打印的柔性材料，该储料室（2）设置在所述滑动台（3）上，在所述储料室（2）的下方设置有针头，该滑动台（3）用于带动所述储料室（2）及所述针头移动；所述进气口和所述进料口均设置在所述储料室（2）的上方，所述进料口用于向该储料室（2）内补充所述待打印的柔性材料；所述进气口则用于向该所述储料室（2）提供气压，使储料室（2）内的气体压力值借助气压调节器和气压计的控制保持在阈值点，使针管内的待打印的柔性材料其自身重力、气压压力合力，与管壁的粘力、摩擦力合力两者之间保持平衡，以便使材料达到挤出阈值状态；在所述针头的下方还设置有导电金属薄膜或者同步探针，所述同步探针与所述针头同步移动；该导电金属薄膜或者所述同步探针与所述针头之间具有电压差，形成静电场，对处于挤出阈值状态的待打印材料提供牵引力，从而精准的引导待打印材料沉积在金属薄膜上或针头下方的载物台上；所述喷头还包括可调静电发生器、气压调节器和气压计，所述可调静电发生器用于提供所述针头与所述导电金属薄膜或者与所述同步探针之间的电压差，该气压计与所述储料室（2）相连，用于测量该储料室（2）内的气压值；所述气压调节器通过所述进气口与所述储料室（2）相连，用于根据所述气压计测量得到的气压值向所述储料室（2）提供气压；所述导电金属薄膜与所述针头两者的距离或者所述同步探针与所述针头两者的距离均为不超过50mm；所述针头的直径为不超过3mm；在具体应用时，是向该喷头的所述储料室（2）中加入用于复合形成复合水凝胶的两种以上原始成分；所述储料室（2）内的气压为不超过10.1MPa；所述导电金属薄膜与所述针头两者的电压差或者所述同步探针与所述针头两者的电压差均为不超过20 kV；该喷头的移动速率为10mm/s～1000mm/s。