一种用于医用防辐射制备3D打印装置

本技术涉及一种用于医用防辐射制备3d打印装置，属于医用防辐射领域。

背景技术：

1、现在世界上大部分能够制备防辐射材料的设备中，基本都只能够制备固定形状的防辐射物质，但是在医学、工业和生活中很多情况下使用的都是按照特殊形状生成的防辐射材料，所以将3d打印设备和防辐射材料的制备连接一起，是必须的。

2、目前国内有几家厂商生成了一些关于防辐射材料制备的机器，但都存在缺点，主要在：

3、1、虽然能够进行不同形状的防辐射材料的制备，但是制备的材料相对固定，应用的范围相对较小。

4、2、虽然能够变换不同类型的材料，但都是硬质性材料，对于柔性材料还不能进行制备防辐射材料。

5、3、虽然能够做出防辐射的材料出来，但是其防辐射的效果并不好，导致达不到防辐射的效果，故不能广泛应用到高强度防辐射情况。

6、4、虽然有的厂家能够使用柔性材料进行相关防辐射制备，但其不能做到柔性材料和相关防辐射金属的充分混合或按相关比例混合，导致制作出的成品分布不均匀等现象。

技术实现思路

1、针对上述现有的技术所存在的问题，本实用新型的目的是提供一种应用范围较广、具有较高的自由度和灵活性、具有能够增加防辐射材料与柔性材料的混合度、良好的防辐射效果的3d打印设备；进一步提供一种用于医用防辐射制备3d打印装置。

2、为达到以上目的，本实用新型采用了一种可控制的基于3d打印的方法，设计了一种可以通过搅拌、加热、密封等融为一体的3d打印搅拌头，来制备防辐射成品。

3、本实用新型的一种用于医用防辐射制备3d打印装置，包括立柱、立柱底座、横梁、固定滑轮、传送带、电机、成品放置台、传动固定架和3d打印搅拌头，其中根据复合材料和防辐射材料的不同配比(材料质量配比)来进行不同辐射度屏蔽。

4、上述立柱设置在立柱底座上，立柱底座用于固定立柱；上述横梁通过固定滑轮设置在立柱上，固定滑轮用于带动横梁做上下移动；上述3d打印搅拌头通过传动固定架固定在横梁上，传动固定架可以带动3d打印搅拌头进行左右移动；上述成品放置台通过传送带配合立柱底座，可实现前后移动。

5、上述3d打印搅拌头所有的连接都是通过橡胶密封垫片进行密封，防止气体泄漏。

6、上述复合材料是橡胶、聚乳酸(pla)和丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚合物(abs)材料中的一种或者两种；上述的防辐射材料是钨粉(纳米级)；所属的不同配比(材料质量配比)是复合材料和10％～30％的钨粉(微米级)。所有打印的材料都放入3d打印搅拌头9内。

7、上述3d打印搅拌头包括步进电机、联轴器、搅拌轴、3d打印搅拌头顶盖、进气管、密封橡胶垫片、3d打印搅拌头底盖、导热装置、金属头、加热棒和温度传感器构成；上述步进电机和搅拌轴通过联轴器相连；上述3d打印搅拌头顶盖和3d打印搅拌头底盖通过密封橡胶垫片进行封装；上述3d打印搅拌头底盖和导热装置通过密封橡胶垫片进行封装；上述3d打印搅拌头顶盖和导热装置都封装在3d打印搅拌头底盖两侧；三个加热棒和三个温度传感器别等距离分布在导热装置左右两侧。

8、上述立柱、立柱底座和横梁都是采用一体式的三角加强筋结构；上述3d打印搅拌头所用材料都是由铅层和设置在铅层外侧的金属外壳构成。

9、上述医用防辐射3d打印装置，其耗材配制比及各类物质百分比含量如下(以下配比为材料质量配比)：

10、橡胶和钨粉(微米级)的配比为1：0.1和1：0.2；聚乳酸(pla)和钨粉(微米级)的配比为1：0.1和1：0.2；丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚合物(abs)和钨粉(微米级)的配比为1：0.1和1：0.2。

11、为达到防止不同辐射源的目的，本实用新型可利用不同材料进行防辐射制备。

12、其不同总类特点及其配比百分比为(以下配比为材料质量配比)：

13、橡胶70％-80％，

14、钨粉(微米级)10％-30％。

15、进一步地，该防辐射材料组成及其百分比为：

16、pla(聚乳酸)70％-80％，

17、钨粉(微米级)10％-30％。

18、进一步地，该防辐射材料组成及其百分比为：

19、abs(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)70％-80％，

20、钨粉(微米级)10％-30％。

21、进一步地，该防辐射材料组成及其百分比为：

22、橡胶80％-90％，

23、钨粉(微米级)10％-20％。

24、进一步地，该防辐射材料组成及其百分比为：

25、pla 80％-90％，

26、钨粉(微米级)10％-20％。

27、进一步地，该防辐射材料组成及其百分比为：

28、abs 80％-90％

29、钨粉(微米级)10％-20％

30、本实用新型的一种制备防辐射材料的方法，包括如下步骤：

31、步骤1、将橡胶、pla、abs和钨粉按比例调配(配比为材料质量配比)；

32、步骤2、将配好的材料加入到3d打印机搅拌头中，并充分搅拌30分钟；

33、步骤3、将搅拌好的原料通过温度为190℃-240℃的高温加热装置，将材料经过融化后，变为熔融状态存储在3d打印搅拌头中；

34、步骤4、混合好的材料通过3d打印搅拌头上部的进气口，经外部空气压缩机压入空气，使材料挤出；

35、步骤5、将需要制作的模型事先导入软件中，根据软件自动生成g-代码，操控3d打印机进行运动；

36、步骤6、打印好的材料放在成品台上晾干，手动收集成品。

37、本实用新型用于采用橡胶、pla、abs与钨粉(纳米级)有效融合，经过加热后使该混合材料变为熔融状态，从而能够制成高灵活度、高融合、高防辐射强度、环保、安全的防辐射材料，而且通过调整不同材料、不同比例，可以生成不同要求、不同运用场合、不同类型的材料。

技术特征：

1.一种用于医用防辐射制备3d打印装置，其特征在于：包括立柱(1)、立柱底座(2)、横梁(3)、固定滑轮(4)、传送带(5)、电机(6)、成品放置台(7)、传动固定架(8)和3d打印搅拌头(9)，其中根据复合材料和防辐射材料的不同材料质量配比来进行不同辐射度屏蔽，

2.如权利要求1所述的用于医用防辐射制备3d打印装置，其特征在于：所述立柱(1)、立柱底座(2)和横梁(3)都是采用一体式的三角加强筋结构；所述3d打印搅拌头(9)所用材料都是由铅层和设置在铅层外侧的金属外壳构成。

技术总结本技术涉及一种用于医用防辐射制备3D打印装置，属于医用防辐射领域。该3D打印装置包括立柱、立柱底座、横梁、固定滑轮、传送带、电机、成品放置台、传动固定架和3D打印搅拌头；立柱设置在立柱底座上，立柱底座用于固定立柱；横梁通过固定滑轮设置在立柱上，固定滑轮用与带动横梁做上下移动；3D打印搅拌头通过传动固定架固定在横梁上，传动固定架可以带动3D打印搅拌头进行左右移动；成品放置台通过传送带配合立柱底座，可实现前后移动；3D打印搅拌头中可添加相关打印材料，通过搅拌将其混合，构成想要的形状。能够解决传统防辐射材料制备的固化系统，构建出一个可客制化、特殊化及可调节的3D打印装置。技术研发人员：陈亚东,王美晨,葛达,张广腾,柯丽,杜强,巩天星受保护的技术使用者：沈阳工业大学技术研发日：20231121技术公布日：2024/7/15